基于化学分析仪器计量检测问题研究

基于化学分析仪器计量检测问题研究

王宏

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摘要：随着现代科学的发展，化学分析工具已广泛应用于人类生产的许多领域，如食品和药品的监测和管理、医学检验和环境监测，并逐渐成为与监测人类健康密切相关的科学工具。从分析食品安全条例中的农药残留到发现新食品和药品的主要化学成分；从检测自然环境中的水质到测量全球变暖过程中的空气污染物浓度，化学分析工具越来越普遍和应用，越来越接近人类生活。

关键词：化学分析仪器；计量检测；存在问题；对应措施；
 一、化学分析仪器计量检测中存在的问题

        1、计量检测标准严重滞后。进入21世纪后，现代科技发展速度极快，新的理念和化学分析仪器等的更新速度也越来越快，现代计量检测标准难以紧跟技术前沿。在此背景下，一方面往往容易导致部分已经更新换代之后的化学分析仪器仍然需要沿用原有的、落后的计量检测标准，导致仪器的检测功能无法充分发挥；另一方面部分新的化学分析仪器在进行计量检测时会出现没有计量检测标准的现象，导致无法针对其检测结果进行溯源。

        2、标准物质研发覆盖性不足。尽管全球范围内的多个国家已经对化学分析中所需标准物质的研究投入了越来越多的人力、物力，然而标准物质的研制速度仍然存在覆盖性不足等问题，对于完全覆盖飞速发展的化学仪器种类等仍存在较大难度。尤其随着现代工业的发展、环境的持续恶化以及部分新兴领域对化学检测工作的依赖，全球范围内标准物质研发覆盖性不足已经成为阻碍化学分析仪器计量检测以及部分行业快速发展的重要原因。

        3、人员高精度检测能力不足。对食品药品、环境问题以及金属矿藏等进行化学分析，需要计量检测人员具备专业性极高的知识、技术和能力。化学检测问题复杂程度的提升，对从事化学分析仪器计量检测等的工作人员专业能力发起了挑战。尤其对于我国而言，有相当比例的从业人员只初步具备了对部分化学分析仪器构成、检测方法以及故障分析的能力，而对于更深层次的行业要求，如进行更加精、准、细的计量检测工作等则往往无法满足。

        二、造成化学仪器计量检测出现误差的因素分析

        在进行计量检测的过程中，某些影响分析测量误差的因素不可能得到全部控制，所以不可避免会产生各种误差。由于误差不可避免，所有分析检测工作者必须重视影响仪器测量结果可靠性的因素，特别是要重视随机误差和系统误差对分析检测结果可靠性的影响。分析检测工作者必须理解自己的任务和目标，然后沿着任务和目标去努力。分析测试工作者的基本要求和主要目标就是得到准确、可靠的分析测试数据。那么如何才能得到准确可靠的数据呢？要得到准确可靠的数据应注意哪些方面呢，笔者认为，关键是要重视影响分析检测误差的来源和分析误差相关因素，并且努力消除之。目前，全世界的科学家一致公认，分析误差的来源，最主要的是五个方面：
  1、样品前处理。样品前处理占分析误差比重很大（约占总误差的30%），前处理过程不但产生很大的分析检测误差，而且所占时间很多（占总时长的61%）。

        2、仪器的主要性能指标。仪器的技术指标非常重要，能直接影响或限制分析误差（约占总误差的30%）。例如：光谱仪器的波长准确度、波长重复性、杂散光（荧光背景）、噪声（N）、积分时间、检测限、分辨率、稳定性等等，都是直接影响分析检测数据可靠性的关键指标。

        3、仪器条件的选择和操作水平。SBW、积分时间、进样方式、清洁卫生等，这些因素产生的误差约占总误差的35%。

        4、分析方法产生的误差。各类分析仪器本身普遍存在理论误差，例如：吸收光谱是研究物质对光的吸收的分析设备，它是根据比耳定律设计的。但比耳定律理论上是指平行光照射物质上，物质对这束平行光产生吸收。由于市面上99%的吸收光谱类仪器不是平行光，所以会产生理论误差。

