加标回收率的测定和结果判断张 虹 (天然气研究院环境科学研究所)摘 要 加标回收率的测定是实验室常用的确定准确度的质控手段之一,也是分析人员自控的主 要方法由于加标回收率受加标量大小的影响,因此,必须对加标量有所规定,使加标回收率的测定更 能真实地反映测定结果的准确性加标回收质量控制图可用来反映和控制测定结果的质量状况加标 回收质量控制图对于加标回收率测定结果波动较大的分析方法特别适用,例如水中硫化物的测定主题词 质量控制 加标回收率 质量控制图1 前 言1. 1 加标回收率的作用 加标回收率的测定是实验室常用的确定准确度的 方法之一,也是分析人员在样品测定时,作为质量控制 的主要方法加标回收率的大小不仅反应了分析人员 的操作技术水平,更重要的是它反应了分析方法是否适合被测水体,帮助分析人员及时地发现分析中存在 的问题,确保分析数据准确、 可靠因此,分析人员在 常规监测中应加强加标回收率的测定1. 2 加标回收率的含义 加标回收率就是在测定样品的同时,于一样品的 子样中加入一定量的标准物质进行测定,将其测定结 果扣除样品的测定值,而得到加入标准物质的回收率。
其计算公式为:回收率 P = (加标试样测定值-试样测定值)/加标量 ×100 %2 影响加标回收率值的因素2. 1 分析方法及实验条件 有的项目由于分析方法有局限,而造成加标回收 率值较低;由于实验条件(装置、 仪器等)较差,对加标 回收值的影响也较大,例如:水中硫化物的测定2. 2 样品中的本底值 一般在分析方法适用浓度范围的中、 高浓度水平, 加标回收率与浓度水平关系不大但是,在低浓度区加标回收率要受样品中本底值的影响通常,样品中 本底值越低,加标回收率越低2. 3 加标量对加标回收率的影响加标量的大小对加标回收率的高低有较大的影响 (1)加入过多或过少标准物质,均不能保证加标样品和样品中所含待测物浓度在相同的精密度范围内;(2)当样品中待测物含量较高时,加入标准物质过高,使加标后测定值接近方法的检出上限,这样测得加标样中待测物的误差较大,加标后引起的浓度增量在方法测定上限浓度C的0. 4～0. 6(C )之间为宜;若分析方法为分光光度法,加标样的吸光度过高,也会造成仪器本身的误差,对分光光度计来说,吸光度A在0. 7以下,读数较为准确3)当样品中待测物含量较低时,加入标准物质太少,测得回收率值较差;加入标准物质太多则会改变待测物质在加标样品和样品中的测定背景;(4)当加入标准物质是有机溶剂时,加标量过多,则会造成溶剂和标准物质难以在水中溶解,从而因溶解度问题造成对加标回收率的影响。
3 如何进行加标回收率的测定加标回收率的测定可以和平行样的测定相同,一般多按随机抽取10 %～20 %的样品量做加标回收率测定例如,有10个样品待测定,则可以从中随机抽出2个样品做加标回收率测定抽出的2个样品各取4份,其中两份做平行本底测定,另两份做平行加标回收率测定加标回收率的测定往往由于样品中待测物质含量未知,难以估计加标量,需预先测定样品含量,再作回收率测定由于加标回收率受加标量大小的影响,因此,必须对加标量有所规定:(1)加标物质的形态应该和待测物的形态相同2)加标样品和样品中待测物浓度应控制在精密度相当的范围内一般情况下规定:a.加标量应尽量与样品中待测物质含量相等或相近,并应注意对样品容积的影响;b.当样品中待测物质含量接近方法检出限时,加标量应控制在校准曲线的低浓度范围;当样品中待测物含量小于方法检出限时,以检出限的量作为待测物质的含量加标;05石油与天然气化工 2000c.一般加标量不得大于待测物含量的3倍;d.加标后的测定值不应超出方法的测定上限的90 %;e.当样品中待测物浓度高于校准曲线的中间浓度时,加标量应控制在待测物浓度的半量。
