基于化学分析仪器计量检测问题研究

　　摘要：文章基于化学分析仪器计量检测进行了深度分析，肯定了化学分析仪器在计量检测中的重要价值；指出了当前我国化学分析仪器检测领域存在的问题，分析了制约化学分析仪器检测的主要因素；总结了能够保证化学分析仪器计量检测精度的主要应对策略，包括仪器故障应对策略、仪器应用被误导时应该如何应对、仪器的性能问题以及仪器的灵敏度问题等。

　　关键词：化学分析仪器；化学分析；化学计量；化学检测

　　中图分类号：0657；F203

　　文献标识码：A

　　文章编号：1001-5922（2020）08-0037-04

　　ResearchontheMeasurementandDetectionProblemsBasedonChemicalAnalysisInstruments

　　LIUZhuan-li

　　（BaojiVocationaI&TechnicalCollege，）

　　Abstract：Basedonthein-depthanperaffirmstheimportantvalueofthechemicalanalysisinstrumentsinthemeasurementanddetection，pointsouttheexistingproblemsinthefieldofthecurrentchemicalanalysisinstrumentsdetectioninChina，analyzesthemarizesthemaincountermeasurestoen-surethemeasurementanddetectionaccuracyofchemicalanalysisinstruments，includinginstrumentfailurere-sponsestrategies，howtodealwiththeproblemwhentheapplicationoftheinstrumentismisled，theperformanceoftheinstrumentandthesensitivityoftheinstrumentetc.

　　Keywords：chemicalanalysisinstrument；chemicalanalysis；stoichiometry；chemicaldetection

　　隨着现代科学的不断进步，化学分析仪器已经被广泛应用于人类生活和生产的诸多领域，如食品药品监督管理、医学检验以及环境监测和治理等。利用化学分析仪器进行计量和检测已经逐渐从单纯的测量和监管工作发展成为一种与人类健康、全球环境改善以及经济发展等息息相关的重要科学，从食品安全监管中分析农药等残留物的成分组成到检测某种新型食品、药品的主要化学成分；从汽车尾气的含硫量到对外星球稀有矿物质的成分分析；从白然环境水质检测到全球环境变暖过程中的大气污染物浓度测量，化学分析仪器的普及程度以及应用广泛程度越来越高，与人类生活的结合程度也越来越密切[1]。某一国家或地区化学分析仪器的精密程度和检测准确性已经成为衡量该国家或地区科技发展水品以及工业化水平的重要参照标准。

　　1概述

　　利用各类型仪器进行化学计量，是我国现代化工领域进行计量分析工作的重要组成部分[2]。化学计量体系以及化学分析仪器的主要分类如图1所示。

　　2化学分析仪器计量检定/校准标准与管理

　　衡量一台化学分析仪器进行计量检测时所获取的结果是否精准，主要取决于3方面如图2所示。

　　2.1检定/校准依据

　　仪器的计量检定/校准是决定化学分析仪器测得数据是否精准的最基础因素[3]。我国当前已经根据化学计量检测发展现状，建立起相关的量值传递和溯源体系。根据国家有关部门制定的相关标准，在对厂家所生产的化学分析仪器进行质量检测时，需要根据所生产仪器所在国家相关体系中的分类情况进行差异性检测。对于已有对应计量检定规程或规范需要进行强制检定的仪器，应交由国家法定计量检定机构进行针对性专业检定，经该部门检定合格以后方可投入生产计量；对于尚未确定计量检定规程或规范的化学分析仪器，应该尽量根据国际的、国家的或者地区性质的相关公开发布标准进行校准；对于非强制性检定的化学分析仪器，应该交由具有相应资质的技术部门进行检定或校准，经该部门检定合格以后方可使用。

