化学计量与环境、资源、健康和可持续发展研究

艾贤嵩

（甘肃省计量研究院，甘肃 兰州 730070）

就目前来说，化学计量已经是国际贸易技术壁垒中最重要的组成部分。化学计量的有效性已成为国际贸易争端的中心，因此，化学计量的国际一致性已作为国际关注的中心纳入国际计量组织的工作。现阶段，据报道得出，化学测量占所有测量的50%以上。这在一定意义上也可以说明，化学测量涉及生命、健康、安全、环境、资源和可持续发展，其规模在传统计量学的10 个领域中都是无与伦比的。化学措施的有效性需要国际上的一致性，这种一致性是建立在可追溯性的基础上的，并得到每个国家建立良好和健全的化学计量系统的支持。协调测量值或化学测量值的可追溯性存在问题，在发展化学计量技术之前，还有许多工作要做。下面进行详细阐述。

1 化学计量相关内容阐述

化学计量，指在化学领域所使用的仪器仪表的计量。涉及许多物理量、单位和符号。这些是化学成分、化学变化、数量和能量之间的关系以及它们的计算。化学计量的出发点是原子主义、质量和能量守恒定律以及一些基本的化学定律。

2 化学计量是农业标准化和农业可持续发展的基础

由于缺乏对土壤组成和土壤质量变化的了解，使有针对性的科学施肥成为不可能，并可能造成一个恶性循环，导致盲目施用的产量暂时增加，从而导致土壤生产能力的下降。因为施肥和农药的合理应用,才为普及农业标准化基地和精准农业做出了贡献。没有可靠的化学计量学，就不可能实现农业的真正标准化和农业生产的真正量化。由于农用化学品的盲目使用，化肥和杀虫剂的过度使用已达到极限，严重影响可持续发展。为了保持高产，土地的集约利用和农用化学品的大量使用已成为我国农业发展的典型模式。我国目前拥有世界上不到10%的可耕地，而氮肥的使用占世界消费量的30%，是世界单位面积平均水平的三倍。施肥后，50%的废水从排水沟排入气态大气或水环境，每年损失1000 多万吨氮，造成相当大的破坏。事实上，蔬菜只消耗了10%～20%的氮肥，在靠近城市水源的蔬菜密集生产地区，过量的化肥和杀虫剂尤其重要。过度消费的化肥和农药,在全国各地产生了严重影响生态环境：积累化肥和农药,在广大农村地区的饮水来源，尤其是在水井、健康带来潜在的风险有大批农民至少13个省份。

第二个后果是河流和湖泊的富营养化，我国近50%的湖泊严重富营养化，缺氧导致大量鱼类和其他水生动物的数量和种类减少。例如，在过去几年里，每年夏天，温暖的海水和雨水都会导致输送化肥的支流被雨水冲走农田，流入太湖。由于严重的富营养化，湖水迅速变绿，散发出令人窒息的气味。

第三个后果是土壤的物理、化学和生物性质的退化。一项可靠的数据显示，我国大约有2000 万公顷的可耕地受到不同程度的污染。第四个后果是农产品价格的不合理上涨。农业用地以外损失1000 多万吨氮肥，直接经济损失300 多亿美元，农药浪费损失150 多亿美元。改善农民收入的困难增加了。

3 化学计量是环境监测的基础

由于在农业生产过程中过度使用化肥和杀虫剂是水体、土壤、生物和大气三维污染的主要原因，“三维农业污染”比平面“农业污染”更具破坏性。“农业立体污染”监测是综合污染防治的前提，化学计量学是正确监测和评价环境污染的技术基础。城市机动车尾气污染占城市空气污染的50% ～80%，最高可达90%。空气污染的监测和控制与人类健康密切相关。例如，北京妇幼保健中心最近对3000 多名幼儿进行的一项调查显示，在2 ～6 岁的儿童中，超过30%的儿童血液中铅含量过高。过量的铅会影响儿童的心理发育。化学计量学显然是环境监测的主要技术手段。