4 加标回收测定结果判断4. 1 结果判断的一般方法加标回收率测定所得结果一般按方法规定的水平进行判断,或在质量控制图中检验在没有这两项依据时,可按95 %～105 %的域限做判断标准,超出此域限的,再按测定结果的标准差、 自由度、 给定的置信限和加标量计算加标回收率的可按受域P ,计算公式为:P下限= 0. 95 - t(n、,p) Sp/ DP上限= 1. 05 - t(n、,p) Sp/ D式中:t(n、,p)— — — 自由度为n、,概率为p的t值;Sp— — — 加标回收量的标准偏差;D— — — 加标量或预期回收量4. 2 加标回收率质量控制图在常规监测中,有的监测项目的分析条件较难控制,测得加标回收率结果波动范围较大,且室间的测定结果相差也较大,难以判断加标回收率的测定结果水平;另外,在环境监测中(特别是油气田环境监测) ,样品的浓度也是多变的,同时还存在干扰物,所以,单一用标准物质的测定来控制分析准确度,则不能反映出样品中的干扰程度,同时也较难掌握在相同浓度下做标准校准因此,建议使用加标回收率控制图来控制分析结果准确度在常规分析中,至少积累20个回收率数据,才可绘制回收率控制图。
设有n个回收率,则按下式计算平均回收率P和回收率标准偏差Sp:P = (∑ni = 1Pi)/ n(1)Sp=∑(Pi- P)2/ (n - 1)(2)再按下式求出上、 下控制限,上、 下警告限,上、 下辅助限:上控制限UCL = P + 3Sp 下控制限LCL = P - 3Sp上警告限UWL = P + 2Sp 下警告限LWL = P - 2Sp上辅助限UAL = P + Sp 下辅助限LAL = P - Sp由于在一个分析方法适用浓度范围的中、 高浓度区,加标回收率与浓度水平关系不大,这样就可使用统一的控制图,而只需对不同浓度区绘制相应浓度范围的加标回收率控制图4. 3 硫化物加标回收率质控图实例分析在局质控考核中,由于各监测站测定条件不同,从 而使硫化物加标回收率测定结果差异较大,川西南矿 区监测站由于实验条件摸索较好,他们测得硫化物加 标回收率均在90 %以上但是大部份监测站由于方 法和实验条件的影响,硫化物加标回收率很难达到90 %以上,另外,硫化物的测定方法本身也未对加标回 收率给予规定这样就很难对各监测站分析人员测定 硫化物含量的准确度给以评价因此,可将样品预处 理和测定方法等分析条件类似的监测站分别绘制加标 回收率质控图,来判断分析人员的测定结果水平。
川东钻探公司监测站和川南矿区监测站在质控考 核中的硫化物测定装置和分析条件基本类似,因此,这 里选用这两个监测站的20份硫化物加标回收率值(见 表1) ,绘制加标回收质控图(见图1)表1 回收率测定结果序号回收率, %序号回收率, %序号 回收率, %序号 回收率, %182.2684.61181.31667.3286.4780.71281.61770.6389.4882.31378.61881.7483.3985.21478.21974.8585.01085.31574.02068.2计算:平均加标回收率P =∑Pi/ 20 = 80. 0 % 加标回收率标准偏差Sp=∑(Pi- P)2/ (n - 1)= 6. 1 %UCL = P + 3Sp= 98. 3 % LCL = P - 3Sp= 61. 7 %UWL = P + 2Sp= 92. 2 % LWL = P - 2Sp= 67. 8 %UAL = P + Sp= 86. 1 % LAL = P - Sp = 73. 9 % 从该加标回收率质控图可看出,川东钻探公司监 测站和川南矿区监测站在利用对氨基二甲基苯胺分光光度法测定硫化物加标回收率时,测定结果的相对偏 差较小,精密度较好。
