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當前(qián)位置:首(shǒu)頁(yè) > 解決方案 > 解讀HJ168:搞清方法驗證關鍵指(zhǐ)標(biāo)
在環境(jìng)監測(cè)分析方(fāng)法標準的(dí)製(zhì)訂與(yǔ)驗證(zhèng)中(zhōng),《環境(jìng)監測分析方法(fǎ)標(biāo)準製訂技(jì)術導(dǎo)則》(HJ168-2020)明確了(liǎo)一係列關(guān)鍵指(zhǐ)標(biāo),這些指(zhǐ)標(biāo)是(shì)判斷方法是否科學(xué),可(kě)靠,適用(yòng)的(dí)核心(xīn)依據(jù)。方法驗證是(shì)標準落地前的 “關鍵考核環節(jié)”,直(zhí)接(jiē)影響監(jiān)測(cè)數據的可信度。
本(běn)文(wén)聚焦方法(fǎ)驗(yàn)證中(zhōng)的核(hé)心(xīn)指(zhǐ)標 ——檢出限,測(cè)定下(xià)限,精(jīng)密度,正(zhèng)確(què)度,不(bù)確定度(dù),精(jīng)密度(dù),正確度(dù)等(děng)指(zhǐ)標(biāo),結合(hé)標準原(yuán)文(wén)展(zhǎn)開(kāi)詳(xiáng)細(xì)解讀。

HJ168-2020是環(huán)境監(jiān)測(cè)方法的(dí) “設(shè)計手冊”,所(suǒ)有用於水質,大氣,土(tǔ)壤等(děng)監測(cè)的(dí)分析(xī)方(fāng)法(如氣(qì)相色譜(pǔ)法(fǎ),分光光(guāng)度法),都必須通過這些指標(biāo)的 “考(kǎo)核” 才能成(chéng)為(wéi)標準方法。簡(jiǎn)單(dān)說:
• 檢(jiǎn)出(chū)限:決(jué)定方法 “能(néng)不(bù)能看見” 汙(wū)染(rǎn)物(wù)(定性);
• 測定(dìng)下限:決定方法(fǎ) “能(néng)不能(néng)準確(què)量(liáng)出” 汙(wū)染物(定量);
• 精密度:決(jué)定方(fāng)法測出(chū)來(lái)的結(jié)果 “穩(wěn)不穩定”(重復(fù)性(xìng));
• 正確度:決定(dìng)方(fāng)法測出(chū)來的(dí)結(jié)果 “偏(piān)不(bù)偏離(lí)真相”(準(zhǔn)確(què)性);
• 不確(què)定度(dù):決(jué)定方(fāng)法測(cè)出來(lái)的(dí)結(jié)果 “可信範(fàn)圍(wéi)有(yǒu)多大(dà)”(結果分散(sàn)性(xìng)量(liáng)化(huà))
這(zhè)些指標共(gòng)同構成了(liǎo)監(jiān)測數(shù)據(jù)的(dí) “可(kě)靠(kào)性(xìng)防綫”。


定(dìng)義(yì)
用(yòng)特定分析(xī)方(fāng)法在給定(dìng)的置信度(dù)內(nèi)可(kě)從樣(yàng)品中(zhōng)定性檢(jiǎn)出(chū)待測(cè)物質的最低(dī)濃度或(huò)最(zuì)小量。
通(tōng)俗理(lǐ)解(jiě):檢出限就像顯(xiǎn)微(wēi)鏡的“最(zuì)小(xiǎo)放大(dà)倍(bèi)數”—— 隻有(yǒu)汙染物濃(nóng)度(dù)達到這個“倍數(shù)”,你才(cái)能(néng)確定(dìng)“哦(ó),這裏有汙染物(wù)”;如(rú)果(guǒ)低於這(zhè)個(gè)濃度(dù),就隻能說(shuō)“沒看見(jiàn)”,沒法(fǎ)確定(dìng)有(yǒu)沒(méi)有(yǒu)。
• 定性屬性:隻(zhī)判斷“有(yǒu)/無”,不(bù)保證“量準”;
• 置信(xìn)度(dù)要(yào)求(qiú):默(mò)認(rèn)99%置信度(即(jí)“有99%的(dí)把握(wò)不(bù)是誤(wù)判(pàn)”);
• 與(yǔ)儀器(qì)檢出限的區別(bié):方(fāng)法檢(jiǎn)出(chū)限包(bāo)含樣(yàng)品前(qián)處理(lǐ)(如萃(cuì)取,濃(nóng)縮)的損(sǔn)失(shī),比(bǐ)儀器(qì)檢(jiǎn)出(chū)限(xiàn)(僅(jǐn)儀器本(běn)身)更高,更(gēng)貼近實(shí)際監(jiān)測場(cháng)景。

