2.2 樣品分析測試過程
樣品分析測試過程是土壤全過程質量保證和質量控製的重要環節,對於土壤有機監測而言,有机研究包括土壤樣品的监测製備、各測試項目的全过前處理及分析測試,許多質量控製措施都在這個環節實施應用。程质
2.2.1 土壤樣品製備
土壤樣品製備通常分為新鮮樣品和幹燥樣品,量保幹燥樣品又可分為冷凍幹燥樣品和風幹樣品,证和质量對於大部分有機物監測包括揮發性和半揮發性有機物都應使用新鮮樣品,控制部分樣品不適合用新鮮樣品,土壤應該盡量用冷凍幹燥方式來製備樣品,有机研究對於持久性有機汙染物如農殘等項目當前仍然有些技術規範允許使用風幹樣品。监测
分析新鮮樣品是全过為了真實體現樣品在自然狀態下的性質和濃度,對於新鮮樣品製備步驟少,程质但要盡快處理,量保主要包括多點取樣、证和质量破碎、混合均勻和稱重,迅速上機測試,避免樣品的揮發損失;幹燥樣品的製備步驟多,曆時長,包括幹燥(風幹、凍幹)、粗磨、細磨、分裝。對於風幹室和土壤製備室也要符合技術規範要求。
2.2.2 土壤樣品前處理
監測土壤中半揮發或者是持久性有機物時,樣品前處理階段所用的工作量約超過分析測試的70%,監測全過程的誤差約有50%來源於樣品的製備和前處理[3],因此樣品的前處理非常關鍵,關係到監測工作的成敗。
近年來,分析測試技術突飛猛進,而土壤有機監測才剛全麵推開,前處理的方法和設備仍在改進完善中,回收率高、簡便快速、對人及環境友好和自動化程度高是選擇土壤有機監測前處理和設備的重要依據。對於土壤揮發性有機物監測,隻有頂空進樣和吹掃捕集進樣兩種前處理方式,通常都會有自動進樣器,自動化程度高;對於半揮發性有機物,步驟多,分為提取、淨化和濃縮三步,提取方式主要有微波萃取、索氏提取、快速溶劑萃取和加壓流體萃取等,淨化方式有濃硫酸淨化、凝膠滲透色譜淨化和小柱淨化等,涉及到的儀器設備和耗材也多。為獲得真實準確的監測數據,選擇具體的提取淨化方式和儀器設備時應根據目標有機物的極性等物理化學性質。
2.2.3 試劑驗收和方法驗證
土壤有機監測所涉及到的試劑和耗材主要有純水,提取用的有機試劑丙酮、甲醇等、淨化用的故相萃取小柱、濃硫酸、無水硫酸鈉等物質,這些試劑有些用量還很大,試劑耗材到貨後使用前一定要進行試劑的驗收。驗收要進行空白檢測確保不含有機物,常規要求是不含幹擾譜圖或低於方法檢測限。
在開展土壤有機監測前對計劃使用的標準方法,實驗室應先進行方法驗證,確保實驗室能滿足方法的所有要求,有能力開展該項監測工作。測試人員要按照《環境監測分析方法標準製修訂技術導則》(HJ 168-2010)的要求從人、機、料、法、環以及測試技術指標等多方麵進行驗證,特別是應進行監測全過程的方法驗證,包括采樣環節、樣品製備、樣品前處理到分析測試,包括儀器設備的校準核查性能指標、試劑的驗收、人員的持證到環境條件的適宜性,特別要包括工資曲線的配置、空白試驗、精密度試驗到準確度試驗是否符合方法要求。
2.2.4 分析測試的質量控製措施
分析測試環節的質量控製措施主要有:1)儀器性能的檢查,重點檢查譜線基線漂移、噪音等情況,對於質譜檢測器除了要看真空度、基線等常規檢查外,很重要的是要進行針對性的調諧;測試揮發性有機物要使用BFB(4-溴氟苯),半揮發性有機物要使用DFTPP(十氟三苯基磷)調諧,調諧後進行離子豐度評價。2)定量校準方法,通常采用繪製校準曲線進行定量,繪製校準曲線至少需要5個濃度點,樣品濃度盡量落在校準曲線的中部,線性相關係數大於0.995。對於質譜類檢測器,大多采用平均相對相應因子法或最小二乘法來繪製校準曲線。3)空白、精密度、準確度等質控指標,每批次或每二十個樣品都應分析一次實驗室空白、實驗室內平行並進行準確度試驗,準確度試驗可以采用加標回收或使用有證標準物質兩種方式。土壤有機監測主要分析項目精密度和準確度的允許範圍詳見表3。4)內標和替代標準的運用[4],有機物的分析測試通常需要使用內標和替代標準,特別是對於土壤有機監測,前處理步驟多易損失,基體複雜易幹擾,特別需要使用內標和替代標準來進行質控。
