CHOICE APPROACH OF THE OPTIMAL CERTIFICATION METHOD FOR CERTIFIED REFERENCE MATERIALS

将田口方法中代表设计研究或生产工艺研究中功能稳定性的信噪比概念用于标准物质定值方法的研究．为标准物质定值方法的优化提供数据处理模式和选择思路。以锌合金标准物质为例，采用原子吸收光谱法和紫外一可见分光光度法对锌合金标准物质中的铜元素定值，分别计算这两种方法定值数据的信噪比值，通过比较信噪比值的大小来判断两种分析方法的可靠性和分析体系的稳定性。

圆白菜、菠菜成分分析国家一级标准物质复研制

为了满足农产品分析测试的需求,提升农业领域元素检测能力,开展对国家一级标准物质圆白菜GBW10014、菠菜GBW10015的复研制工作。在样品原采集地采集样品,经粗碎、干燥、细碎、过筛、混匀,分装于高密度聚乙烯塑料瓶(25 g/瓶),经钴-60辐照灭活后,4~8℃长期储存。针对30余种代表性成分进行了均匀性检验,并在1 a内分5个时间点对32种易变、有代表性成分开展长期稳定性检验,主要采用电感耦合等离子体光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测试,结果表明样品均匀性、稳定性良好。选择11家实验室采用多种方法对60种成分进行合作定值,建立了合理的量值溯源链。数据经可疑值检验与剔除、正态分布检验后,采用算数平均值作为认定值。对不确定度进行了详细评定,最终合成不确定度中包括定值过程、均匀性及稳定性引入的不确定度。圆白菜定值56种成分,菠菜定值58种成分,大部分成分含量与原批次相当,认定值数量均多于原批次,且不确定度水平有所提高。复研制过程符合规范要求,经审查获得国家一级标准物质证书。

乌龙茶和绿茶成分分析标准物质复研制

20世纪80年代至今,中国已研制了9种茶叶成分标准物质。中国地质调查局于2004年下达中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制的一套适用于覆盖区农业生态地球化学评价的生物地球化学系列标准物质,其中包括两种茶叶标准物质,定值组分60余项,包括植物营养元素、有毒、有害元素和重金属污染元素以及人们关心的一些微量营养元素等,满足了相关食品卫生安全及生物样品成分检验分析的需要,取得了显著的社会效益。随着农业生态地质调查工作全面部署和展开,对生物样品的分析测试任务加大,对相应地球化学标准物质的需求也随之增加。本文复制了GBW10016a和GBW10052a两种茶叶标准物质,候选物分别为福建武夷山乌龙茶和江西上饶市婺源绿茶。研制过程严格按照JJG 1006—1994、JJF 1343—2012和JJF1646—2017等相关规范要求,侯选物经粗碎、干燥、细碎、过筛、混匀等步骤制备而成,经统计学检验,样品均匀,稳定性良好,定值采用多家实验室合作定值的方式进行,优选国内技术实力较强、仪器设备先进、且有相关标准物质定值测试经验的11家实验室,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)、原子荧光光谱法(AFS)等准确可靠的方法共分析61项指标。GBW10016a最终给出认定值54项,参考值3项;GBW10052a定值57项,参考值3项。本次研制的茶叶标准物质定值成分多样、量值准确可靠,符合国家一级标准物质的要求。与原批次标准物质相比,GBW10016a定值指标增加了Ag和Sn,Ge和Tl由原批次的参考值升级为标准值;GBW10052a增加了Al、Ag、Cl、I、N、S、Sb、Sc、Si及Sn由原批次的参考值升级为标准值。本次复研制的标准物质,在同类型中占据重要地位,研制过程严格按照相关规范执行,测试方法经典可靠,定值结果准确度高,于2019年被审批为国家一级标准物质,能够有效支撑农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品的分析及食品与农产品分析测试的需要。

