淺談水質分析中的檢出限及其確定方法
【摘要】想要使水質分析監測報告更加真實，就只有正確的進行檢出限的確定方法的使用。但是，就目前來看，人們雖然在檢出限的使用措施和技術上有所改進，但是仍然無法得出較好的檢出限結果。所以，在水質分析中的檢出限的確定方法的研究方面，人們還需要積極的進行探索。因此，基于這種認識，本文對水質分析中的檢出限的定義及分類進行了說明，并進行了確定檢出限的常用方法的提出，從而希望為水質分析工作提供一些的參考建議。
【關鍵詞】水質分析;檢出限;確定方法
Abstract wants to make the water more realistic analysis of the monitoring report, carried out using only the right to determine the method detection limit. But, for now, although people in the detection limit of the measures and the use of technology has improved, but still can not come to a better detection limit results. Therefore, the research method for determining the water quality analysis detection limits, people also need to be explored actively. Thus, based on this understanding, this paper analyzes the definition and classification of water quality detection limits have been described, and the method used to determine the limit of detection of the proposed thus hope to provide some reference suggestions for water quality analysis.
Key words water quality analysis; detection limit; determining method
引言
作為重要的質量控制參數，檢出限常常在水質分析報告中出現。就實際情況而言，由于生活用水的水質在不斷惡化，所以隨著相關部門及機構對檢出限的重視程度的提高，檢出限的確定已經成為了水質分析工作中的重要內容。而為了更好的進行水資源的利用和開發，人們也要不斷的進行檢出限的確定方法的探索，從而更好的進行水質的控制，進而更好的促進人類的發展。所以，在這種情況下，相關人員就更應該關注水質分析的檢出限的確定問題。
1、水質分析中檢出限定義及分類
1.1檢出限
在水質分析過程中，在特定置信限下進行某一特定分析方法的運用，從而檢出的監測目標物的最小量，就是檢出限。而在進行檢出限確定的過程中，要進行特定的分析方法的使用。但是，由于檢出限的分析方法不同，所以確定出的檢出限的單位也并不相同。就目前來看，檢出限可以用ug/ng等絕對量單位來表示，也可以用ug/g、10-6等濃度單位來表示[1]。
無論是利用哪種檢測方法來進行檢測，在檢測目標物等于零的情況下，監測目標物的信號也會受到波動的影響。所以，一旦證據不充分，就不能認為檢測到的信號是檢測目標物所發出的。而與此同時，所得到的檢測結果也不一定就是所要檢測的目標物的檢測結果。因為，檢測信號的波動可能是由非檢測物所造成的，所以檢測的結果的真實性將不能被證明[2]。因此，進行檢出限的分析時，要進行檢測目標物和非檢測物的檢測信號的對比，然后在此基礎之上進行產生差異的對應量的確定。此外，為了完全排除對檢測結果的干擾，還要進行檢測工作本身誤差所導致的檢測信號波動情況的測定。一般的情況下，檢測工作本身的工作誤差具有人為過失誤差和不可回避誤差。所以，如果可以使人為過失誤差得到排除，就可以認為測量誤差是偶然誤差。而由于偶然誤差往往是由檢測信號波動存在所造成的，因此偶然誤差往往具有正態分布的特性。而利用這一特性，就能進行信號波動區間的對應置信限的確定。同時，利用正態分布特性的標準偏差又可以進行波動區間大小的確定，進而進行置信區間值的獲取。而在經過不限次數的多次測定后，3秒左右的置信區的置信度可以達到99.7%。但是，如果進行測定次數的限定，那么所測定出的3秒左右的置信區的置信度就只有95%[3]。因此，從這些內容可以了解到，在檢測目標物為零的情況下，如果目標物產生的信號波動大于置信限，就可以證明信號的波動是由檢測目標物所產生的。