　　2.2标准物质

　　标准物质在化学分析领域中的定义是：一种足够均匀并且通常情况下性能极为稳定的特定特性的物质；标准物质的特性能够达到化学分析仪器计量检测过程中某一特定检查所需的基本功能[4]。标准物质是化学分析计量检测领域进行量值传递的最基础手段，同时也是国家相关部门进行化学分析计量检测工作的法定依据。对化学分析仪器的测量精度进行检测时必须严守以下5点。①必须选择经国务院计量行政部门批准的标准物质，使之可溯源到SI单位；②检测时所选定的标准物质必须在有效期内，防止因为标准物质的性质改变影响检测结果；③标准物质的存放要按照严格的标准进行，确保检测时标准物质的性质未发生破坏；④标准溶液等的配置方法需要严格按照配比说明进行，以防测量结果出现较大误差；⑤利用标准物质对化学分析仪器测量进度进行检测时，需要对环境检测、标准溶液配置以及标准物质的适用情况等进行准确记录。

　　2.3后续管理

　　当某一型号化学分析仪器在相关部门完成基本检定并颁发证书以后，企业或生产厂家应及时核对所得证书中的有关仪器检测数据，在充分确认证书参数与白身产品之间的切合程度以后，需要在参数标准下确保仪器的正常使用[5]。对于无法满足证书中相关标准或参数要求的情况下，需要对生产出的化学分析仪器进行调试和维修，及时修正其加工参数确保同一型号产品都能够满足证书中的相关要求。

　　3化学分析仪器计量检测中的问题及制约因素

　　3.1存在问题

　　现代化学学科的发展，促使化学分析仪器逐渐延伸出越来越多的种类和型号，给化学分析仪器进行计量检测工作带来了许多新的问题。

　　3.1.1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[6]。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。

　　3.1.2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[7-8]。

　　3.1.3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。

　　3.2制约因素

　　在具体的化学分析仪器计量检测工作中，检测结果的精准程度、检测效率等的制约因素主要包括仪器故障、仪器应用被误导、仪器性能以及仪器的灵敏度等[9]，如图3所示。

　　4化学分析仪器计量检测优化策略

　　针对化学分析仪器计量检测工作中的具体问题，本文认为应该从以下6个方面进行针对性优化，如图5所示。

　　4.1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[10]，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相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。

　　4.2从业人员优化

　　针对我国部分从事化学分析仪器计量检测工作人员能力较低，无法适应时代发展和行业需求等问题，一方面国家及企业等应该积极促成人才市场流动，企业可以通过聘用具有更先进知识的高校教师等参与一线生产；另一方面政府及相关行业商会等应该积极针对本领域从业人员开展各种类型的讲座和培训工作等，从而全面提升从业人员职业素养。

　　4.3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方面人手：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。

　　4.4仪器应用被误导优化

　　在彻底排查仪器机械故障的基础上如果仍无法获得较高的检测结果，则应充分考虑该化学分析仪器是否出现了应用被误导问题。设备维护人员应该针对不同的化学分析仪器进行针对性清洁和维护，如针对大部分仪器可以使用肥皂、洗衣液等进行清洁，而小部分仪器如玻璃仪器等则需要使用具有强酸氧化效应的清洁剂进行清理，才能保证化学分析仪器在工作过程中不出现误导性因素。

　　4.5仪器性能优化

　　化学分析仪器的发展速度日新月异，各种高精度仪器层出不穷，造成我国部分行业出现化学检测仪器性能不佳等问题的主要原因并不在于技术，而在于检测部门的意识。有关检测部门通常更倾向于选择低成本、低精度的化学分析检测仪器，从主观上并不重视化学分析仪器是否能够获得行业认可的检出限。因而，在今后的化学分析仪器计量检测工作中，应与时俱进，确保仪器或设备的选择能够满足国标检出限要求。

　　4.6灵敏度优化

　　化学分析仪器进行计量检测过程中出现灵敏度问题，主要是由于检测设备的加工和制造工艺不合格导致。因此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。

　　5结语

　　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工作质量、避免检测出现问题等领域的热门研究话题。

　　作者简介：刘转利（1977-），女，陕西渭南人，硕士学位，讲师，研究方向：化学教育。