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此外还有数据处理算法、回归方程不完善等因素，造成分析误差（约占总误差的2%）。

        5、环境干扰产生的误差。仪器放置处的电场、磁场、振动等等的干扰等均会产生分析误差（约占总误差的3%）。上述5个方面的问题都是直接影响分析误差的主要因素，是广大分析检测工作者需要高度重视的问题。认真努力解决或处理好这5个问题，是广大分析检测工作者的基本要求和目标。

           3、化学分析仪器计量检测优化策略

        3.1灵敏度优化

        选择先进工艺设备是提升化学计量检测工作最直接、最省力的办法。此外，对于相同检测仪器、相同检测条件下的不同检测结果，应通过加强操作人员培训，提升人工操作水平来优化。最后，对于检测精度要求较高的项目，应尽量选择采用单功能仪器作为计量检测的主要仪器；对于检测精度要求较低的项目才可以考虑使用多功能仪器。

        3.2加强对检测人员的质量控制

        检测人员作为现阶段化学检测实验的关键组成部分之一，其对于最后的检测结果和数据有着非常重要的影响和作用。因此，实验室一定要确保检测人员的整体素养。首先，实验室可以适当提升准入标准，增强对检测人员的管理力度，对于可以进入到实验室开展检测工作的检测人员，不仅仅要具备一定的学历和专业知识，而且还要具有丰富的实践技能和工作经验，从而确保其可以熟练的操作各种检测设施和仪器，并且可以针对不同的实验情况来精确的选取检测手段。其次，化学企业和有关部门还要及时安排人员定期定时的进行相关培训工作，进而持续的提升其专业水准和实践能力，这对于提升实验室的检水准有着非常关键的作用和现实意义。

        3.3仪器故障优化

        针对化学分析仪器的故障进行优化，可以从2方面入手：①定期维修，计量检测部门的实际操作人员需要在供应商的指导下定期对仪器进行检修，从而充分掌握化学分析仪器的工作状态，一旦发现仪器的某些功能或检测精度出现问题，应立即进行修理或联系供应商提供售后；②环境维护，化学分析仪器工作寿命以及检测精度受环境的影响较大，因而计量检测部门除需要对仪器本身进行定期维护外，对仪器所处的自然环境等也需要进行维护，对环境的温度、湿度等进行充分调节保证化学分析仪器获得最佳工作状态。

        3.4计量检测标准优化

        目前我国共发布化学类计量检测规程/规范共计约有130余项，仍无法充分满足日新月异的化学科学发展以及化学分析检测问题复杂程度的提升。前瞻性分析，能够避免国家相关部门在进行标准制定时往往需要根据社会上已经存在或已经存在一段时间的化学计量检测问题进行标准制定的这一问题，能够根据化学专业的发展方向进行提前分析并总结有可能出现的问题，从而进行提前规划。一旦市场上真实发生了关化学计量检测问题，才能够及时推出相关标准，从而适应科技、社会等的飞速发展。

        结束语:

        综上所述，文章针对化学分析仪器计量检测的问题、制约因素等进行了总结性分析，提出了针对这些问题和制约因素的优化策略。利用化学分析仪器进行食品、药品、医学、环境等的检验或监测，是在科技不断发展进步、自然环境逐渐恶化的背景下，保障人民健康和社会可持续发展的关键。该化学分析仪器计量检测研究课题，已经成为当前保障计量检测工作质量、避免检测出现问题等领域的热门研究话题。

        参考文献:

        [1]刘文飞.化学分析仪器计量检测问题分析[J].中国科技信息，2019（27）：148-149.

        [2]高旭明.化学分析仪器计量检测探讨[J].当代化工研究，2020（22）：79-80.
 [3]应仰威.基于化学分析仪器计量检测问题研究[D].浙江大学,2019.