珍珠岩成分分析标准物质研制

珍珠岩是十分重要的非金属矿,被广泛应用于建筑、水处理、农业等领域。目前,国内外尚未有珍珠岩成分分析标准物质,为满足针对珍珠岩的研究需要,本文研制了河南商城的珍珠岩成分分析标准物质(GBW07137)。对Ag、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cs、Cu、Ga、Hf、Hg、In、Li、Mo、Nb、Ni、Pb、Rb、Sb、Sc、Sn、Sr、Ta、Th、U、V、W、Zn、Zr、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TFe_(2)O_(3)、FeO、MgO、CaO、Na 2 O、K_(2)O、MnO、TiO_(2)、P_(2)O_(5)、LOI、TC、稀土元素等15项60种成分进行均匀性和稳定性检验,绝大部分成分的RSD小于3%,方差检验的F值均小于临界值F 0.05(29,60)=1.65,表明该标准物质均匀性良好。在稳定性考察期内,60种成分的含量没有统计学意义的明显差异,表明该标准物质稳定性良好。通过9家协作实验室采用重量法、容量法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱法等比较有针对性的定值方法来确保珍珠岩定值成分的准确性。按照《标准物质定值的通用原则及统计学原理》进行数据的统计处理,采用格拉布斯法、狄克逊法进行离群值检验。经统计,珍珠岩标准物质原始数据共2500项,剔除68个离群值数据,剔除率为2.7%。经过对定值测试数据的统计处理,确定了本次研制的珍珠岩成分分析标准物质的标准值和不确定度。最终定值成分63种,涵盖了主量、微量及全部稀土元素,其中三种主量成分MgO、CaO和TFe_(2)O_(3)的含量低于1%,可以与现有的硅酸盐标准物质含量形成梯度。该珍珠岩标准物质在岩石地球化学研究及质量监控中能发挥作用,也可为珍珠岩的科学利用和研究提供参考和借鉴。

泥岩岩石热解分析标准物质研制

岩石热解作为一项油气地球化学检测分析技术,广泛应用于油气勘探,在评价烃源岩生烃潜力和储集岩含油性识别等方面具有快速、经济和有效的特点。岩石热解标准物质用于岩石热解仪的校准和质量监控,以及定量计算烃源岩和储集岩岩石热解分析参数的关键物质基础。目前,岩石热解标准物质相对匮乏,现场录井岩石热解测试中大部分采用量值传递样品进行仪器校准和质量控制,给数据质量带来的一定的不确定性。同时,中国岩石热解标准物质缺少烃源岩评价的重要参数S_(4),国外岩石热解标准物质只有一个量值不能进行梯度标定,因此无法满足油气勘探中岩石热解分析技术应用和发展需求。鉴于此,本文按照国家标准物质研究标准和规范,研制了5个岩石热解标准物质GBW(E)070323、GBW(E)070324、GBW(E)070325、GBW(E)070326、GBW(E)070327。候选物样品采自鄂尔多斯盆地三叠系延长组、二叠系山西组、太原组和石炭系本溪组的暗色泥岩、油页岩、炭质泥岩。候选物样品经过挑选、杂质处理、颚式破碎、球磨机细磨、粉末过筛200目、混匀机混匀、^(60)Co照射消毒灭菌、均匀性初检合格后封瓶编号。每个候选物随机抽取5×30瓶样品进行均匀性检验,F实测值均小于F_(0.05)(29,60),样品各组内和组间无显著系统差异,均匀性良好。采用直线拟合法进行短期稳定性和长期稳定性检验,拟合直线斜率|b_(1)|<t_(0.05)S(b_(1)),稳定性良好。由8家实验室采用岩石热解分析方法进行协作定值,全部定值分析数据符合正态分布,得到定值结果和相应的不确定度,定值参数为S_(2)、T_(max)、S_(4)和参考值S1,其中S_(2)量值范围为2.01~11.90mg/g,T_(max)量值范围为437~442℃,S_(4)量值范围为9.5~29.9mg/g,各参数量值呈一定梯度,基本覆盖了常规热解分析含量范围。该系列标准物质能满足石油勘探常规油气测试的质量控制的需求。

甲苯纯度标准物质制备

研制了甲苯纯度标准物质。以市售甲苯高纯试剂为原料,对其结构及纯度进行验证,最终将其分装至1 mL安瓿瓶。采用质量平衡法和定量核磁共振法两种不同原理方法对甲苯标准物质进行纯度定值。通过质量平衡法对特性量值进行均匀性检验、长期稳定性监测和模拟运输条件的短期稳定性监测,同时系统分析与评估了标准物质研制过程中定值、均匀性和稳定性引入的不确定度。结果表明,甲苯纯度标准物质的纯度值99.8%,扩展不确定度为0.2%(k=2),特性量值均匀性良好,12个月稳定性可靠。

