基于化學(xué)分析儀器計量檢測問題研究

基于化學(xué)分析儀器計量檢測問題研究內(nèi)容摘要：文章基于化學(xué)分析儀器計量檢測進(jìn)行了深度分析，肯定了化學(xué)分析儀器在計量檢測中的主要價值；指出了當(dāng)下我們國家化學(xué)分析儀器檢測領(lǐng)域存在的問題，分析了制約化學(xué)分析儀器檢測的重要因素；總結(jié)了能夠保證化學(xué)分析儀器計量檢測精度的重要應(yīng)對策略，包含儀器故障應(yīng)對策略、儀器應(yīng)用被誤導(dǎo)時應(yīng)該怎樣應(yīng)對、儀器的性能問題以及儀器的靈敏度問題等。本文關(guān)鍵詞語：化學(xué)分析儀器；化學(xué)分析；化學(xué)計量；化學(xué)檢測中圖分類號：0657；F203文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5922〔2020〕08-0037-04ResearchontheMeasurementandDetectionProblemsBasedonChemicalAnalysisInstrumentsLIUZhuan-li〔BaojiVocationaITechnicalCollege，〕Abstract：Basedonthein-depthanperaffirmstheimportantvalueofthechemicalanalysisinstrumentsinthemeasurementanddetection，pointsouttheexistingproblemsinthefieldofthecurrentchemicalanalysisinstrumentsdetectioninChina，analyzesthemarizesthemaincountermeasurestoen-surethemeasurementanddetectionaccuracyofchemicalanalysisinstruments，includinginstrumentfailurere-sponsestrategies，howtodealwiththeproblemwhentheapplicationoftheinstrumentismisled，theperformanceoftheinstrumentandthesensitivityoftheinstrumentetc.Keywords：chemicalanalysisinstrument；chemicalanalysis；stoichiometry；chemicaldetection隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷進(jìn)步，化學(xué)分析儀器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人類生活和生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域，如食品藥品監(jiān)督管理、醫(yī)學(xué)檢驗以及環(huán)境監(jiān)測和治理等。利用化學(xué)分析儀器進(jìn)行計量和檢測已經(jīng)逐步從單純的測量和監(jiān)管工作發(fā)展成為一種與人類健康、全球環(huán)境改善以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等息息相關(guān)的主要科學(xué)，從食品安全監(jiān)管中分析等殘留物的成分構(gòu)成到檢測某種新型食品、藥品的重要化學(xué)成分；從汽車尾氣的含硫量到對外星球稀有礦物質(zhì)的成分分析；從白然環(huán)境水質(zhì)檢測到全球環(huán)境變暖經(jīng)過中的大氣污染物濃度測量，化學(xué)分析儀器的普及水平以及應(yīng)用廣泛水平越來越高，與人類生活的結(jié)合水平也越來越親密[1]。某一國家或地區(qū)化學(xué)分析儀器的精致細(xì)密水平和檢測精確性已經(jīng)成為衡量該國家或地區(qū)科技發(fā)展水品以及工業(yè)化水平的主要參照標(biāo)準(zhǔn)。1概述利用各類型儀器進(jìn)行化學(xué)計量，是我們國家現(xiàn)代化工領(lǐng)域進(jìn)行計量分析工作的主要構(gòu)成部分[2]?；瘜W(xué)計量體系以及化學(xué)分析儀器的重要分類如此圖1所示。2化學(xué)分析儀器計量檢定/校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)與管理衡量一臺化學(xué)分析儀器進(jìn)行計量檢測時所獲取的結(jié)果能否精準(zhǔn)，重要取決于3方面如此圖2所示。2.1檢定/校準(zhǔn)根據(jù)儀器的計量檢定/校準(zhǔn)是決定化學(xué)分析儀器測得數(shù)據(jù)能否精準(zhǔn)的最基礎(chǔ)因素[3]。我們國家當(dāng)下已經(jīng)根據(jù)化學(xué)計量檢測發(fā)展示狀，建立起相關(guān)的量值傳遞和溯源體系。根據(jù)國家有關(guān)部門制訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在對廠家所生產(chǎn)的化學(xué)分析儀器進(jìn)行質(zhì)量檢測時，需要根據(jù)所生產(chǎn)儀器所在國家相關(guān)體系中的分類情況進(jìn)行差別性檢測。對于已有對應(yīng)計量檢定規(guī)程或規(guī)范需要進(jìn)行強(qiáng)迫檢定的儀器，應(yīng)交由國家法定計量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行針對性專業(yè)檢定，經(jīng)該部門檢定合格以后方可投入生產(chǎn)計量；對于尚未確定計量檢定規(guī)程或規(guī)范的化學(xué)分析儀器，應(yīng)該盡量根據(jù)國際的、國家的或者地區(qū)性質(zhì)的相關(guān)公開發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)；對于非強(qiáng)迫性檢定的化學(xué)分析儀器，應(yīng)該交由具有相應(yīng)天資的技術(shù)部門進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，經(jīng)該部門檢定合格以后方可使用。