4 化学计量的量值未得到统一，使社会资源大量浪费

现阶段，由于化学计量的量值在国际上未能得到统一的标准规定，从而导致我国出口产品的拒绝通关率屡创新高，这在一定程度上也增加了社会资源的浪费率，从而不利于可持续发展的目标得以实现。国家对化学分析和测量的相互承认程度低，导致许多重复的测量和浪费社区资源。所使用的仪器,例如医院和一个自成体系的不同,国家标准物质的化学计量不同医院的患者中的生物指标和实验室检测结果。甚至不同医院的患者来说,重复测量,导致个别医疗资源的浪费和经济损失。针对这一现象，我国经济发展较好的地区的医院首先推行化验和某些检查之间相互认可的工作模式，这一模式也已经正式投入试运行。这样一来，不但可以保证医院可利用资源得到最优化的利用与配置，也可以为患者减少不必要的经济损失，更好地保障患者的利益，最终促进社会的和谐进步。

5 化学计量与国民健康水平息息相关

化学测量的结果严重影响着医生的正确诊断，其测量结果与真实情况之间的差异给医生的判断带来了不确定性。除此之外，化学计量的正偏差也会在一定程度上不可避免地导致过度处理。药物滥用不仅影响患者的肝脏和肾脏，而且浪费国家的药物资源，同时引起耐药性和不良反应。目前，呼吸系统疾病、传染性腹泻、麻疹、艾滋病和结核病占全球感染死亡人数的85%以上，病原体对某些抗生素的耐药性接近100%。国际数据显示，全球住院患者药物不良反应的发生率为10%～20%，药物引起的肝损伤约占住院患者的10%；在50 岁时，住院患者的比例可能超过40%，其中5%具有致残、致畸、致命和长期后果。3.6%～25%的医院死亡是由药物引起的，这表明药物滥用和过量的严重危害。相反，化学措施的消极偏差可能会阻止真正需要的患者得到他们应得的治疗，并推迟治疗和康复。营养不良、缺铁缺碘等微量元素阻碍儿童生长，降低儿童智商，使儿童生病，每年造成直接经济损失300 多亿元。这与我国化学测量的扩散和立体测量基础的不足直接相关。

如今，粮食安全已成为政府和民众最关注的问题，其热点问题也给予特别重视,在食品中的有害物质,特别是研制或获取标准样品的分析并进行复测微量更多国际差异存在许多差距，这对从根本上保护人类健康也是极为不利的。就目前来说，我国食品中添加的添加剂已达22 种，其对我们身边的健康有着极为重要的影响，若是添加过度，就会导致人体受到严重的损害，甚至危及生命。除此之外，检测方法的繁多以及检测剂的昂贵，也在一定程度上加重了化学计量检测的困难性与实施性。

6 国外化学计量工作的新动态

关于化学测量和分析的结果，需要充分的可比性和国际可追溯性。因此，BIPM 非常重视化学计量学，并于2000 年成立了化学系。工作方案应侧重于三个领域，气体的分析研究、分析、技能等方面的有机化学和标准的统一措施。首先，通过建立一个专门机构来建立一个氧气浓度测量基础，测量研究的重点是确保可比性和气态混合物气体标准的溯源，进行比较和臭氧浓度测量的校准；国际比较和一氧化氮气体标准研制的高精度方法来调整气体标准；主要研究一个新的氢含量测量方法空气。最初的方案侧重于编制所需的样品测量系统，参考实验室、临床化学和医学，特别是对于处理、类固醇激素的药物管制。美国国家标准和技术研究院成立化学分析部的主要目的是分析化学领域开展研究化学、生物化学、化学工程措施和参考物质，与经济发展和以人为本密切相关。化学重点措施和标准是加强美国工业在世界市场上的竞争力、提供化学用于评估措施的质量和改善公共卫生、安全和环境质量、化学措施以保证公正性、并且积极研究与健康有关的参考物质，如胆固醇等。

7 结语

总而言之，由于经济全球化的发展，越来越多的国际贸易争端涉及化学措施的有效性。建立健全的化学计量体系，制定统一的中长期计划，由计量控制技术机构负责实施。目前有一部分质量控制体系和技术,特别是在计量研究院中缺乏专业人员,以及仪器设备通常过于落后,其能力和水平也远不及发展的所需。因此，加强化学计量的管理和投入，加快我国化学计量体系的完善，是现阶段最重要的工作之一。我们应该重视化学计量工作对我们生活所带来的影响，积极将其与我们的日常生活、工作和学习相联系，促进四者之间的协调发展。