1.2檢出限的分類
1.2.1檢出限
檢出限的英文名為Detection Limit，簡稱DL。從本質上來講，檢出限就是一種量值，是以一定的置信水平為基礎來進行分析方法和測試儀器靈敏度衡量的重要指標。
1.2.2儀器的檢出限
儀器檢出限的英文名為Instrument Detection Limit，簡稱IDL。從本質上來講，儀器檢出限就是分析儀器能夠檢測出的被分析物的最低量或濃度。所以，儀器檢出限常常能體現出儀器的檢出能力，并且是一個與信噪比有關的指標。一般的情況下，被分析物的濃度會與特定儀器能夠從背景噪音中分辨出的最小響應信號相對應。但是，由于不受到任何樣品制備步驟的影響，儀器檢出限的值總是低于方法檢出限。所以，在大多數最終數據報告中，儀器檢出限并不會出現[4]。而在與不同儀器的性能相比較的情況下，儀器檢出限常常會被使用，并且常用于進行數據的統計分析。
1.2.3方法檢出限
方法檢出限的英文名為Method Detection Limit，簡稱MDL。從本質上來講，方法檢出限就是利用某一種分析方法完成一項檢測工作后，被測定物質被測定出來的最低濃度。但是，值得注意的是，這里的被測定物質產生的置信度要能達成99%，并能于空白樣品相區分。具體來說，就是要利用分析方法測定出的空白實驗值和選定的估算檢出限公式來完成濃度的計算。所以，方法檢出限不僅與儀器噪聲有關，而且還與樣品性質、預處理過程都有關系，并能夠進行方法全過程的誤差總和的確定。因此，從這里可以看出，方法檢出限可以在衡量實驗室、分析方法和分析人員效能方面被利用，并且可以被當做是一個相對的標準[5]。所以，作為分析化學中質量控制方面的重要概念和參數，方法檢出限往往會在最終的數據報告中出現，并且可以顯示出數據的不確定性和局限性。
1.2.4定量限與應用定量限
在正常實驗室的常規操作下，在被測組分的濃度產生的信號大于空白樣本濃度產生的信號的情況下，這一信號就能以指定的置信水平定量檢出。而這一濃度，就是定量限。通常的情況下，人們往往以試劑空白的標準偏差信號的10倍信號的產生濃度為定量限。此外，隨著介質、分析方法和分析對象的改變，定量限也會發生相應的改變[6]。而應用定量限指的則是在實際操作和常規分析的條件下能夠達成的定量限。因為，這樣的定量限可以使檢測結果具有較高的準確性。所以，應用定量限常常是方法檢出限的3到10倍，指的是能夠準確測定的最低濃度。
2、水質分析中的檢出限確定方法
就現階段而言，常用來進行水質分析中的檢出限確定的方法有分光光度法、光皮分析法和定量測定下限等多種方法。而無論是那種檢出限的計算方法，都有著基本相同的計算原理。此外，值得注意的是，檢出限的確定要根據選用的檢測方法來完成。
2.1分光光度法
在水質分析過程中，分光光度法是常規的檢出限的確定方法。首先，利用分光光度法進行檢出限的確定，要先進行空白值的測量。而這里所指的空白值，就是利用實驗用水來進行檢測樣本的替代，然后利用與樣本測定同樣的步驟來進行實驗用水的測定，而最后所獲得測定值就是空白值[7]。就實際情況而言，實驗用水質量、器皿潔凈程度、試劑純度、儀器性能、試驗環境和人員操作等多種因素都會對空白值的測定造成影響。所以，只有各方面條件都比較完備的實驗室的分析方法的空白值才會在非常小的范圍內波動，從而使空白值保持一定的準確率。而空白值的測定也有著具體的測定方法，就是5到6個批次進行空白值的測定。而在每一個批次的測定過程中，需要對平行雙樣進行測定，同時在測定后進行標準曲線的制作，并在一段時間內進行同一批樣本的重復測定。但是，如果使用的測定方法的數據波動變化相對較大，就可以進行約10個批次的分析。其次，在空白值測定完成后，就要進行檢出限計算公式的選擇。而一般的情況下，檢出限計算公式的選擇都是按照《全球環境監測系統水監測操作指南》中的規定來進行的。當空白的測定次數大于等于20時，公式為D.L=4.6σwb。其中，D.L指的是檢出限，而σwb指的則是空白平行測定的標準偏差。但是，在空白的測定次數小于20時，就可以用Swb來進行σwb的替代，具體的公式為。其中，D.L代表著檢出限，tf則表示顯著性水平，Swb則表示空白平行測定標準差。
2.2光譜分析法
