化学检验员消除系统误差的方法
化学检验员在分析测试中,系统误差(又称可定误差)是影响结果准确度的主要因素。它具有重复性、单向性、可测性的特点,即在同一条件下重复测定时,误差大小和方向基本不变。若不加以识别和消除,即使精密度很高,结果也会整体偏高或偏低。
以下是化学检验员常用且有效的消除或减小系统误差的方法:
一、校准仪器与量器
原因:天平、移液管、容量瓶、滴定管、pH计、分光光度计等仪器存在固有偏差。
措施:
定期对计量器具进行检定或校准(如使用标准砝码校准天平);
使用前对玻璃量器进行实际容积校正(尤其高精度分析);
仪器开机后预热、用标准物质校准(如原子吸收用标准溶液校准曲线,pH计用标准缓冲溶液标定)。
✅ 示例:未校准的移液管实际移取9.8 mL却当作10.0 mL使用,导致所有结果系统偏低2%。
二、使用标准物质进行对照试验
原理:通过测定已知准确含量的标准样品(有证标准物质,CRM),评估方法是否存在系统误差。
操作:
在相同条件下,平行测定标准物质与待测样品;
若标准物质测定值与认定值一致,则方法可靠;
若存在偏差,可计算校正因子或查找误差来源。
✅ 应用:检测水中铅含量时,同步测定国家水质标准样品(如GSB 07-1185),验证整个流程准确性。
三、空白试验(Blank Test)
原因:试剂、溶剂、器皿或环境可能引入杂质(如蒸馏水含微量Cl⁻,酸中含Fe³⁺)。
措施:
除不加样品外,其余步骤完全相同(包括试剂、消解、显色、测定);
从样品测定结果中扣除空白值;
空白值应稳定且足够低,否则需更换高纯试剂或清洗器皿。
✅ 示例:测食品中微量砷,若空白吸光度高,说明试剂或器皿被污染,必须排查。
四、回收试验(加标回收)
原理:向样品中加入已知量的待测组分,测定其回收率,判断是否存在基体干扰或损失。
操作:
取两份等量样品,一份加入标准溶液,一份不加;
同步处理并测定;
计算回收率:
\text{回收率} (\%) = \frac{\text{加标样测得值} - \text{原样测得值}}{\text{加入标准量}} \times 100\%
判定:
回收率在80%–120%(痕量分析可放宽至70%–130%)通常可接受;
偏离过大说明存在系统误差(如吸附损失、反应不完全、干扰未消除)。
五、采用不同分析方法比对
原理:不同原理的方法受系统误差影响不同,结果一致则可靠性高。
操作:
对同一样品用两种独立方法测定(如用EDTA滴定法和原子吸收法测钙);
若结果吻合,说明系统误差小;
若差异显著,需排查某方法的缺陷(如滴定法受Al³⁺干扰,AAS无此问题)。
✅ 应用:水泥中SO₃可用重量法(BaSO₄沉淀)和X射线荧光法(XRF)交叉验证。
六、改进分析方法或优化条件
针对方法本身缺陷:
消除共存离子干扰:加入掩蔽剂(如测Ca²⁺时加三乙醇胺掩蔽Al³⁺);
防止挥发损失:As、Hg等采用密闭消解或冷蒸气原子吸收;
提高反应完全度:延长消解时间、提高温度、使用催化剂;
校正基体效应:ICP-OES/MS中采用内标法(如加Sc、Y校正信号漂移)。
七、人员培训与规范操作
人为因素引起的系统误差:
滴定终点判断习惯性提前或延后;
移液操作手法不一致(如吹与不吹);
读数视角偏差(滴定管俯视/仰视)。
对策:
加强培训与考核;
制定详细SOP(标准操作规程);
实施盲样考核或人员比对。
八、定期参加能力验证或实验室间比对
通过外部质量控制(如CNAS组织的能力验证PT)发现本实验室是否存在系统性偏差;
若结果“不满意”,需启动纠正措施,追溯误差来源。
总结:系统误差的识别与消除路径
| 步骤 | 方法 | 目的 |
|---|---|---|
| 1. 预防 | 仪器校准、试剂纯化、规范操作 | 减少误差来源 |
| 2. 监控 | 空白试验、平行样、标准物质 | 实时发现偏差 |
| 3. 验证 | 加标回收、方法比对 | 评估准确性 |
| 4. 纠正 | 优化方法、人员培训、设备维护 | 消除根本原因 |
重要提醒:
系统误差不能通过增加平行测定次数来减小(那是减小随机误差的方法);
只有找出误差来源并采取针对性措施,才能有效消除系统误差;
化学检验员应树立“准确度优先于精密度”的质量意识,将误差控制贯穿于分析全过程。
掌握并熟练运用上述方法,是化学检验员保障检测数据真实、可靠、合规的核心能力,也是实验室获得认可(如CMA、CNAS)的基本要求。