但是,由于实验条件的影响,其 回收率只能达到80 %左右,在未对实验条件进行改善 以前,即使分析人员操作准确、 样品无干扰,其回收率 也难以达到90 %以上因此,他们在利用加标回收率15 第29卷 第1期 加标回收率的测定和结果判断对硫化物测定作为自控时,不能强求回收率应达90 % 以上,只要回收率在该加标回收率质控图的控制限内, 就可说明分析人员操作没有错误,样品无干扰 要想提高硫化物测定的回收率,应从分析条件着 手,例如:在进行预处理时的吹气系统是否完善、 吹气流速等实验条件是否适当等等4. 4 加标回收率质量控制图的应用 综上所述,我们不难看出,在油气田环境监测中,分析人员分析加标回收率结果难以判断的监测项目 时,可在取得一定数量的加标回收率测定值后,预先绘 制出加标回收率控制图,用来作为本人在常规监测中 该项目加标回收测定结果水平判断的依据 油气田环境常规监测,一般是对同一被测水体进行不同时间反复测定,水体中的干扰物质变化不大,也 就是说每次的测定条件变化不大因此,加标回收率 质控图不仅可用作自控,也可用作质控人员对本站分 析人员的他控措施质控负责人可预先找几位分析技 术较扎实的分析人员,对某一方法、 同一被测水体,进行至少20个加标回收率测定,绘制出加标回收率质控 图,作为本站该项目、 该被测水体的加标回收测定结果 判断的依据。
分析人员在常规监测的同时进行加标回收率测定,测定后将其回收率结果直接点到回收率控 制图上进行检验,所得的回收率应在P + 3Sp值范围内 (即在控制限内) ,回收率值超过P + 3Sp值,则应做相 同浓度的标准校准,如标准校准正确,则说明分析操作 和药剂配制正确,加标回收率超标可能是被测水体本身存在有干扰;如果标准校准也不正确,则分析原因, 考虑这批样品是否需要重做这种判断方法作为自控 或常规监测的他控既直观又方便 加标回收率只能对样品测定结果的准确度做出孤 立的点估计,在测定中加标样的各种误差(如仪器、 操作等)均与样品相同而使误差相互抵消,难以发现某些 问题,这些都是加标回收率测定的局限性但用加标 回收率分析作为分析人员的自控措施还是实用的参 考 文 献1 中国环境监测总站 《环境水质监测质量保证手册》 编写组编:《环境水质监测质量保证手册》(第二版) ,1994年2 黄秀莲主编,张大年、 何燧源编 《环境分析与监测》,1987的12月3 四川大学化学系 《环境分析化学》,1994年9月4 中国环境监测总站 《水质监测实验室质量控制指标》1993年7月收稿日期:1999 - 07 - 22收修改稿:1999 - 08 - 02编辑:冯学军(上接第31页)采用静态挂片测定不同有机酸对碳钢腐蚀的影响,结果见表3。
表3 有机酸对碳钢腐蚀的影响有机酸丙 酸丁 酸 浓 度,mol/ l0.0010.010.10.0010.010.1 平均腐蚀速度,mm/ a0.0116 0.0712 0.1532 0.0086 0.0378 0.0604注:温度37±1℃,挂片时间14 d表3结果说明1 % NaCl溶液(培养基中NaCl含量 为1 %)当酸浓度在相近时,丙酸的腐蚀性比丁酸强 综合以上实验结果可以看出,来自不同油田体系 的SRB腐蚀行为的差异与其各自的活性、 新陈代谢产 生的有机酸有关3 结 论试验研究表明来自5个油田的SRB在API培养基 中的腐蚀行为各不相同,以长庆油田SRB腐蚀性最 大、 吉林油田次之、 新疆宝浪和胜利相近、 江汉油田最 轻;细菌腐蚀行为的差异与细菌本身的活性有关;细菌 的活性差异导致腐蚀产物膜结构不同,膜下腐蚀形式 也不同,碳钢在接种了长庆油田SRB的培养基中28 d就出现明显的点蚀孔;细菌的种群不同,新陈代谢产生 的有机酸不同,其中活性高的SRB(长庆和吉林)代谢 产物以丙酸为主,其余的以丁酸为主;有机酸种类不同 也是导致腐蚀产生的关键参 考 文 献1 黄峰,范汉香,董泽华 等.石油炼制与化工,1999 ,(1)2 范汉香,董泽华,刘宏芳 等.华中理工大学学报,1998 ,26(2) :97～993 刘宏芳,董。