水系沉积物标准物质研制

为满足区域地球化学调查及矿产勘查的需要,新研制了15个水系沉积物标准物质,其中6个样品是原有水系沉积物标准物质的复制,9个新研制的样品主要采自中国北方的森林沼泽和干旱荒漠特殊景观区。样品粒度依据区域地球化学调查规范的要求,森林沼泽区采样粒级为2.0～0.22 mm,干旱荒漠区采样粒级为4.76～0.90 mm,山区和丘陵地区的采样粒级为小于0.22 mm。样品在室内晾干后在110℃烘24 h,置于大型高铝瓷球磨机粉碎并混匀,使样品中小于0.074 mm的部分大于99%以上。样品采用波长色散X射线荧光光谱进行进行均匀性检验,方差检验的F值小于临界值,所有元素的RSD均小于4%,大部分元素的RSD小于3%,P、Mn、Ti、Fe2O3、K2O等元素的RSD小于1%,证明样品均匀性良好。经2年内4次分析,检验结果表明对所检验的元素和成分均未发现统计学意义的明显变化,证明样品的稳定性良好。采用多家家实验室用不同原理的方法联合定值,邀请全国15家有资质的实验室采用准确度较高的方法分析测试约72种组分,根据ISO导则35和国家一级标准物质研制规范的要求,计算15种水系沉积物标准物质中72种元素和组分的标准值(部分组分给出参考值)和不确定度,这些新研制的标准物质是原有水系沉积物标准物质的一个补充。

多环芳烃标准样品的研制

通过对６种多环芳烃（芴、菲、荧蒽、苯并［ｂ］荧蒽、苯并［ｋ］荧蒽、苯并［ｇｈｉ］）标准样品的研制，系统地介绍了液体介质标准样品的研究、制备、均匀性检验、稳定性检验、定值及数理统计的方法。

九个铁矿石标准物质研制

采集制备了9个铁矿石标准物质,全铁含量为20.17%~66.87%,涵盖了贫铁矿至铁精矿粉,能满足铁矿勘查和选冶的需要。采用精度相对较高的测试方法进行均匀性检验,结果表明样品均匀性良好。选择13家具有丰富经验的实验室采用不同原理的方法进行定值测试,定值项目14种,其中13种组分提供标准值,H2O＋提供参考值。

生物成分系列标准物质的研制

GSB系列生物标准物质包括大米、小麦、玉米、黄豆、圆白菜、菠菜、茶叶、奶粉、鸡肉和苹果等10种生物样品,用冷冻干燥等技术制备。由14个分析水平较高的实验室协作,采用等离子体质谱、等离子体光谱和仪器中子活化为主的10余种分析方法测试,共进行了22477次测定,取得了 5136组平均值数据,定值元素59种,定标准值元素54种。

黄海沉积物标准物质研制

报道了中国黄海海洋标准物质的研制过程,其中包括样品的采集、制备,均匀性检验、稳定性考察以及定值分析方法,并对数据进行了数理统计,给出了标准物质的定值数据。最后确定标准值45个,参考值8个,信息值11个,共计测定元素64个。

甲苯中苯标准物质的研制

以甲苯和苯为原料,采用称量-容量法研制了浓度为5 mg/mL的甲苯中苯溶液标准物质。所研制的标准物质通过均匀性检验、稳定性检验和与GBW(E)130101的比对,标准值的相对扩展不确定度为3%(k=2),有效期限为24 m。

