一製定背景

　　重金屬主要是（shì）指金屬以及類金屬等生物毒性（xìng）顯著的重元素。我國現有GB3838-2002《地表水（shuǐ）環境質量標準》對鉛、鎘、鉻、汞、砷、銅、鋅（xīn）等7種重金屬（shǔ）含量進行了嚴（yán）格的限定，並將鐵、錳、鎳等3種重金屬含（hán）量的限定（dìng）列入飲用水源地要求中；GB8978-1996《汙水綜合排放（fàng）標準》也對上述重金屬排放限值進行了規定。“十二五”以來，隨著環保部門對重金（jīn）屬防控的進一步加強，作（zuò）為環境質量監測與汙（wū）染源排放監控的在（zài）線環境監測（cè）儀（yí）器發展迅速，重金屬（shǔ）水質在線分析儀已廣泛（fàn）應用（yòng）於地表（biǎo）水監測以及重點汙（wū）染源排放監控中，主要用於測量鉛、鎘（gé）、銅、鉻、鋅、鎳、鐵（tiě）、錳、汞、砷等重金屬元素。

　　重（chóng）金屬水質在線分析儀測量方法主要有光度法和陽極溶出（chū）伏安法。其主（zhǔ）要由進樣係統，水樣處理係統，檢測係統以及數據采集、處理、顯示、傳輸係統等部分（fèn）組成。同一係列的儀（yí）器（qì），可在對水樣處理與反應係統以及檢測係統進行（háng）調整的基礎上，實現不同重（chóng）金屬元素的測量。通常情（qíng）況（kuàng）下單個型號儀器測量單種（zhǒng）元素，特殊條件下陽極溶出（chū）伏安法儀器可實現多種元素的同時測量。

　　目前市場上國（guó）內（nèi）外儀器製造廠商發展迅（xùn）速，由於不同廠商生產的儀器指標設置、測量範圍差別較大，缺少統一標準（zhǔn），給計量部門監督管理帶來不便。為規範該類儀器的校準工作，使校（xiào）準規範方法和校（xiào）準項目具有科學性、合理性和（hé）可操作性，JJF1565-2016《重金屬水（shuǐ）質在線分析儀校準規範》於2016年6月27日正（zhèng）式發布，並於2016年9月27日正式實（shí）施。

二（èr）主要內容解析

　　1.範圍和概述

　　重金屬水質（zhì）在線分析儀雖（suī）在測量原理和測量元素上有所不同，但儀（yí）器（qì）結構、工作方式、主要（yào）性能特征大多相似，因此本規範（fàn）的適用範圍為（wéi）所有原理的重金屬水質在線分析儀（yí）。考慮到儀器的量程是按照應用場合和（hé）用戶要求設定的，且每（měi）台儀器量程在安（ān）裝設定後基本（běn）保持不（bú）變，故在校準規範中未對（duì）測量範圍進行詳細（xì）規定，所有的校準項目標準物質按實際量程進行配置。校準規範中體現的11種重金屬元素(其中鉻的形態包括六（liù）價鉻與總鉻)包括目前市場上絕大多數的（de）重金（jīn）屬水質在線分析儀器類型，涵蓋了地表水、飲用水源地重金屬元素指標以及汙染物排放一類、二類指標，滿足常規校準需求，對於規範中未提到的重金屬元素，同樣可參照規範中所規定（dìng）的校準項目和校準方法進行校準。

　　2.計（jì）量特性

　　本規範（fàn）中（zhōng）的計量特性（xìng）參考了ISO15839《水質在線分析（xī）儀及傳感器性能檢驗方法》國際標準以及（jí）鉛（qiān）、鎘、砷、總鉻等重金屬水質在線分（fèn）析儀技術要求（qiú）和檢測方法環（huán）保行業標準。根據行業標準以及儀器不同應用場合要求（qiú），將儀器分為Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型儀（yí）器主要用於地表水、地下水、飲用水（shuǐ）和海（hǎi）水等水樣的（de）監測，Ⅱ型儀（yí）器主要用於生活汙水和工業廢水等水樣的（de）監測。兩者的校準項目和校準方法相（xiàng）同，但由於部分重金屬元素在地表水、飲用水中的指標與汙水排放限值有較大差距，在（zài）檢（jiǎn）出（chū）限推薦指標（biāo）上做（zuò）了相應區（qū）別。

　　本規範涉及（jí）的（de）計量特性主要包括示值誤（wù）差、重複性、穩定性、記憶效應和檢出限，ISO15839和環保行業標準中（zhōng）規定的（de）離子幹擾、加標回收率、電壓穩定性、環境溫（wēn）度（dù）適應（yīng）性、實際水樣比對（duì）等相關技（jì）術要（yào）求適用於儀器的定型試驗，而計（jì）量技術部門（mén）或使用單（dān）位依據本規範進行的儀（yí）器校準，主（zhǔ）要在現場實施；上述試驗項目缺乏現場可操作性，因此不列入本規範校（xiào）準項目中。