確(què)定方法和(hé)計算公(gōng)式(shì)
1)空白試驗中檢測(cè)出目(mù)標(biāo)物
按(àn)照樣(yàng)品(pǐn)分析的全(quán)部(bù)步(bù)驟,重(zhòng)復n(n≥7)次空(kōng)白(bái)試(shì)驗(yàn)(以各類(lèi)便(biàn)攜式(shì),集成式(shì)儀器(qì)為基(jī)礎建立的方法標準應(yīng)根據(jù)儀器的性(xìng)能(néng)盡可(kě)能增加重(zhòng)復(fù)測定次數(shù)),將各測(cè)定結果(guǒ)換算(suàn)為(wéi)樣(yàng) 品(pǐn)中的濃(nóng)度(dù)或含量,計(jì)算n次(cì)平行測定的標(biāo)準偏差(chà)。用多(duō)次測定的波(bō)動(dòng)範(fàn)圍(標準偏(piān)差),乘以(yǐ)統計係數(shù)(t值(zhí)),確保(bǎo) 99%置信(xìn)度下能檢(jiǎn)出(chū)。
MDL=t(n−1,0.99)×S
t(n−1,0.99):自(zì)由度(dù)為n−1(n為平行測定(dìng)次數),置信度(dù) 99% 的單側(cè) t 分布值(查表(biǎo) A.1,如n=7時(shí),t=3.143)

S:n次(cì)平行測(cè)定結果(guǒ)的標準偏(piān)差(反映數據(jù)波(bō)動)
2)空(kōng)白試(shì)驗中未(wèi)檢測出(chū)目(mù)標物
按照樣(yàng)品分(fēn)析的全部步(bù)驟,對濃(nóng)度值或(huò)含(hán)量為(wéi)估計(jì)方法檢(jiǎn)出限值(zhí)3~5倍的(dí)樣品進行(háng)n(n≥7)次(cì)平(píng)行測定。計算(suàn)n次(cì)平行(háng)測(cè)定的(dí)標準偏差(chà),按(àn)上述公式(shì)計(jì)算方(fāng)法檢出限。MDL值計算(suàn)出來(lái)後(hòu),應判斷其(qí)合理性。

意義
用於(yú)判斷(duàn)“樣品(pǐn)中(zhōng)是否(fǒu)含有目標物”(如某汙染物(wù)標準限值(zhí)為0.05 mg/L,若方(fāng)法 MDL=0.03 mg/L,則能檢(jiǎn)出(chū)接(jiē)近限值的汙染(rǎn)物;若MDL=0.1mg/L,則無法(fǎ)檢出限值(zhí)附近(jìn)的(dí)汙染物,方法(fǎ)不(bù)適用。)


定義
在限(xiàn)定(dìng)誤差(chà)能滿(mǎn)足預定要求的前提下(xià),用特(tè)定(dìng)分析方(fāng)法(fǎ)能夠(gòu)準(zhǔn)確定(dìng)量(liáng)測定待測(cè)物(wù)質的最低濃(nóng)度(dù)或最(zuì)小量。
與(yǔ)檢出(chū)限的(dí)核心(xīn)區(qū)別
| 指(zhǐ)標(biāo) | 精度 | 誤差(chà)要(yào)求(qiú) | 應(yīng)用(yòng)場景 |
| 檢(jiǎn)出(chū)限 | 定(dìng)性 | 無嚴格(gé)誤差要(yào)求 | 篩查,應(yīng)急(jí)監測(如(rú)判斷是(shì)否超標) |
| 測(cè)定下(xià)限 | 定量(liáng) | 誤(wù)差(chà)≤20%(通常) | 常(cháng)規監測(如(rú)報具體濃(nóng)度值(zhí)) |
計算(suàn)公(gōng)式(shì)
通(tōng)用規則:測定下(xià)限(xiàn)=4×檢(jiǎn)出(chū)限(xiàn)
(因(yīn)4倍MDL時(shí),相對標準偏(piān)差(chà)通常(cháng)≤20%,滿足(zú)定量誤差要求)
意(yì)義(yì)
決(jué)定(dìng)方法(fǎ)“能(néng)不能用(yòng)於常(cháng)規(guī)監(jiān)測(cè)”:若某(mǒu)汙染(rǎn)物(wù)排(pái)放(fàng)標準限(xiàn)值為0.1 mg/L,而(ér)方法測定下限=0.12mg/L,則(zé)無(wú)法(fǎ)準(zhǔn)確測定(dìng)限(xiàn)值(zhí)附(fù)近(jìn)的濃度(dù),方法(fǎ)不適用(yòng)。
一圖總(zǒng)結