2.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在化學(xué)分析領(lǐng)域中的定義是：一種足夠均勻而且通常情況下性能極為穩(wěn)定的特定特性的物質(zhì)；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特性能夠到達(dá)化學(xué)分析儀器計量檢測經(jīng)過中某一特定檢查所需的基本功能[4]。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是化學(xué)分析計量檢測領(lǐng)域進(jìn)行量值傳遞的最基礎(chǔ)手段，同時也是國家相關(guān)部門進(jìn)行化學(xué)分析計量檢測工作的法定根據(jù)。對化學(xué)分析儀器的測量精度進(jìn)行檢測時必需嚴(yán)守下面5點。①必需選擇經(jīng)計量行政部門批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使之可溯源到SI單位；②檢測時所選定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必需在有效期內(nèi)，防止由于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的性質(zhì)改變影響檢測結(jié)果；③標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的存放要根據(jù)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保檢測時標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的性質(zhì)未發(fā)生毀壞；④標(biāo)準(zhǔn)溶液等的配置方法需要嚴(yán)格根據(jù)配比說明進(jìn)行，以防測量結(jié)果出現(xiàn)較大誤差；⑤利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對化學(xué)分析儀器測量進(jìn)度進(jìn)行檢測時，需要對環(huán)境檢測、標(biāo)準(zhǔn)溶液配置以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的適用情況等進(jìn)行精確記錄。2.3后續(xù)管理當(dāng)某一型號化學(xué)分析儀器在相關(guān)部門完成基本檢定并頒發(fā)證書以后，企業(yè)或生產(chǎn)廠家應(yīng)及時核對所得證書中的有關(guān)儀器檢測數(shù)據(jù)，在充足確認(rèn)證書參數(shù)與白身產(chǎn)品之間的切合水平以后，需要在參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)下確保儀器的正常使用[5]。對于無法知足證書中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或參數(shù)要求的情況下，需要對生產(chǎn)出的化學(xué)分析儀器進(jìn)行調(diào)試和維修，及時修正其加工參數(shù)確保同一型號產(chǎn)品都能夠知足證書中的相關(guān)要求。3化學(xué)分析儀器計量檢測中的問題及制約因素3.1存在問題現(xiàn)代化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，促使化學(xué)分析儀器逐步延伸出越來越多的種類和型號，給化學(xué)分析儀器進(jìn)行計量檢測工作帶來了很多新的問題。3.1.1計量檢測標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重滯后進(jìn)入21后，現(xiàn)代科技發(fā)展速度極快，新的理念和化學(xué)分析儀器等的更新速度也越來越快，現(xiàn)代計量檢測標(biāo)準(zhǔn)難以緊跟技術(shù)前沿[6]。在這里背景下，一方面往往容易導(dǎo)致部分已經(jīng)更新?lián)Q代之后的化學(xué)分析儀器仍然需要沿用原有的、落后的計量檢測標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致儀器的檢測功能無法充足發(fā)揮；另一方面部分新的化學(xué)分析儀器在進(jìn)行計量檢測時會出現(xiàn)沒有計量檢測標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法針對其檢測結(jié)果進(jìn)行溯源。3.1.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研發(fā)覆蓋性不足雖然全球范圍內(nèi)的多個國家已經(jīng)對化學(xué)分析中所需標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研究投入了越來越多的人力、物力，然而標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制速度仍然存在覆蓋性不足等問題，對于完全覆蓋飛速發(fā)展的化學(xué)儀器種類等仍存在較浩劫度。尤其隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展、環(huán)境的連續(xù)惡化以及部分新興領(lǐng)域?qū)瘜W(xué)檢測工作的依靠，全球范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研發(fā)覆蓋性不足已經(jīng)成為阻礙化學(xué)分析儀器計量檢測以及部分行業(yè)快速發(fā)展的主要原因[7-8]。