环境监测实验室水中砷、汞监测能力考核结果评价

2014-10-12吴晓凤姚雅伟

中国环境监测 2014年4期

滕曼，付强，吴晓凤，姚雅伟，杨婧

中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

砷和汞都是具有潜在危害的重要污染物，生物毒性显著，被列为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)［1］等质量标准的控制指标。为深入了解全国环境监测实验室地表水砷、汞的分析测试能力，中国环境监测总站于2012年3—5月组织实施了全国环境监测实验室地表水中 As、Hg测定的能力考核。能力考核是利用实验室间比对的方式考核环境监测实验室技术能力和质量管理水平的活动，是总站实施国家环境网质量控制的手段，旨在促进环境监测实验室质量体系的持续改进，保证环境监测数据的质量。

实验室间比对是质量控制的常用手段之一，开展实验室间比对有助于了解行业或领域内实验室的能力状况，发现和消除实验室间存在的系统误差和影响因素，促进实验室检测水平的提高。我国很多行业均开展了以实验室间比对为手段的质控活动，中国疾病预防控制中心［2］、国家建材质检中心［3］、中国计量科学研究院［4］和中国地质调查局［5］等组织了行业或领域内的实验室间比对，以了解实验室的整体水平，提高实验室间数据的可比性。环保行业中王清华等［6-7］开展了本省环境监测站的实验室间比对活动，采用稳健统计法对比对结果进行了评价。有报道的行业实验室间比对均以检测数据为基础进行结果评价，本研究综合检测数据和质量体系运行情况，提出了实验室能力和质量管理水平的总体评价方法。

1 考核材料和评价方法

1.1 考核方法

采用统一样品进行实验室间比对，不指定检测方法，主要考察实验室间的差异，了解和评估环境监测实验室的能力水平和数据可比性。通过统计数据结果考察各单位能力水平，并根据考核材料上填写的信息考察各单位质量体系运行情况。

1.2 样品制备与发放

比对采用样品为地表水样品，因参加实验室数量较多，为提高样品的保密性，比对共使用了4个浓度水平的样品(A、B、C、D)，每个实验室将随机收到一份样品，其中含砷、汞2种被测组分。样品封装于20 mL安瓿瓶内，在常温状态下保存与发放。

考核委托环境保护部标准样品研究所制备样品，每种样品均经过均匀性、稳定性分析以及定值测定等实验研究。

每个样品均标识有惟一的随机编号，随机发放。发样同时附《样品接受状态确认表》、《作业指导书》、《结果报告单》和《盲样未能检测情况说明》等考核材料，供被考核单位填写与参考。

1.3 结果统计与评价

比对考核采用四分位数稳健统计法［8-10］进行数据结果的处理，统计量包括结果数、中位值M、标准 IQR、最小值、最大值、稳健变异系数 RCV(%)和极差，能力评价的参数为实验室间 Z值:Z=(Xi-M)/标准IQR，其中 Xi为实验室结果。当∣Z∣≤2时，结果满意;当2＜∣Z∣＜3时，结果有问题;当∣Z∣≥3时，结果不满意。

同时对考核材料中填写的信息进行分析，考察参加实验室的样品流转、方法选择、标准依据、质控措施等环节是否存在问题。在数据结果的基础上，综合质量体系运行情况，对实验室的总体能力进行评价。

2 考核结果分析

2.1 检测结果统计参数

比对考核向143个实验室发放了考核样品，其中136个实验室按期报告了有效检测结果，参与数据结果统计，4个浓度水平样品的检测结果统计参数如表1所示。

表1 主要稳健统计参数汇总 μg/L

As的4个浓度水平样品中，样品 A含量最低，样品B含量最高。结果显示，样品A结果的变异系数(RCV)和极差均高于其他样品，而样品B结果的变异系数和极差均低于其他样品。所以被考核实验室对于低含量As的测定结果差异较大，对于高含量As的测定结果差异较小。

Hg的测定结果则呈相反的趋势，样品B含量最低，样品D含量最高，样品B结果的变异系数和极差均低于其他样品，样品D结果的变异系数和极差均高于其他样品。所以被考核实验室对于低含量Hg的测定结果差异较小，对于高含量Hg的测定结果差异较大。

2.2 检测结果Z比分数图

为了清晰反映各实验室参加实验室间比对的结果，将 Z比分数值按大小顺序排列绘制柱状图，每个柱条上标有相应的实验室代码，从柱状图上，各参加实验室可将其结果与其他实验室进行比较，了解在比对考核中所处的水平。各样品中砷、汞含量的 Z比分数图如图1～图4所示。∣Z∣越小，表示结果与中位值越接近;∣Z∣越大，表示结果与中位值的偏差越大。

砷测定结果满意(∣Z∣≤2)的实验室为110家，汞测定结果满意的实验室为124家，砷和汞结果均满意的实验室为101家。从图1～图4可看出，样品A和样品D中As测定结果不满意(∣Z∣≥3)的实验室数量较多，样品 D中代码为073和089的实验室As测定结果的∣Z∣接近12;样品 D中 Hg测定结果除实验室080外均为满意，代码为080的实验室 Hg测定结果Z=22，导致样品 D测定结果的变异系数和极差较大。代码为073、089和080的实验室的测定结果存在较大的系统误差，建议实验室从标准物质、校准曲线、仪器校准方法等方面查找原因。

图1 样品A砷、汞的Z比分数图

2.3 问题分析

对各实验室《结果报告单》、《样品接收状态确认表》、《盲样未能检测说明》、《能力考核联系信息表》等材料中的信息和结果报送过程中暴露出来的问题进行分类总结，考察各实验室质量管理体系的运行情况。考核发现的具体问题及出现频率:质控样信息缺失或有误占21.2%，标准样品信息缺失或有误占18.2%，使用过期质控样占14.6%，签字信息缺失或有误占8.8%，方法信息填写错误占8.8%，使用已作废标准占2.9%，仪器设备信息有误占2.9%，单位代码或样品编号有误占1.5%，报告修改不规范占0.7%。

图3 样品C砷、汞的Z比分数图

图4 样品D砷、汞的Z比分数图

被考核实验室质量体系运行中比较突出的问题主要有3类。一是质控环节存在问题，参加考核统计的实验室全部进行了质控样的测定，其中使用过期质控样、相对误差计算有误、质控样编号未填或参考值填写有误的单位共有98家，占考核对象的68.5%;二是监测报告的规范性有待提高，部分实验室经过三级审核的报告存在明显的形式问题，报告三级审核制度的落实亟待加强;三是部分实验室存在使用作废标准、仪器设备与方法不一致、方法与标准不一致、标准引用不合适、标准名称填写不规范等现象。