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		化學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用

　　化學(xué)計(jì)量?jī)?nèi)容豐富，圍繞化學(xué)計(jì)量的核心，即保證化學(xué)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠和可比，歸納起來至少應(yīng)包括以下幾個(gè)方面:

　　一、SI基本單位摩爾的復(fù)現(xiàn)和基本物理量的測(cè)量

　　摩爾是SI單位制中表示物質(zhì)的量的基本單位，也是唯一一個(gè)直接關(guān)于化學(xué)計(jì)量的SI單位，是化學(xué)計(jì)量的基礎(chǔ)。物質(zhì)的量(即化學(xué)成分量)測(cè)量是化學(xué)測(cè)量的最主要內(nèi)容。將化學(xué)成分量溯源至SI單位，是化學(xué)計(jì)量追求的終極目標(biāo)。摩爾的復(fù)現(xiàn)和基本物理常數(shù)的測(cè)量是國際化學(xué)計(jì)量界共同努力的方向。

　　二、化學(xué)計(jì)量基(標(biāo))準(zhǔn)的建立、復(fù)現(xiàn)、保存和使用

　　化學(xué)測(cè)量從內(nèi)容上說，可分為化學(xué)成分量、物理化學(xué)量、化學(xué)工程量和生物量測(cè)量幾大類。目前，在我國已經(jīng)建立的化學(xué)計(jì)量基準(zhǔn)只有6項(xiàng)，遠(yuǎn)不能滿足化學(xué)測(cè)量溯源的需求。由于化學(xué)測(cè)量的復(fù)雜性，要研究和建立更多的化學(xué)計(jì)量基準(zhǔn)，其難度是巨大的。即使是已經(jīng)建立的計(jì)量基準(zhǔn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也需要不斷地更新，才能持續(xù)滿足社會(huì)發(fā)展的需要。此外，種類數(shù)以百計(jì)的化學(xué)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，作為全國、部門或區(qū)域的量值傳遞的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，在量值溯源鏈中發(fā)揮了非常重要的作用。它們的建立、復(fù)現(xiàn)、保存、更新和使用在一定程度上，保證了化學(xué)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

　　三、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用

　　標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)種類。其與傳統(tǒng)定義的物理測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)相比，具有其特殊性，因此國際上有專門針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定義。化學(xué)測(cè)量絕大多數(shù)是相對(duì)測(cè)量，而且影響測(cè)量不確定度的因素復(fù)雜。可以說，沒有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，化學(xué)測(cè)量無法實(shí)現(xiàn)，更談不上準(zhǔn)確可靠和可比。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可分為純物質(zhì)和基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)兩大類。其中純物質(zhì)及其相應(yīng)的純?nèi)芤海饕糜谛?zhǔn)分析儀器，或用作測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)給待測(cè)量賦值；另一類是基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，主要用于考察確認(rèn)測(cè)量方法、測(cè)量人員以及測(cè)量過程的質(zhì)量控制，有時(shí)也用于校準(zhǔn)儀器(X-射線熒光光譜法、近紅外光譜法)。由于化學(xué)測(cè)量涉及的物質(zhì)種類繁多，成分復(fù)雜，不同基體、不同物質(zhì)、甚至是同一種物質(zhì)和成分的不同含量水平，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也不盡相同，某一化學(xué)特定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)基本上僅適用于基體和含量與其相同或相似的特定量的測(cè)量。目前，雖然已經(jīng)有上千種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在各個(gè)領(lǐng)域使用，但是仍然有許多重要的領(lǐng)域需要更多適用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。尤其是制造工業(yè)、貿(mào)易、健康和環(huán)境等領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的需求量巨大。需要不斷地研究標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有關(guān)理論、測(cè)量技術(shù)、不確定度表述方法等，研制不同種類的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)滿足量值傳遞和溯源的要求。這些工作需要化學(xué)計(jì)量工作者和相關(guān)測(cè)量領(lǐng)域分析專家長期共同的努力。