定(dìng)義(yì)
在(zài)規(guī)定條件下,獨立(lì)測(cè)試結果(guǒ)間的一(yī)致程度。
通俗(sú)理解:精密度就(jiù)像做(zuò)蛋糕:如果同一個人(rén)用同一套配(pèi)方,每次(cì)做(zuò)出(chū)來的口感(gǎn),重量(liáng)都(dū)差(chà)不(bù)多,說明“精密度好”;如果(guǒ)這(zhè)次甜(tián),下次(cì)淡,這次(cì)重 200g,下(xià)次重 150g,就是(shì)“精密度(dù)差”。
• 定量表征:相對標準(zhǔn)偏差RSD
• 重復性:同一(yī)實驗(yàn)室,同(tóng)一操作者(zhě),相同儀器(qì),相同(tóng)條(tiáo)件(jiàn),僅時(shí)間不同;
• 再現(xiàn)性:不(bù)同(tóng)實驗(yàn)室(shì),不同操(cāo)作(zuò)者,相同儀(yí)器,相(xiāng)同條件(jiàn),實(shí)驗室,人員不同(如全國驗(yàn)證)。

確定(dìng)方法和計(jì)算公(gōng)式
1)確(què)定(dìng)方法
• 濃度選擇:高(校準(zhǔn)曲(qū)綫上(shàng)限 90%),中(zhōng)(曲(qū)綫中點(diǎn)),低(測定下限(xiàn)附近(jìn))3 個濃(nóng)度;
• 測定要求:每個濃(nóng)度(dù)平行測 6 次,全(quán)流(liú)程操(cāo)作(含前處理(lǐ));
• 數據匯總(zǒng):計(jì)算(suàn)各實驗(yàn)室的(dí) RSD,以及(jí)實驗(yàn)室間的(dí) RSD,重復(fù)性限r,再(zài)現性限R。
若使用統一(yī)樣品,需計算 “實(shí)驗(yàn)室間相對標準(zhǔn)偏差”“重復(fù)性(xìng)限(r)”“再現性(xìng)限(R)”(重復(fù)性(xìng)限(xiàn)指同一(yī)實(shí)驗(yàn)室(shì)兩次結(jié)果(guǒ)差(chà)值(zhí)≤r 的(dí)概率(shuài)為(wéi) 95%,再現(xiàn)性限(xiàn)同(tóng)理(lǐ));
若使用非(fēi)統一樣(yàng)品(pǐn),需給出各實(shí)驗(yàn)室的(dí) RSD 範圍。
2)實(shí)驗(yàn)室(shì)內相(xiāng)對(duì)標準偏差(重(zhòng)復性(xìng)的核(hé)心指標(biāo))
對(duì)某(mǒu)一水平濃度的(dí)樣(yàng)品(pǐn)在第i個實驗(yàn)室(shì)內(nèi)進行n次平(píng)行測定,實(shí)驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差按如(rú)下公(gōng)式進行計(jì)算(suàn)。

xi:某(mǒu)實(shí)驗室對(duì)某濃度樣品的n次平行(háng)測(cè)定均值;
Si:該(gāi)實(shí)驗(yàn)室(shì)測(cè)定結(jié)果(guǒ)的(dí)標(biāo)準偏差(chà)。
3)實驗室間相(xiāng)對(duì)標(biāo)準偏差
對(duì)某一水平濃(nóng)度(dù)的樣品(pǐn)在l個實驗(yàn)室(shì)內(nèi)進行(háng)測(cè)定,實(shí)驗室間相對標準偏(piān)差按(àn)如下(xià)公(gōng)式進(jìn)行(háng)計算。

x:l個實驗(yàn)室(shì)對某一(yī)濃(nóng)度(dù)水平(píng)樣(yàng)品測試的平均值(zhí);
S’:實(shí)驗(yàn)室間標(biāo)準偏(piān)差(chà)。
4)重(zhòng)復性限(xiàn)(r)與再現(xiàn)性限(R):“允許的最大(dà)差(chà)值(zhí)”
對(duì)某一水(shuǐ)平(píng)濃度(dù)的樣(yàng)品進行l 個(gè)實驗(yàn)室的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),每(měi)個實驗(yàn)室(shì)平行測定(dìng)n 次(cì),按(àn)如下公式(shì)進(jìn)行重復性(xìng)限r 和(hé)再現(xiàn)性(xìng)限R 的(dí)計算(suàn):


