一、目的
提供環境檢驗室執行環境樣品檢測,於進行檢量線製備及檢量線查核
時之依循。
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二、適用範圍
(一)本指引適用於環境檢驗室以電極法、比色法(分光光度法)、原
子吸收光譜法、氣相層析法、氣相層析/質譜法、液相層析法、
離子層析法、感應耦合電漿原子發射光譜法、感應耦合電漿質譜
法等執行環境樣品檢測,進行各檢測項目檢量線製備及檢量線查
核。
(二)環境檢驗檢量線製備及查核應依據本署公告之相關檢測方法及本
指引之規定為之。
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三、檢量線製備
(一)檢量線製備,係以檢測儀器測定一系列已知濃度標準品之訊號(
例如:毫伏特、波高、波峰面積、光吸收量、光放出量、質量等
),求出標準品濃度與訊號之關係,製備成曲線或計算其校正因
子或感應因子。此項程序應在儀器量測樣品待測物含量之前建立
,稱為初始校正(Initial calibration)。
(二)檢量線均由校正最低點與校正最高點之間構成「校正範圍」(Ca
l-ibration range)。使用時,不得使用外插法(Extrapolati
on method),亦即不得在校正範圍外之區域作量測使用,因為
此類所得之數據均不可靠,但可將樣品經稀釋或濃縮,使其含量
在此校正範圍內再量測。當製備檢量線時,應依個別檢測方法所
規定之步驟,使用適當濃度範圍的標準溶液或標準氣體。
(三)製備檢量線之一般規定:
1.製備檢量線時,應包括至少五種不同濃度的標準溶液或標準氣
體。
2.最低一點標準品的濃度應宜與方法定量極限(約為 3倍方法偵
測極限)之濃度相當。
3.其他的濃度則應在偵測器的線性濃度範圍內,或涵括預期的真
實待測樣品濃度,且在偵測器的線性濃度範圍內。
4.通常樣品中待測物之濃度應於檢量線最高濃度之20%至80%間
之濃度為適當。
(四)因各種儀器之特性,其校正之檢量線種類,可為二大類:
1.線性模式(Linear model),又分為直線通過原點校正(Stra
i-ght line through the origin;y=ax) 或直線未通過原點
校正(Linear not through the origin;y=ax+b) 兩種。
2.非線性模式(Nonlinear model),為非直線性校正(Nonline
arCalibration;y=ax2+bx+c 或更高次方程式關係),又稱為
二次或更高次校正(Second order or higher order calibra
tion)。
依據上述之說明,將實際使用之檢量線製備,分述如下。
(五)線性模式
1.線性迴歸校正法(Linear regression)
此為線性模式,利用統計技術,製備最適直線之檢量線(Best
straight calibration line),最常用者為最小平方法(L
eastsquares method),求得各測定值之最適迴歸線,此校正
公式可使電腦化儀器能直接將濃度數據讀出,同時以校正之最
適公式(Goodnes-of-Fit equation) 作為定量之量測。
迴歸線之最適性,以其相關係數(Correlation coefficient
)r 評估,此值介於1 和 0之間,以 1為最大之相關。原則上
,上述迴歸線之線性相關係數 r應大於或等於 0.995(水中真
色色度可為0.990)。
2.校正因子(Calibration factor)與感應因子(Response fac
t-or)之校正方法亦即分別為外標準品與內標準品之校正方法
,不論使用外標準品法或內標準品法,將每一標準品以及真實
待測樣品導入儀器中時,都須使用相同的步驟。下述為一般校
正規範。
(1)外標準品校正(校正因子校正法)
外標準品校正為利用各校正標準品測得的訊號(As)與各校
正標準品中待測物的量或濃度(Ws)的比值,稱為校正因子
(C- alibration factor,CF),其公式如下:
As
CF=─
Ws
平均校正因子之公式如下:
n
Σ CFi
__ i=1
CF=────
n
而樣品中待測物濃度之計算,係將測得的樣品中待測物訊號
(尖峰面積或高度)與待測物初始校正得到的平均校正因子
比較而得。
(2)內標準品校正(感應因子校正法)
指利用於樣品注入儀器前,將固定量之內標準品加入於樣品
或樣品萃取液再檢測,則樣品或樣品萃取液中待測物所對應
的尖峰面積或高度(As)與樣品或樣品萃取液中內標準品所
對應的尖峰面積或高度(Ais) 之比值,除以每一校正標準
品中待測物的量或濃度(Cs)與其中之內標準品的量或濃度
(Cis) 之比值,此比值即為感應因子(Response factor,
RF),有些方法中另稱為相對感應因子(Relative respons
e factor,RRF)。
其計算公式如下:
As/Ais
RF=────
Cs/Cis
平均感應因子之公式如下:
n
Σ RFi
__ i=1
RF=────
n
內標準品法使用的內標準品為:與待測物類似但不太可能出
現在環境樣品中的化合物。若檢測方法中未建議適當的內標
準品,則檢測員需自行選擇與待測物性質相近,且不會出現
在樣品中的化合物做為內標準品。
不論何種內標準品,分析員皆須驗證內標準品的檢測不會受
方法中的待測物、擬似標準品或基質干擾的影響。通常,對
非質譜儀偵測器的氣相層析儀和高效能液相層析儀的檢測方
法,內標準品校正較不適用,因在層析分析法中許多內標準
品都無法與待測物完全分離。
內標準品校正在使用質譜儀偵測器時較適用,因內標準品與
待測物在質譜儀上可區分。
(3)校正方法之評估與修改
評估初始校正的線性關係,應先求出各標準品校正因子或感
應因子之相對標準偏差(Relative standard deviation, R