　　四、化學(xué)測(cè)量方法的研究、確認(rèn)和應(yīng)用

　　化學(xué)測(cè)量方法從基本原理、可能達(dá)到的不確定度水平或其在化學(xué)測(cè)量溯源鏈中的作用，可分為基準(zhǔn)方法、高準(zhǔn)確度方法、標(biāo)準(zhǔn)方法和參考方法等，國際計(jì)量局物質(zhì)量咨詢委員會(huì)(BIPM/CCQM)目前認(rèn)定有5個(gè)潛在的基準(zhǔn)方法:重量法、庫侖法、凝固點(diǎn)下降法、稱量滴定法和同位素稀釋質(zhì)譜法。認(rèn)為其通過全面系統(tǒng)的研究，有可能發(fā)展為具有最高計(jì)量學(xué)特性(即最高測(cè)量不確定度水平)的基準(zhǔn)方法，它們是化學(xué)測(cè)量量值溯源到SI的根本。另外一些測(cè)量方法，雖然目前尚不能統(tǒng)一地作為潛在的基準(zhǔn)方法看待，但經(jīng)過系統(tǒng)的研究，可望達(dá)到較高準(zhǔn)確度水平，如中子活化分析法、腔衰蕩光譜法、核磁共振法等一些應(yīng)用新技術(shù)的測(cè)量方法。此外，由于對(duì)有些物質(zhì)，其待測(cè)量無法準(zhǔn)確定義，國際上常約定采用某些參考方法實(shí)現(xiàn)溯源，即溯源到參考方法，這在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。此外，在國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)方法的制定中，首先需要研究測(cè)量方法，包括其應(yīng)用范圍、測(cè)量重復(fù)性、線性范圍、基體影響、靈敏度或檢出限、穩(wěn)定性等，涉及很多化學(xué)計(jì)量問題。在大量使用國際標(biāo)準(zhǔn)方法和國家標(biāo)準(zhǔn)方法時(shí)，也需要對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，確保得到正確的應(yīng)用。

　　五、化學(xué)測(cè)量結(jié)果及測(cè)量不確定度的評(píng)定方法的研究和應(yīng)用

　　正是由于化學(xué)測(cè)量的過程復(fù)雜，影響測(cè)量不確定度的因素眾多，使得化學(xué)測(cè)量結(jié)果以及相應(yīng)的不確定度評(píng)定，相比物理測(cè)量要復(fù)雜得多，對(duì)于這一點(diǎn)，廣大分析工作者和化學(xué)計(jì)量工作者深有體會(huì)。如何運(yùn)用國際上關(guān)于測(cè)量不確定度的評(píng)定指南，評(píng)價(jià)化學(xué)測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，建立適合化學(xué)測(cè)量不確定度評(píng)定的數(shù)學(xué)模型，尋求測(cè)量不確定度的主要來源、量化各個(gè)分量以及評(píng)定合成不確定度和擴(kuò)展不確定度均需要進(jìn)行研究，并不斷完善。相應(yīng)地，如何將已獲得測(cè)量不確定度的信息，用于化學(xué)測(cè)量過程的質(zhì)量控制，設(shè)計(jì)和改進(jìn)化學(xué)測(cè)量程序，獲得符合預(yù)期用途的測(cè)量結(jié)果，則是測(cè)量不確定度應(yīng)用的更深層次的內(nèi)容。

　　六、研究化學(xué)測(cè)量?jī)x器及其檢定或校準(zhǔn)的方法

　　化學(xué)測(cè)量多數(shù)是通過分析測(cè)量?jī)x器完成的，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的分析技術(shù)層出不窮，新型的、快速的、多參數(shù)的、在線的分析儀器不斷涌現(xiàn)，在產(chǎn)品檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、醫(yī)療保健等行業(yè)廣泛應(yīng)用。如何評(píng)價(jià)這些分析儀器的計(jì)量性能，如何實(shí)現(xiàn)監(jiān)督管理，是確保其提供的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠的前提。這也是對(duì)化學(xué)計(jì)量工作的一大挑戰(zhàn)。需要針對(duì)不同的分析儀器研究其特性，制定相應(yīng)的檢定或校準(zhǔn)方法，以及判定合格與否的技術(shù)指標(biāo)等。現(xiàn)實(shí)中，分析儀器檢定和校準(zhǔn)方法的研究，往往落后于分析新技術(shù)自身的發(fā)展，因此，化學(xué)計(jì)量工作者需要不斷努力，緊緊跟隨新技術(shù)的發(fā)展步伐。

　　七、研究化學(xué)計(jì)量單位和單位制，實(shí)現(xiàn)單位制的統(tǒng)一

　　實(shí)現(xiàn)單位制的統(tǒng)一是公平貿(mào)易的最基本的要求。化學(xué)計(jì)量在國際、國內(nèi)貿(mào)易方面發(fā)揮著重大作用，實(shí)現(xiàn)國際米制公約框架下的單位制統(tǒng)一，促進(jìn)采用國家法定計(jì)量單位，是化學(xué)計(jì)量的必需工作之一。隨著生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，生物測(cè)量工作也日漸重要，相應(yīng)地也對(duì)生物計(jì)量提出了更高的要求。生物量，尤其是生物活性的國際單位是什么？如何定義？這是20世紀(jì)后半葉困擾國際計(jì)量界的問題。隨著國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)與國際臨床化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC/IFUB)推薦以“katal”表示酶的催化活性(符號(hào)z)的單位(符號(hào)kat)，并于1999年l0月被國際最高計(jì)量權(quán)威機(jī)構(gòu)——國際計(jì)量大會(huì)(CGPM)批準(zhǔn)，“kat”成為新增的具有專門名稱、符號(hào)的國際單位制(SI)的導(dǎo)出單位，這個(gè)問題才得以解決。但如何應(yīng)用該單位實(shí)現(xiàn)量值溯源，還有很多工作要做