3.1.3人員高精度檢測能力不足對食品藥品、環(huán)境問題以及金屬礦藏等進(jìn)行化學(xué)分析，需要計量檢測人員具備專業(yè)性極高的知識、技術(shù)和能力?；瘜W(xué)檢測問題復(fù)雜水平的提升，對從事化學(xué)分析儀器計量檢測等的工作人員專業(yè)能力發(fā)起了挑戰(zhàn)。尤其對于我們國家而言，有相當(dāng)比例的從業(yè)人員只初步具備了對部分化學(xué)分析儀器構(gòu)成、檢測方法以及故障分析的能力，而對于更深條理的行業(yè)要求，如進(jìn)行愈加精、準(zhǔn)、細(xì)的計量檢測工作等則往往無法知足。3.2制約因素在詳細(xì)的化學(xué)分析儀器計量檢測工作中，檢測結(jié)果的精準(zhǔn)水平、檢測效率等的制約因素重要包含儀器故障、儀器應(yīng)用被誤導(dǎo)、儀器性能以及儀器的靈敏度等[9]，如此圖3所示。4化學(xué)分析儀器計量檢測優(yōu)化策略針對化學(xué)分析儀器計量檢測工作中的詳細(xì)問題，本文以為應(yīng)該從下面6個方面進(jìn)行針對性優(yōu)化，如此圖5所示。4.1計量檢測標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化當(dāng)前我們國家共發(fā)布化學(xué)類計量檢測規(guī)程/規(guī)范共計約有130余項[10]，仍無法充足知足日新月異的化學(xué)科學(xué)發(fā)展以及化學(xué)分析檢測問題復(fù)雜水平的提升。前瞻性分析，能夠避免國家相關(guān)部門在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制訂時往往需要根據(jù)社會上已經(jīng)存在或已經(jīng)存在一段時間的化學(xué)計量檢測問題進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制訂的這一問題，能夠根據(jù)化學(xué)專業(yè)的發(fā)展方向進(jìn)行提早分析并總結(jié)有可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而進(jìn)行提早規(guī)劃。一旦市場上真實發(fā)生了相關(guān)化學(xué)計量檢測問題，能力夠及時推出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而適應(yīng)科技、社會等的飛速發(fā)展。4.2從業(yè)人員優(yōu)化針對我們國家部分從事化學(xué)分析儀器計量檢測工作人員能力較低，無法適應(yīng)時代發(fā)展和行業(yè)需求等問題，一方面國家及企業(yè)等應(yīng)該積極促成人才市場流動，企業(yè)能夠通過聘用具有更先進(jìn)知識的高校老師等參與一線生產(chǎn)；另一方面及相關(guān)行業(yè)商會等應(yīng)該積極針對本事域從業(yè)人員開展各種類型的講座和培訓(xùn)工作等，進(jìn)而全面提升從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)。4.3儀器故障優(yōu)化針對化學(xué)分析儀器的故障進(jìn)行優(yōu)化，能夠從2方面人手：①定期維修，計量檢測部門的實際操作人員需要在供給商的指點下定期對儀器進(jìn)行檢修，進(jìn)而充足把握化學(xué)分析儀器的工作狀況，一旦發(fā)現(xiàn)儀器的某些功能或檢測精度出現(xiàn)問題，應(yīng)立即進(jìn)行修理或聯(lián)絡(luò)供給商提供售后；②環(huán)境維護(hù)，化學(xué)分析儀器工作壽命以及檢測精度受環(huán)境的影響較大，因此計量檢測部門除需要對儀器自己進(jìn)行定期維護(hù)外，對儀器所處的天然環(huán)境等也需要進(jìn)行維護(hù)，對環(huán)境的溫度、濕度等進(jìn)行充足調(diào)節(jié)保證化學(xué)分析儀器獲得最佳工作狀況。4.4儀器應(yīng)用被誤導(dǎo)優(yōu)化在徹底排查儀器機(jī)械故障的基礎(chǔ)上假如仍無法獲得較高的檢測結(jié)果，則應(yīng)充足考慮該化學(xué)分析儀器能否出現(xiàn)了應(yīng)用被誤導(dǎo)問題。設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)該針對不同的化學(xué)分析儀器進(jìn)行針對性清潔和維護(hù)，如針對大部分儀器能夠使用肥皂、洗衣液等進(jìn)行清潔，而小部分儀器如玻璃儀器等則需要使用具有強(qiáng)酸氧化效應(yīng)的清潔劑進(jìn)行清理，能力保證化學(xué)分析儀器在工作經(jīng)過中不出現(xiàn)誤導(dǎo)性因素。4.5儀器性能優(yōu)化化學(xué)分析儀器的發(fā)展速度日新月異，各種高精度儀器層出不窮，造成我們國家部分行業(yè)出現(xiàn)化學(xué)檢測儀器性能欠安等問題的重要原因并不在于技術(shù)，而在于檢測部門的意識。有關(guān)檢測部門通常更傾向于選擇低成本、低精度的化學(xué)分析檢測儀器，從主觀上并不看重化學(xué)分析儀器能否能夠獲得行業(yè)認(rèn)可的檢出限。因此，在今后的化學(xué)分析儀器計量檢測工作中，應(yīng)與時俱進(jìn)，確保儀器或設(shè)備的選擇能夠知足國標(biāo)檢出限要求。4.6靈敏度優(yōu)化化學(xué)分析儀器進(jìn)行計量檢測經(jīng)過中出現(xiàn)靈敏度問題，重要是由于檢測設(shè)備的加工和制作工藝不合格導(dǎo)致。因而選擇先進(jìn)工藝設(shè)備是提升化學(xué)計量檢測工作最直接、最省力的辦法。除此之外，對于一樣檢測儀器、一樣檢測條件下的不同檢測結(jié)果，應(yīng)通過加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)，提升人工操作水平來優(yōu)化。最后，對于檢測精度要求較高的項目，應(yīng)盡量選擇