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取得好成績: 國際原子能機構測試實驗室分析水的能力

源自《國際原子能機構通報》
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該圖示出了自2016年以來參加實驗室間比對活動(WICO和TRIC)的城市、自2007年以來原子能機構為同位素水文學專家提供了培訓的地方,以及自2007年以來原子能機構通過原子能機構技術合作計劃捐贈同位素激光儀器的場所。(來源:國際原子能機構)

優(yōu)秀、良好、有問題或不可接受:您的水化學分析能力如何?科學家通過比對就可以給出答案。在過去30年中,國際原子能機構一直在數(shù)百個實驗室進行同位素水文學實驗室間比對,并已成為同位素水文學水平測試的全球來源。

“任何科學的一個關鍵方面就是測量的質(zhì)量,”墨西哥水技術研究所水文技術專家Luis González Hita說?!皩τ谕凰厮膶W也是如此。保證我們的數(shù)據(jù)正確可靠,為我們說服決策者提供了堅實的基礎。”

同位素水文學家是使用同位素數(shù)據(jù)研究水資源的科學家。他們的研究為制定保護水資源的戰(zhàn)略和政策提供了重要信息。大約每四年,300多個同位素水文學實驗室參加由原子能機構組織的全球?qū)嶒炇议g比對水平測試。

將數(shù)據(jù)與原子能機構測試樣品(包括來自世界各地的各種水域)進行比較,可幫助每個實驗室的工作人員發(fā)現(xiàn)并改善分析缺陷,幫助他們確保始終如一地生成準確、精確的數(shù)據(jù)。

定期交叉比對目前越來越重要:技術在迅速發(fā)展,使同位素水文學方法和儀器更便宜,更容易獲得。雖然這些技術變化有其好處,但也會帶來更高的錯誤風險,因為該領域新手往往缺乏高級培訓。

“當今,特別是基于激光方法的技術可以完成很多工作,” González Hita說?!斑@意味著科學家們更多地依賴方法進行評估,但也意味著對技能的依賴減少。”

任何科學的一個關鍵方面就是測量的質(zhì)量。對于同位素水文學也是如此。保證我們的數(shù)據(jù)正確可靠,為我們說服決策者提供了堅實的基礎。
墨西哥水技術研究所水文技術專家Luis González Hita

追求卓越

有兩種類型的實驗室間比對項目。一種是“水同位素實驗室間比對”(WICO),測試實驗室測量水樣中氘(2H)和氧-18(18O)的能力。準確測量這些同位素使科學家能夠確定水的年齡和來源。

另一種是“國際氚比對”(TRIC),檢查實驗室測量水中天然放射性同位素氚(3H)的能力。氚測量用于分析水的補給率和研究60年以下的水?!皣H氚比對”檢查這些測量的準確性和正確性。最近的“國際氚比對”練習于2018年舉行,有90個實驗室參加。

“這些實驗室間比對項目的工作方式很簡單,”位于奧地利維也納的原子能機構同位素水文學實驗室主任 Leonard Wassenaar說?!拔覀冊谶@里準備并仔細驗證水樣,然后將它們運送到每個實驗室。這些實驗室對其進行分析并將結果發(fā)送給我們,我們接著將其與原子能機構參考值進行比較。最后,我們將結果匯總到一份總體匿名報告提供給科學界,同時向每個實驗室單獨發(fā)送一份詳細報告,并提出改進意見和建議?!?/p>

原子能機構在每次練習后產(chǎn)生的報告包含循證建議,以幫助實驗室改進方法和提高實績。它們還通過原子能機構技術合作計劃幫助原子能機構專家找出差距并提供進一步援助,包括培訓實驗室工作人員。

測試警惕性

有史以來規(guī)模最大的穩(wěn)定同位素全球?qū)嶒炇议g比對是最近于2016年進行的“水同位素實驗室間比對”練習(“WICO2016”),涉及235個實驗室。其結果于2017年11月發(fā)表在《質(zhì)譜學快報》科學雜志上。

在“WICO2016”練習期間,Wassenaar和他的團隊嘗試了一些新的東西。

“我們在其中一個水樣中添加了甲醇,以測試實驗室在檢測干擾污染物方面的警惕性——當然,沒有提醒他們,”Wassenaar說?!霸诎l(fā)現(xiàn)許多人忽視了這一點之后,我們?yōu)樗麄兇_定水中存在干擾污染物可能導致錯誤結果提出了一些策略?!?/p>

參與“WICO2016”的大多數(shù)實驗室在分析氧同位素時產(chǎn)生了可接受的優(yōu)異結果,在分析氘時大約有一半實驗室產(chǎn)生了這樣的結果。但是約有5%到6%的實驗室產(chǎn)生了不可接受的糟糕結果,Wassenaar認為這可能是由于實驗室儀器(例如低成本激光器)數(shù)量迅速增加所致,尤其是經(jīng)驗不足的實驗室。

“我們的結論是,實驗室表現(xiàn)不佳可能是源于無法量化的“已知的未知因素”,Wassenaar說。“當實驗室看起來做得很好但仍然表現(xiàn)不佳時,可能是源于出現(xiàn)例如以下錯誤:用Excel處理電子表格時出現(xiàn)錯誤,或者儀器沒有得到正確維護。這些錯誤和人為差錯雖然常見,但對該實驗室可能并非顯而易見?!?/p>

他補充說,這些包括基于知識或基于技能的因素,例如操作人員經(jīng)驗、基本數(shù)據(jù)處理錯誤、測量違規(guī)、樣品受損或分析儀器功能不良。

最近在《認證和質(zhì)量保證》雜志上發(fā)表的研究表明,人為差錯可能會對表現(xiàn)不佳的地球化學分析結果產(chǎn)生重大影響。“WICO2016 ”后對參與實驗室的調(diào)查證明了這一假定,即人員、技術和儀器差錯是造成水同位素分析實績不佳的主要因素。

“發(fā)現(xiàn)錯誤就要進行調(diào)整。知道我們在哪方面產(chǎn)生的結果可靠,哪方面的結果不可靠,這一點很重要,”González Hita說。他在墨西哥的實驗室在最新的WICO測試中得分很高?!啊甒ICO2016’使我們得以確認是否正在進行高質(zhì)量的分析。對鄰國來說,這也是一件好事,因為他們可以依靠我們的服務,我們可以分享最佳實踐。”

本文登載于《國際原子能機構通報》2019年4月刊《水》

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