定義
多(duō)次重復測量所測(cè)得的量(liáng)值的平(píng)均值與一(yī)個參(cān)考(kǎo)量值的(dí)一致程度。
很多人會混淆(xiáo) “正確(què)度(dù)” 和 “準確度”,HJ 168 明(míng)確(què)了(liǎo)兩者(zhě)的關係:
• 準確度:測得(dé)值(zhí)與真值的(dí)一致程度。(準(zhǔn)確(què)度(dù)由(yóu)正(zhèng)確度和精(jīng)密(mì)度兩(liǎng)個指標進(jìn)行表征。既(jì)看均值(zhí)偏倚,也看數據(jù)分散。)
• 正確度(dù):隻(zhī)看(kàn)均(jūn)值與參考(kǎo)值的(dí)偏差(chà),不看數據(jù)分(fēn)散(sàn)。

• 正確度高(gāo):子彈都(dū)打在(zài)靶心(xīn)附(fù)近(jìn)(均值(zhí)準);
• 精密度(dù)高(gāo):子彈(dàn)都打在(zài)同一(yī)區域(yù)(分(fēn)散小);
• 準確度高:子彈(dàn)既集中(zhōng)(精密度高)又靠近靶(bǎ)心(xīn)(正確(què)度(dù)高(gāo))。
計算公式(shì)
正確度用“相(xiāng)對(duì)誤差”(對(duì)標樣(yàng))和“加標回(huí)收(shōu)率”(對實際(jì)樣品(pǐn))衡(héng)量,這是(shì)最常用的(dí)兩個(gè)指標。
有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣(yàng)品(pǐn)的測定:各驗(yàn)證(zhèng)實驗室采用(yòng)高,中(zhōng),低(dī)3個(gè)不(bù)同(tóng)濃(nóng)度或(huò)含(hán)量(與(yǔ)精密(mì)度驗證相同)的(dí)統一(yī)樣品,按(àn)全程(chéng)序每個樣品至少平行(háng)測(cè)定6次,分(fēn)別計算各濃度(dù)或含量樣品(pǐn)的(dí)相對誤差(chà)。
• 相對(duì)誤(wù)差(chà):


實(shí)際樣品(pǐn)的測(cè)定:各驗(yàn)證實驗室應對(duì)適(shì)用範圍內每個(gè)樣品(pǐn)類型(xíng)的1~3個濃(nóng)度(dù)或(huò)含(hán)量的(dí)樣品(pǐn)中(zhōng)分別加入一定量(liáng)的有證標準物質/標準(zhǔn)樣品(pǐn)進行測(cè)定(dìng)(樣品(pǐn)有(yǒu)檢(jiǎn)出(chū)時(shí),加標(biāo)濃(nóng)度(dù)應為樣(yàng)品濃度的0.5~3倍;樣品未(wèi)檢出(chū)時(shí), 加(jiā)標濃(nóng)度(dù)應(yīng)盡可能包含適(shì)用的生態環境質(zhì)量標(biāo)準,生態(tài)環境(jìng)風險管(guǎn)控標(biāo)準,汙染(rǎn)物(wù)排放(fàng)標(biāo)準限值的濃度),按(àn)全程序每個加標樣(yàng)品至(zhì)少平行(háng)測定(dìng)6次,分別(bié)計算各類型樣(yàng)品中(zhōng)各濃度或(huò)含量(liáng)樣品(pǐn)的加(jiā)標(biāo)回收率。
• 加(jiā)標(biāo)回(huí)收率:

xi:實際樣(yàng)品的本底(dǐ)濃度(dù)均值(zhí)(未(wèi)加標);
yi:加(jiā)標(biāo)後樣品(pǐn)的(dí)濃度(dù)均值(zhí);
μ:加標(biāo)量(要求:加標後濃(nóng)度(dù)≤校準曲(qū)綫(xiàn)上限(xiàn),且加標(biāo)量(liáng)為原濃(nóng)度的(dí) 0.5~3 倍(bèi))



通常回(huí)收率在 80%~120% 之間。