铌钽精矿标准物质研制

铌钽精矿标准物质在监控选冶样品分析的过程起到重要作用,在选厂及冶金系统有很大的需求,国内外的文献检索均未发现铌钽精矿标准物质的报道;而铌钽矿物的性质决定了铌钽精矿的粉碎粒度及均匀性对铌钽精矿标准物质的研制提出了更高的要求。本文阐述了4个铌钽精矿标准物质的研制过程,铌钽精矿采集于宜春及尼日利亚铌钽选厂,样品经气流粉碎和高铝球磨两次细碎及机械混匀后,随机抽取包装好的样品进行均匀性和稳定性检验及定值。采用电感耦合等离子体发射光谱法与质谱法(ICP-OES/MS)进行均匀性和稳定性检验,结果表明样品的均匀性和稳定性良好。采用多个实验室协同测试的定值方式,利用不同原理的分析方法对此样品的铌钽等12个元素进行定值,给出了各定值元素的认定值和不确定度。4个铌钽精矿标准物质Ta(Nb)_2O_5的含量为9. 89%、20. 55%、40. 79%、53. 69%,形成一个从粗精矿到精矿较为完整的含量体系,可以满足选冶试验各阶段流程样品分析对标准物质的需求。

镍矿石和镍精矿标准物质研制

我国镍矿石与镍精矿标准物质较少,镍矿石成分分析标准物质仅有1个,镍含量较高(4.33%),当前已有的标准物质基本用尽,且国际上尚没有镍精矿标准物质。本文研制了3个镍矿石标准物质(GNi-1、GNi-2、GNi-3)和2个镍精矿标准物质(GNi-4和GNi-5)。标准物质候选物采自吉林省红旗岭镍矿,将样品粉碎至粒度小于0.074 mm,针对样品硫化物含量较高的特点,在样品加工过程中采用低温和球磨机中充满氩气的保存方法,防止加工过程中产生热量导致硫化物发生氧化,提高样品长期稳定性。采用X射线荧光光谱和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)对样品的均匀性进行检验,F的实测值小于临界值,相对标准偏差较小,样品均匀性良好;两年内4次测定的分析结果无方向性变化趋势,统计计算结果显示稳定性良好。19家实验室对此批标准物质进行联合定值,Ni采用经典分光光度法、容量法与重量法测定,微量元素采用ICP-AES和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等技术测定,依照ISO导则35和国家一级标准物质研制规范,3个镍矿石标准物质给出了Ni、Cu、S等23种组分的标准值与不确定度;2个镍精矿标准物质的19种组分给出标准值与不确定度,4种组分给出参考值。镍矿石标准物质中镍的含量分别为0.11%、0.33%、1.02%;镍精矿标准物质中镍的含量分别为5.93%、9.01%,形成一个从边界品位、工业品位至镍精矿较为完整的含量系列,能够满足镍矿勘查和选冶对标准物质的需求。

卡林型金矿金砷成分分析标准物质研制

卡林型金矿因其含砷影响金的分析和选冶回收率而备受关注,需要研制相应的标准物质支撑应用研究。本文依托近年来探明的超大型卡林型金矿——阳山金矿采集候选物,按照国家一级标准物质技术规范研制了4种卡林型金矿标准物质GBW07854~GBW07857。共有20家实验室联合定值,金主要分析方法为原子吸收光谱法和火试金法,湿法分析采用梯度焙烧-活性炭吸附金而分离砷等干扰组分;砷分析主要采用电感耦合等离子体发射光谱法和分光光度法。引用金量分析相对偏差允许限界定组内离群值,弥补了Dixon法和Grubbs法剔除离群值不够完全的缺陷。均匀性检验指标F<F0.05(29,30)=1.84,表明组内和组间均无明显差异;在22个月内进行了5次检验,稳定性良好。4种标准物质金和砷的定值结果准确度均优于同量级的国家一级金矿石标准物质和国外含砷多金属矿石标准物质。该系列标准物质可用作卡林型金矿金和砷分析与研究等工作的量值标准。

铬铁矿标准物质研制

根据我国铬铁矿标准物质的需求,制备了4个铬铁矿标准物质,Cr2O3含量范围为17.59%～57.80%。经检验,制备的标准物质具有良好的均匀性与稳定性。采用多家实验室协作定值方法,测试方法可靠,标准值与不确定度计算合理。该系列铬铁矿标准物质定值项目18项,其中16项成分给出标准值,FeO和CO2两项成分给出参考值。