　　 (1)檢出限
　　檢出限是考核儀器靈敏度（dù）的主要指標之一。由於部分儀器對零點校正液進行測量時，出現的負值將（jiāng）自動設為零（líng）值，因此不能準確反映儀（yí）器的（de）真實性能。本規範以儀器最小測量範圍的5%標準溶（róng）液作為檢出限（xiàn）測量標準溶液，Ⅰ、Ⅱ型儀器最小測量範圍分別以地表水Ⅴ類指標以及汙水排放指標的兩倍進行確定（dìng）。校準（zhǔn）方法采用標準溶液重複測量（liàng）6次，計算標準偏差，以3倍標準（zhǔn）偏差作為儀器檢出限。檢出限推薦（jiàn）指標設置主要參考了產品行業標準技術要求、地（dì）表水質量與排汙標準限值、標（biāo）準方法檢出限指標以及編製過程中的試驗（yàn）結果。

　　(2)示值誤差
　　本規範示值誤差校準項目選擇對應量程值的（de）20%、50%、80%這3個測量點（diǎn），每（měi）個點測量3次，以平均值與濃度標準值的相對（duì）誤（wù）差作為示值誤差。參考相關行業標準，將Ⅰ型、Ⅱ型儀器（qì）示值誤差推薦指標設置為±10%。

　　(3)重複性
　　本規範規定以50%量程標準液重複測量（liàng）6次，計算其相對標準偏差作為儀器的重複性。參照行業標準要求以及儀器相（xiàng）關特性，將重複性推薦指標定為3%。

　　(4)穩定性
　　穩定性是考察儀器長時間內測量樣（yàng）品（pǐn）的（de）能力，本規範根據JJF1001-2011《通用計量術（shù）語及定義》對於穩定性的定義，采用規定時間間隔內計量特（tè）性（xìng）的變化來表征該項計量特性。實際工（gōng）作中，Ⅰ型儀器每隔4h測量一次，Ⅱ型儀器每（měi）隔1h測量一次；由於水質在線自動分析儀器具有定期自動校準功（gōng）能，且環保行業標準（zhǔn）中對其最小（xiǎo）維護周（zhōu）期(儀器在不進行人工（gōng）維護狀態下保持（chí）計量性能周期)作了相關規定，因此儀器長時間穩定性得到較好保障。編製組在實驗過程中發現，24h穩（wěn）定性測量結果與4h穩定性測量結果基本保持一致。為增加現（xiàn）場可操（cāo）作性，本規範以50%量（liàng）程標準液作為（wéi）待（dài）測樣品，待穩定後連續測量4h，以初次測量值最大偏差相對初次測量值的百分（fèn）比絕對值作為穩定性。參考相關標準，將穩定性推薦指標定為5%。

　　(5)記憶效應
　　由（yóu）於重金屬測量濃度較小，管路殘留或清洗不幹淨等記憶效應會對儀器測量數據產生影響，本規範參照ISO15839以及環保相關行業標（biāo）準，將儀器的記憶效應列入校準項目。規定先在標樣進樣管中通入20%量程的標準溶液，連續測量（liàng）3次，以後兩次測量平均值作為初始值，再依（yī）次通（tōng）入80%、20%量（liàng）程的標準溶液進行測（cè）量，每個測量點測量（liàng）1次，記錄最後一次20%量程的標準溶（róng）液測量值，計算（suàn）最（zuì）後一次20%量程的標準溶液測量值，初始值的相對誤差即為記憶效應，參考相關標準，記憶效應推薦指標設為±5%。

　　3.校準用標準器及配套（tào）設備

　　(1)水中重金屬有證標準物（wù）質

　　相對擴展（zhǎn）不（bú）確定度不大於2%(k=2)。

　　(2)試驗用空白水

　　使用去離子水或滿足分析實驗室二級用水要求的純水。

　　(3)單標線（xiàn）容量瓶、移液管
　　配（pèi）備滿足校準要求數量的A級單標線容量（liàng）瓶、移液管，保證不（bú）會出現由於移液定容而產生的交叉汙染。

三校準過程中需要注意的問（wèn）題

　　1.儀器的校正（zhèng）

　　對於不（bú）同的使用場合，儀器的量程（chéng）可以（yǐ）根據用戶需求進行設置，實際情況中儀器的量程不（bú）統一，因此本規範（fàn）要求根據使用場合、儀器實際使用的量程以及儀器使用說明書進行曲（qǔ）線的校正。

　　2.標準物質的稀釋

　　由於重金屬標準物質需要在（zài）酸性介質中保存（cún），水中重金屬（shǔ）標準溶液通常采用稀硝酸或稀鹽酸進行配製。應采（cǎi）用有證標（biāo）準物（wù）質證書或儀器廠商推薦（jiàn）的方法進行稀釋，通常稀釋的（de）酸性溶液應與標準物質基體（tǐ）相同。重金屬標準溶液應現配（pèi）現用。

　　3.校準操作

　　現場校準時，標準溶液應通過（guò）儀器的進樣管路（lù）進樣，不能從地表水自動監測站或汙（wū）染源排放監測（cè）中配備的采水管路進樣。示值誤差等項目校準時注意從低濃度到高濃度依次進樣，更換不同（tóng）濃度標準溶液時注（zhù）意外部進樣管路的清洗，避免帶來汙染。
　　注:作者（zhě）為JJF1565-2016的（de）主要起草人。

作者簡（jiǎn）介

林楨，高級工程師，畢業於浙江大學，碩士學曆（lì），2006年進入浙江省計量科（kē）學研究院從事（shì）計量工作，曆任醫（yī）化部主任助理，化學環境（jìng）所副所長，現任院技（jì）術質量部（bù）主任。全國環境化學計量（liàng）技術委員會委員。

注：本文來自《中國計（jì）量（liàng）》雜（zá）誌2017年第１期