　　八、探究量值傳遞與量值溯源途徑和方法

　　量值傳遞和量值溯源是實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果可比性的手段，這不僅涉及技術(shù)問題，還與計(jì)量管理有關(guān)，包括法制計(jì)量管理工作。化學(xué)計(jì)量的特點(diǎn)決定了其不能像物理計(jì)量那樣，采取使用長期不變的、反復(fù)使用的計(jì)量基(標(biāo))準(zhǔn)，逐級(jí)檢定或校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的方法進(jìn)行量值傳遞，大多數(shù)化學(xué)測(cè)量量值傳遞需要通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。如何建立量值傳遞和溯源體系，將國際或國家最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，采用何種技術(shù)手段進(jìn)行傳遞和溯源，采用什么最有效的傳遞或溯源途徑等需要在新形勢(shì)下不斷地完善。

　　九、核心測(cè)量能力和關(guān)鍵國際比對(duì)

　　核心測(cè)量能力是近幾年CCQM提出的一個(gè)有關(guān)化學(xué)計(jì)量的新概念，旨在以最少的國際比對(duì)覆蓋最多的測(cè)量能力。但即使在CCQM內(nèi)部，也沒有形成一個(gè)一致的定義，不同的工作組之間的理解也不相同，因此還需要進(jìn)一步地研究、發(fā)展和完善。校準(zhǔn)和測(cè)量能力(CMC)是指各個(gè)國家計(jì)量院或指定機(jī)構(gòu)所具有的、通常情況下能有效地提供給客戶的校準(zhǔn)和測(cè)量能力，是各國簽署國際互認(rèn)協(xié)議的技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵國際比對(duì)則為各國申報(bào)的校準(zhǔn)和測(cè)量能力提供證明。因此，關(guān)鍵比對(duì)項(xiàng)目的遴選和組織、參考值的確定、測(cè)量能力接受原則等是國際化學(xué)計(jì)量組織工作的重要內(nèi)容。而對(duì)于各國的化學(xué)計(jì)量工作，如何通過參加必要的關(guān)鍵比對(duì)獲得相關(guān)領(lǐng)域的測(cè)量能力，如何申報(bào)測(cè)量能力以及確定其相應(yīng)的不確定度，使本國的測(cè)量能力得到國際承認(rèn)，是各國計(jì)量院的一項(xiàng)重要工作。

　　十、化學(xué)計(jì)量技術(shù)和知識(shí)的傳播和培訓(xùn)

　　化學(xué)計(jì)量學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的科學(xué)。從其自然科學(xué)的屬性上，原則上可認(rèn)為是分析化學(xué)的一個(gè)分支，主要研究量值準(zhǔn)確可靠的理論與實(shí)踐的各個(gè)方面。因此，應(yīng)加強(qiáng)化學(xué)計(jì)量學(xué)與分析化學(xué)的融合，國外有些大學(xué)開設(shè)有專門的課程，或組織短期培訓(xùn)，從事化學(xué)計(jì)量知識(shí)的傳播和培訓(xùn)，而在我國這方面的工作還很薄弱，沒有得到重視，可以說教育與實(shí)際應(yīng)用是脫節(jié)的。很多走出校門從事化學(xué)分析的人員，不具備基本的化學(xué)計(jì)量知識(shí)，也不具備分析測(cè)量結(jié)果可溯源的概念，沒有如何獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果的完整思路和方法，以至于出現(xiàn)很多不應(yīng)有的因檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確造成的事件。因此，應(yīng)加強(qiáng)如何獲得準(zhǔn)確可靠和可比的化學(xué)測(cè)量結(jié)果方面的培訓(xùn)和教育，如測(cè)量結(jié)果的溯源性、可靠性和可比性技術(shù)，化學(xué)測(cè)量質(zhì)量控制技術(shù)，化學(xué)測(cè)量不確定度評(píng)定及其應(yīng)用、測(cè)量方法的確認(rèn)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或校準(zhǔn)溶液的使用和生產(chǎn)以及良好操作規(guī)范等。

　　十一、化學(xué)計(jì)量的法制工作

　　化學(xué)計(jì)量的法制工作包括:

　　(1)制定化學(xué)計(jì)量?jī)x器的檢定規(guī)程，并開展儀器計(jì)量檢定。

　　(2)制定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的技術(shù)規(guī)范，進(jìn)行技術(shù)鑒定與統(tǒng)一管理。

　　(3)化學(xué)計(jì)量器具新產(chǎn)品定型鑒定和進(jìn)口計(jì)量器具的計(jì)量性能評(píng)價(jià)。

　　(4)對(duì)出具公正數(shù)據(jù)的分析檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。

　　(5)對(duì)量值爭(zhēng)議的化學(xué)測(cè)量進(jìn)行仲裁。

　　以上各個(gè)方面不是孤立的，而是密切相關(guān)的，只有協(xié)調(diào)發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)化學(xué)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、等效性、可比性和溯源性，化學(xué)計(jì)量才能逐步向人們預(yù)期的方向發(fā)展。

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