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取得好成績: 國際原子能機(jī)構(gòu)測試實(shí)驗(yàn)室分析水的能力

源自《國際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》
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該圖示出了自2016年以來參加實(shí)驗(yàn)室間比對活動(WICO和TRIC)的城市、自2007年以來原子能機(jī)構(gòu)為同位素水文學(xué)專家提供了培訓(xùn)的地方,以及自2007年以來原子能機(jī)構(gòu)通過原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)合作計(jì)劃捐贈同位素激光儀器的場所。(來源:國際原子能機(jī)構(gòu))

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

“任何科學(xué)的一個關(guān)鍵方面就是測量的質(zhì)量,”墨西哥水技術(shù)研究所水文技術(shù)專家Luis González Hita說。“對于同位素水文學(xué)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”

同位素水文學(xué)家是使用同位素?cái)?shù)據(jù)研究水資源的科學(xué)家。他們的研究為制定保護(hù)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(xué)實(shí)驗(yàn)室參加由原子能機(jī)構(gòu)組織的全球?qū)嶒?yàn)室間比對水平測試。

將數(shù)據(jù)與原子能機(jī)構(gòu)測試樣品(包括來自世界各地的各種水域)進(jìn)行比較,可幫助每個實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)確、精確的數(shù)據(jù)。

定期交叉比對目前越來越重要:技術(shù)在迅速發(fā)展,使同位素水文學(xué)方法和儀器更便宜,更容易獲得。雖然這些技術(shù)變化有其好處,但也會帶來更高的錯誤風(fēng)險,因?yàn)樵擃I(lǐng)域新手往往缺乏高級培訓(xùn)。

“當(dāng)今,特別是基于激光方法的技術(shù)可以完成很多工作,” González Hita說。“這意味著科學(xué)家們更多地依賴方法進(jìn)行評估,但也意味著對技能的依賴減少?!?/p>

任何科學(xué)的一個關(guān)鍵方面就是測量的質(zhì)量。對于同位素水文學(xué)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
墨西哥水技術(shù)研究所水文技術(shù)專家Luis González Hita

追求卓越

有兩種類型的實(shí)驗(yàn)室間比對項(xiàng)目。一種是“水同位素實(shí)驗(yàn)室間比對”(WICO),測試實(shí)驗(yàn)室測量水樣中氘(2H)和氧-18(18O)的能力。準(zhǔn)確測量這些同位素使科學(xué)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(shí)驗(yàn)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(bǔ)給率和研究60年以下的水?!皣H氚比對”檢查這些測量的準(zhǔn)確性和正確性。最近的“國際氚比對”練習(xí)于2018年舉行,有90個實(shí)驗(yàn)室參加。

“這些實(shí)驗(yàn)室間比對項(xiàng)目的工作方式很簡單,”位于奧地利維也納的原子能機(jī)構(gòu)同位素水文學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任 Leonard Wassenaar說?!拔覀冊谶@里準(zhǔn)備并仔細(xì)驗(yàn)證水樣,然后將它們運(yùn)送到每個實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)室對其進(jìn)行分析并將結(jié)果發(fā)送給我們,我們接著將其與原子能機(jī)構(gòu)參考值進(jìn)行比較。最后,我們將結(jié)果匯總到一份總體匿名報(bào)告提供給科學(xué)界,同時向每個實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)發(fā)送一份詳細(xì)報(bào)告,并提出改進(jìn)意見和建議。”

原子能機(jī)構(gòu)在每次練習(xí)后產(chǎn)生的報(bào)告包含循證建議,以幫助實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)方法和提高實(shí)績。它們還通過原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)合作計(jì)劃幫助原子能機(jī)構(gòu)專家找出差距并提供進(jìn)一步援助,包括培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)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?yàn)室間比對是最近于2016年進(jìn)行的“水同位素實(shí)驗(yàn)室間比對”練習(xí)(“WICO2016”),涉及235個實(shí)驗(yàn)室。其結(jié)果于2017年11月發(fā)表在《質(zhì)譜學(xué)快報(bào)》科學(xué)雜志上。

在“WICO2016”練習(xí)期間,Wassenaar和他的團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)室在檢測干擾污染物方面的警惕性——當(dāng)然,沒有提醒他們,”Wassenaar說?!霸诎l(fā)現(xiàn)許多人忽視了這一點(diǎn)之后,我們?yōu)樗麄兇_定水中存在干擾污染物可能導(dǎo)致錯誤結(jié)果提出了一些策略?!?/p>

參與“WICO2016”的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室在分析氧同位素時產(chǎn)生了可接受的優(yōu)異結(jié)果,在分析氘時大約有一半實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生了這樣的結(jié)果。但是約有5%到6%的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生了不可接受的糟糕結(jié)果,Wassenaar認(rèn)為這可能是由于實(shí)驗(yàn)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(yàn)不足的實(shí)驗(yàn)室。

“我們的結(jié)論是,實(shí)驗(yàn)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?!爱?dāng)實(shí)驗(yàn)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(hù)。這些錯誤和人為差錯雖然常見,但對該實(shí)驗(yàn)室可能并非顯而易見?!?/p>

他補(bǔ)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(yàn)、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(rèn)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(xué)分析結(jié)果產(chǎn)生重大影響?!癢ICO2016 ”后對參與實(shí)驗(yàn)室的調(diào)查證明了這一假定,即人員、技術(shù)和儀器差錯是造成水同位素分析實(shí)績不佳的主要因素。

“發(fā)現(xiàn)錯誤就要進(jìn)行調(diào)整。知道我們在哪方面產(chǎn)生的結(jié)果可靠,哪方面的結(jié)果不可靠,這一點(diǎn)很重要,”González Hita說。他在墨西哥的實(shí)驗(yàn)室在最新的WICO測試中得分很高。“‘WICO2016’使我們得以確認(rèn)是否正在進(jìn)行高質(zhì)量的分析。對鄰國來說,這也是一件好事,因?yàn)樗麄兛梢砸揽课覀兊姆?wù),我們可以分享最佳實(shí)踐?!?/p>

本文登載于《國際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》2019年4月刊《水》

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