利用光譜分析法進行檢出限的確定也是在水質分析中比較常見的。首先，利用光譜分析法進行檢出限的確定需要進行超過20個的空白樣品的測定。而在進行空白樣品檢測時，空白信號的標準偏差為Sbo。就實際情況而言，在某些水質分析方法中，空白值的測定結果趨近于零。所以，可以用約等于零的標準溶液來進行純水的代替，從而進行空白值的測定。因為在這種條件下，測定出的數據將更具有價值，所以可以為下一階段的計算提供比較可靠的數據。但是，在正常的情況下，往往接近空白的加標濃度是預期檢出限的1到3倍。所以，需要根據已定的分析方法進行測定結果的預處理[8]。其次，在空白值測定完成后，利用光譜分析法進行檢出限的確定同樣要進行檢出限計算公式的選擇。根據有關規定，通常使用D.L=K Sb/a來進行檢出限的計算。其中，Sb代表著空白多次測定的信號的標準偏差，a代表著分析方法的靈敏度，而K往往等于3，從而便于進行檢出限D.L的計算。另外，利用光譜分析法進行檢出限的確定時，需要注意空白測定的過程中的同一日期內多次測定的變動風險存在問題。而如果在不同的日期內進行多次空白測定，也同樣存在著變動風險。因此，由于公式中并沒有體現出對這一問題的考量，所以要進行這兩種因素的全面的考量，進行每個批次的平行雙樣的測定，同時進行對應的標準曲線的制定，并保證測定的批次大于10次的測定在特定的時間段內完成。而這樣一來，空白值的濃度的標準偏差就可以被計算出來，而這一值的3倍就是需要測定的檢出限。
2.3定量測定下限
利用定量測定下限來進行檢出限的確定時，可以根據有關規定將測定下限認定成10倍空白標準偏差對應的濃度值，既3.3倍的MDL，而相應的置信度則為90%。但是需要注意的是，不同的規定中的測定下限不同，而相應的置信度也不相同。在HJ/T168-2004導則中，將以4倍檢出限濃度為測定下限，既4倍的MDL。而在這種情況下，相對標準偏差約為10%。此外，在實際分析的過程中，測定下限的確定還會受到儀器設備響應信號穩定狀態、校準曲線標準系統各點分布等多種因素的影響[9]。而與此同時，還要使實際測定下限大于理論的測定下限，并要保證測定下限與校準曲線各點分布相對應。此外，在條件允許的情況下，還要根據測定下限的精密度進行標準偏差的測試，進而保證標準偏差小于10%。而在實驗的過程中，如果低濃度樣品的精密度要求較高，就可以5倍以上的MDL為測定下限。
2.4其他檢出限確定方法
在水質分析過程中，還可以利用其他方法進行檢出限的確定。一方面，可以使用容量法進行檢出限的確定。具體來說，就是利用滴定管產生的最小液滴體積來進行檢出限的計算。另一方面，還可以使用總量法進行檢出限的確定。而該種確定方法主要與天平的靈敏度和監測樣品的體積有關。所以，可以根據這兩方面的因素進行檢出限的計算。
結論
總而言之，從本文的研究來看，水質分析中的檢出限可以被分成是儀器的檢出限、方法檢出限、定量限和應用定量限等多個種類。而目前常用來進行水質分析的檢出限確定的方法則有分光光度法、光譜分析法和定量測定下限等多種方法。所以，從這里可以看出，我國對水質分析中的檢出限及其確定方法已經有一定程度的研究。但是，由于水質環境仍然在不斷變化，所以現有的檢出限確定方法已經無法滿足水質分析的工作需要。因此，相關部門還應該不斷的進行檢出限的確定方法的優化，進而促進水質分析工作的發展。
參考文獻
[1]葉洞君.解析水質分析中的檢出限及其確定方法[J].河南科技，2013，04(01)：197.
[2]蔡英.水質有機污染物的分析方法研究[D].湖南師范大學，2010.
[3]王路.水質分析中儀器法的檢出限的計算[J].環境與發展，2014，03(01)：175-176.
[4]陳爽，徐接勝.關于檢出限的定義、分類及估算方法的探討[J].廣州化工，2014，18(42)：137-139.
[5]李君霞.分析檢出限的實驗測量和計算方法的研究[D].北京化工大學，2012.
[6]雷雯雯，雷慶，栗顏博.從多種角度分析水質化驗中的檢出限[J].黑龍江水利科技，2011，01(01)：92.
[7]夏春，陳琨.水質分析方法中檢出限的計算[J].廣州化工，2014，10(42)：170-171.
[8]邢飛.TMP廢水有機物監測方法的研究[D].河北工程大學，2013.
[9]朱海豹，錢亞玲，唐紅芳.色譜分析中的檢出限和定量下限及其在職業衛生檢測中的應用[J].中國衛生檢驗雜志，2012，09(22)：234-235.
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