SD),其公式分別如下:
┌─────────
│ n __ 2
│ Σ(CFi–CF)
│i=1
SD=│─────────
│ n–1
│
┘
SD
RSD(%)=─×100 %
CF
┌─────────
│ n __ 2
│ Σ(RFi–RF)
│i=1
或 SD=│─────────
│ n–1
│
┘
SD
RSD(%)=─×100 %
RF
其中:n :不同濃度校正標準品的數目
除檢測方法另有規定外,若上述求得之相對標準偏差≦20%
,則校正曲線可假設為通過原點的直線。在理想狀況,校正
因子或感應因子不會隨導入儀器中的校正標準品之濃度不同
而改變。但實際上,會有一些改變,故其相對標準偏差在 0
-20 %之間。
若在校正範圍內的各校正標準品校正因子或感應因子求出的
相對標準偏差大於20%,則不可假設校正曲線為通過原點的
直線。此時,有下列四種方式可供選擇修改:
A.將儀器調整或進行維修保養,直至使校正因子或感應因子
的RSD 能符合品質管制規範的小於20%。
B.檢討相對標準偏差大於20%,並非因任何一個校正標準品
的儀器訊號、校正因子或感應因子之結果所造成,如發現
為某一校正標準品所造成,則此一校正標準品應重新檢驗
,並且重新計算RSD。
C.將校正濃度範圍縮減,使儀器訊號在此縮減範圍內呈現線
性關係,此時應注意最低校正點如造成改變,則方法定量
極限也會跟隨改變。
D.使用不通過原點的線性校正曲線,此時應注意低於校正最
低點之結果不應提出結果報告。
(六)非線性模式
此為非線性校正方法,因為大部分之儀器及分析系統提供使用之
校正範圍均為線性關係,除檢測方法另有規定外,應排除使用二
次或更高次之校正模式。
(七)檢量線製備完成應即以第二來源標準品配製接近檢量線中點濃度
之標準品(若無第二來源標準品時,至少應使用另一獨立配製之
標準品)進行分析作確認,其分析結果應合於四、(四)之規定
範圍。但使用市售戴奧辛類(含平面狀多氯聯苯)標準品,且濃
度經原廠確認,直接導入儀器製備檢量線者,不在此限。
(八)檢量線相關紀錄必須註明製備日期、檢測項目、標準品來源、標
準品濃度、配製流程及儀器感應訊號值等資料。
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四、檢量線查核
除檢測方法另有查核規定外,應依下列規定執行檢量線查核:
(一)初始校正時所建立之檢量線,必須作週期性之查核,其分析結果
介於可接受範圍時才可持續性地使用該檢量線。檢量線查核必須
於以每批次或每十二小時為週期之樣品分析工作前執行之。
(二)若分析當日製備檢量線,且樣品量超過一批次或樣品分析時間超
過十二小時者,應自第二批次或第十二小時起,於每批次或每十
二小時為週期之樣品分析前執行檢量線之查核。
(三)完成樣品分析後應再執行檢量線之查核。
(四)檢量線查核標準品(使用濃度可約為檢量線之中點濃度)分析結
果之可接受範圍如下:
1.檢測方法有規定時,應依該方法規定之相對誤差值判定之。
2.電極法之相對誤差值宜在±15%以內。
3.比色法(分光光度法)之相對誤差值宜在±15%以內。
4.氣相層析法之相對誤差值宜在±15%以內。
5.氣相層析/質譜法之相對誤差值宜在±20%以內。
6.液相層析法之相對誤差值宜在±15%以內。
7.離子層析法之相對誤差值宜在±15%以內。
8.火焰式原子吸收光譜法之相對誤差值宜在±10%以內。
9.汞冷蒸氣原子吸收光譜法與砷化氫原子吸收光譜法之相對誤差
值宜在±20%以內。
10.石墨爐式原子吸收光譜法之相對誤差值宜在±10%以內。
11.感應耦合電漿原子發射光譜法之相對誤差值宜在±10%以內。
12.感應耦合電漿質譜法之相對誤差值宜在±10%以內。
相對誤差值計算如下:
計算所得濃度-配製濃度
相對誤差值(%)=───────────×100 %
配製濃度
如為校正因子或感應因子的確認時,將上式之濃度使用校正因子
或感應因子替換,而得如下:
__
CF–CF
相對誤差值(%)=───×100 %
CF
__
RF–RF
或=───×100 %
RF
(五)待測物的訊號(或計算所得的濃度)與初始校正的訊號間的偏差
大於上述範圍時,初始校正可能已無效。發生此種情況時,立即
檢查儀器的操作條件及/或進行儀器的維護保養,並取另一份校
正查核標準品或檢量線查核標準品注入儀器分析之,若待測物的
訊號,仍無法落在上述範圍以內,則須重新製備檢量線。
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五、參考資料
(一)Roy-Keith Smith, Handbook of Environmental Analysis, pp
138 - 155, 4th edition, Genium Publishing Corporation, S
che-nectady NY, USA, 1999.
(二)U.S. EPA Test Methods for Evaluating Solid Waste Physica
l / Chemical Methods, SW - 846. Method 8000B Determinati
ve Chromatographic Separations, December 1996.
(三)U.S. Environmental Protection Agency, Guide to Method Fl
e-xibility and Approval of EPA Water Methods, Chapter 3:
Qu-ality Control Requirements, Washington DC, December
1996.
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