元素標準樣在環境監測中的重要作用

更新時間：2025-01-10

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　　引言

　　元素標準樣是已知元素含量和性質的標準物質，其制備精確且穩定，能夠用于校準和驗證測量設備，確保測量結果的準確性和可靠性。在環境監測領域，元素標準樣發揮著不可替代的作用。

　　一、定義與特性

　　元素是指具有相同核電荷數(即質子數)的一類原子物質。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的定義，元素是不能通過化學方法分解成更簡單的物質。元素具有不同的化學性質和物理性質，例如金屬元素具有良好的導電性和導熱性，多為固體，具有光澤；有機化合物中通常含有碳元素，而無機化合物則不含碳元素。

　　元素標準樣是已知元素含量和性質的標準物質，其制備需要嚴格遵循一定的程序和規范，以確保其精確性和穩定性。標準樣品具備很好的確定性和足夠的均勻性兩大特點，因此被廣泛認可和使用。

　　二、環境監測的重要性

　　隨著工業化和城市化的加速發展，環境問題日益突出。準確科學的環境監測可為環境保護工作提供可靠依據，對于維護生態平衡和人類健康至關重要。環境監測涉及大氣、水體、土壤等多個方面，通過監測各類污染物含量及其變化，可以評估環境污染的程度和趨勢，為環境管理和治理提供科學依據。

　　三、元素標準樣在環境監測中的應用

　　1、實驗室能力驗證

　　在環境監測領域，通過對標準樣品的檢測，可以對從事監測分析人員的個人能力進行驗證，也可以對實驗室的檢測能力狀況進行驗證。例如，持證上崗考核和實驗室質控考核都是通過使用標準樣品來進行的。應用標準樣品進行能力驗證已廣泛用于實驗室認可、計量認證以及有關監督評審等工作中。

　　通過標準樣品檢測，可以有效評估實驗人員的操作水平和實驗室的整體檢測能力，從而確保監測數據的準確性和可靠性。這對于提高環境監測的整體水平具有重要意義。

　　2、儀器校準與檢測

　　大多數現代儀器分析方法都是基于相對測量的分析原理，因此需要使用標準樣品進行校準。使用標準樣品進行儀器校準，可以有效消除基體效應，提高測量準確性。例如，在環境監測中，分析基體相對復雜的環境樣品時，選用與試樣組成大致相當的環境標準樣品，可以使測量準確性顯著提高。

　　同時，使用標準樣品檢測測量儀器的分析特性如線性、重現性、穩定性等也已成為共識。通過定期對儀器進行校準和檢測，可以確保儀器始終處于良好的工作狀態，提高監測數據的準確性。

　　3、建立環境監測系統量值溯源

　　標準樣品的特性量值一旦確定，就被儲存在標準樣品中，且在一定范圍內不受時間和空間的限制，可以作為相互比對和傳遞的參考物。通過使用已經建立溯源性的國家標準樣品，開展實驗室間量值傳遞與量值比對，可以有效提高實驗室間檢測分析數據的可比性。

　　國家環境標準樣品是我國環境監測系統量值傳遞和量值溯源的基本工具。通過使用標準樣品，可以確保環境監測數據的準確性和一致性，為環境監測工作提供可靠的依據。

　　4、評價和驗證新方法

　　在環境監測中，常常需要研制或修訂新的分析方法。在這種情況下，需要使用標準樣品對新方法的準確度和精密度進行評價。例如，美國環保局(EPA)在1971年曾推薦了一種測量環境空氣中NO2的監測方法(即Jacobs-Hochheisev法)，但由于當時沒有合適的NO2標準樣品，未能對方法的準確性進行驗證。直到1973年美國NBS(現在的NIST)研制出四種NO2滲透管標準樣品之后，EPA重新評價該方法的準確性時才發現，NO2轉化率并不是個常數，而是隨著NO2濃度的增加而下降。

　　通過使用標準樣品對新方法進行驗證，可以及時發現方法的缺陷和不足，從而提高監測方法的準確性和可靠性。這對于推動環境監測技術的進步具有重要意義。

　　5、檢測分析實驗室質量管理

　　標準樣品是環境監測分析實驗室開展質量管理工作的有力工具。通過選擇標準樣品作為控制圖，可以對實驗室測量系統作周期性的檢查，以確定測量的準確度和精密度的情況。

　　在日常監測活動中，將標準樣品與未知樣品在相同的條件下進行測量，如果標準樣品的測定結果落在控制限之外，說明測量系統脫離控制了，此時未知樣品的測量結果應是無效的。實驗室應該立即查找原因，采取措施加以糾正，重新進行標準樣品的測定，直至標準樣品的測定值落在控制限內，才能重新進行未知樣品的測定。

　　通過使用標準樣品進行質量控制，可以確保實驗室的監測數據始終處于良好的狀態，提高數據的準確性和可靠性。

　　6、環境污染監測仲裁分析

　　在實際環境監測工作中，常常會出現不同實驗室的監測結果之間嚴重不一致的現象。這經常會在污染排放者與被污染者之間、或環保執法部門與污染排放企業之間，有時也可能會在代表不同行政區域的環境監測分析實驗室之間發生。

　　在這種情況下，可以通過檢測基體相近的環境標準樣品，并根據標準樣品的分析結果裁定爭議環境樣品的分析數據。因為國家標準樣品的量值是經過充分鑒定過的，無可質疑。通過使用標準樣品進行仲裁分析，可以比較容易地解決爭議，提高環境監測的公正性。