內標校正校準曲線定量是很常見的有機監測的定量方式,內標物的選擇必須遵循一定的原則,最重要的是內標物在樣品裏不能含有或者其含量與目標化合物相差足夠大,另外內標物的物理化學性質如極性、分子量和結構等與目標物相近。通常在樣品濃縮定容時加入一定量的內標,樣品和校準曲線點的內標濃度應保持一致,才能用內標的響應值變化來校正目標化合物的濃度。內標法定量的作用是消除儀器分析條件特別是進樣量、檢測器穩定性等方麵的誤差。
替代物在有機監測中同樣應用廣泛,其選擇與內標相似。通常在樣品前處理前加入替代標準,以其回收率來評價目標物在樣品前處理及測試階段的損失,以此衡量實驗室測試係統的效率。要特別引起注意的是替代標準回收率符合要求並不一定代表目標物從樣品中提取率符合要求,因為樣品還存在複雜的基體問題。
2.3 數據處理、審核、報告及評價過程
監測數據的處理、審核、報告編製以及評價都是質量控製的內容。有機監測通常是一次進樣多組分同時分析的過程,如方法HJ642頂空/氣相色譜質譜法測定土壤和沉積物中揮發性有機物,同時就可測定36種揮發性有機物,HJ834半揮發性有機物的測定方法一次性同時檢測70種有機物,並不是每種有機物均能同時達到質量控製的要求,因此就需對每個有機物分別進行質量標識,從而進行數據處理,舍棄那些不合格的檢測數據。
在分析測試過程中及時進行空白、平行雙樣相對偏差和加標回收率評價十分必要,如果出現不符合規範要求應及時進行查找原因,采取相應措施,保證後續樣品的監測質量。
3 應用實例
本文以理論指導實踐,在農用地詳查多環芳烴的監測中運用了全過程的質量保證措施和質量控製技術。工作開展前,成立監測工作小組落實項目負責人,包括采樣人員、樣品流轉人員、分析測試人員、數據審核報告人員、質量控製人員等進行詳細分工並進行相應培訓,掌握相關技術要求,項目負責人在現場實地踏勘的基礎上編製了監測方案,設置采樣點位。嚴格按照《農用地土壤樣品采集流轉製備和保存技術規定》進行土壤樣品的采集、流轉、製備和保存,規範填寫《土壤采樣記錄表》、《土壤樣品流轉記錄表》、《土壤樣品製備記錄表》等報表。
實驗室分析測試方法使用《全國土壤汙染狀況詳查土壤樣品分析測試方法技術規定》推薦的《半揮發性有機物的氣相色譜-質譜(毛細管柱技術)》(EPA 8270),分析人員先按照《環境監測分析方法標準製修訂技術導則》(HJ 168-2010)規定進行方法驗證工作,進行方法的測定下限、檢出限、準確度、精密度、線性範圍等各項特性指標的驗證[5],確定實驗室和分析人員有能力開展此項工作。監測樣品時分析人員按規定進行空白、10%的實驗室內平行樣、10%的樣品加標試驗,按照表3的要求進行自控。填寫《土壤多環芳烴分析記錄表》、《內部質量控製記錄表》等報表。
數據審核上報人員檢查數據記錄是否完整、抄寫或錄入是否有誤、數據是否異常等,並重點考慮數據的有效性、數據的處理和內部質量控製數據符合性等。質控人員按20%的比例對采樣現場及記錄進行抽查,按10%的比例設置密碼平行樣或者質控樣對分析測試工作進行他控,實驗室參加環保部組織的土壤多環芳烴的能力驗證以及省級質控實驗室組織的外控工作。
4 結語
當前,水環境有機物的監測質量保證和質量控製體係較為完備,而土壤方麵仍處於起步階段,大多借鑒國外的標準方法,還需不斷實踐。本項農用地土壤半揮發性有機物多環芳烴的監測工作,采用了全過程的質量保證和質量控製,取得了理想的監測結果。
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