GBW10010a大米标准物质复(研)制及数据特征

随着我国对生态文明建设的重视,自然资源综合调查势在必行,对生物标准物质亦提出了新的需求。当前相关调研工作已经大面积开展,自然资源综合调查、农产品与食品安全评价都需要对生物样品元素组成进行准确测试,需要以生物标准物质作为生物成分测试量值比对和溯源的基础,因此对生物基体标准物质的需求量大幅增加。大米作为主要粮食之一,其食品安全日益受到重视,对大米中的化学成分进行准确的分析测试具有重要的现实意义,因而对大米标准物质的需求量尤为突出,但目前大米成分分析标准物质已供不应求。本文严格按照《标准物质定值的通用原则及统计学原理》(JJF 1343—2012)和《地质分析标准物质的研制》(JJF 1646—2017)等相关规范要求,开展了GBW10010a大米成分分析标准物质的复(研)制工作,包括样品采集、加工制备、均匀性检验、稳定性检验、多家实验室协作定值测试及不确定度评定等关键环节。结果表明:本次复(研)制的大米标准物质定值成分多样、量值准确可靠,符合国家一级标准物质的要求。GBW10010a共定值54项主微量元素,包括Ag、Al、As、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ge、Hg、Ho、K、La、Li、Ho、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Sc、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Th、Tl、Tm、U、V、Y、Yb、Zn,其中的39项元素给出了标准值及不确定度,包括Ag、Al、As、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cs、Cu、Dy、Er、Fe、Hg、K、Li、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Tl、Y、Yb、Zn;15项元素提供参考值,包括Be、Bi、Cr、Eu、Gd、Ge、Ho、Ho、La、Nb、Sc、Th、Tm、U、V。与原有GBW10010大米标准物质相比较,GBW10010a中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Zn等重金属元素含量显著下降,其中Cd、Cu、Zn降幅较大,分别下降约39%、43%、38.7%,一定程度上反映了农田生态环境的改善。本批标准物质定值元素总数量增加了6项,新增定值元素Ag、Nb(Nb给出参考值),并且各项元素不确定度范围整体上有所缩小,如Al、Cd、Cu、Fe、K、Mg、Mo、Na、P、Pb、Se、Zn等对生物易有影响的重要元素,表明了地质分析测试方法技术的进步及定值水平的提高。本批标准物质定值元素涵盖了具有生物效应的大部分主微量元素,适用于农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品测试、农产品质量与食品安全评价样品测试时的分析仪器校正、分析方法评价和分析质量监控等多个领域。

玄武岩钛同位素分析标准物质研制

同位素标准物质是进行同位素准确分析的基础和关键,其同位素组成是同位素测量的基本参数。本文报道了玄武岩钛同位素标准物质的研制过程和定值结果,包括标准物质的选择、均匀性和稳定性检验、定值分析及测定数据的统计性检验等。玄武岩钛同位素标准物质的主要特性量值的推荐值及95%置信水平的不确定度为:δ^(47)Ti(‰)=-0.53±0.07,δ^(48)Ti(‰)=-1.05±0.09,δ^(49)Ti(‰)=-1.57±0.16,δ^(50)Ti(‰)=-2.10±0.18。该标准物质可用于地质样品钛同位素测定中化学流程评价和验证、质谱仪的校正及整个过程的分析质量控制。

红外测油仪用标准物质的研制

为保证分析测量结果的准确可靠,研制了浓度为1000μg/mL的红外测油仪用溶液标准物质。以称量-容量法制备,计算结果定值,对原料进行了纯度分析、制备方法控制,考察了样品均匀性和稳定性,评定了所配制标准物质浓度定值的不确定度。通过与GBW(E)130171比对,验证了标准物质的定值结果准确可靠,相对扩展不确定度<2%(k=2),有效期限为12个月。该标准物质已被批准为国家二级标准物质。

法医DNA标准物质STR位点等位基因分型定值研究

为探讨法医DNA标准物质STR位点等位基因分型的定值和溯源,利用有机法提取法医DNA标准物质备选所用细胞基因组DNA,以其为模板进行STR复合扩增,制备获得等位基因分型片段并测序分析,成功获得法医DNA标准物质备选所用细胞STR位点等位基因分型的定值。对STR位点等位基因分型进行定值研究可以作为法医DNA标准物质溯源研究的有效途径之一。