Xây dựng quy trình xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp chuẩn độ trong lĩnh vực phân tích môi trường và áp dụng tính toán đối với phương pháp chuẩn độ nhằm xác định hàm lượng cod trong môi trường nước

  • 40 trang
  • file .docx
LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Viện Môi Trường trường Đại Học Hàng Hải Việt
Nam và sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn ThS. Đinh T.Thúy Hằng tôi đã
thực hiện đề tài “XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC NHẬN GIÁ TRỊ SỬ
DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TRONG LĨNH VỰC PHÂN
TÍCH MÔI TRƯỜNG VÀ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN ĐỐI VỚI PHƯƠNG
PHÁP CHUẨN ĐỘ NHẰM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG COD TRONG
MÔI TRƯỜNG NƯỚC”
Để hoàn thành tốt khóa luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô
giáo đã tận tình hướng dẫn giảng dậy suốt quá trình học tập , nghiên cứu và rèn
luyện ở trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Xin chân thành cảm ơn Cô giáo ThS. Đinh T.Thúy Hằng đã tận tình , chu
đáo hướng dẫn tôi khóa luận này. Cám ơn các anh chị thuộc phòng thí nghiệm
của Trung Tâm Đào Tạo và Tư Vấn Khoa Học Công Nghệ Bảo Vệ Môi Trường
Thủy đã chỉ bảo tận tình và giải đáp những khó khăn trong quá trình làm thí
nghiệm
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất.
Song do chưa quen với công tác nghiên cứu khoa học , tiếp cận với thực tế còn
ít, kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu
sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của
quý thầy , cô giáo và các bạn sinh viên để khóa luận được hoàn chỉnh hơn
Hải Phòng, ngày…tháng…năm 2015
Người thực hiện
Sinh viên
Trần Tuấn Đạt
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...............................................................................................................i
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...............................................................................2
1.1. Tổng quan về quy trình xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp..............2
1.1.1. Khái niệm....................................................................................................2
1.1.2. Phạm vi áp dụng..........................................................................................2
1.1.3. Tiến trình thực hiện.....................................................................................3
1.1.4. Các cách tiếp cận để xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp................4
1.1.4.1. Tiêu chuẩn ISO/IEC 17025:2005.............................................................4
1.2. Phương pháp chuẩn độ trong lĩnh vực môi trường.......................................11
1.2.1. Khái niệm..................................................................................................11
1.2.2. Nguyên tắc.................................................................................................11
1.2.3. Ứng dụng trong phân tích COD................................................................11
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC NHẬN GIÁ TRỊ SỬ DỤNG
CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TRONG LĨNH VỰC..........................13
PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG..........................................................................13
2.1. Thẩm định độ chính xác...............................................................................13
2.1.1. Đánh giá độ chụm của phương pháp.........................................................13
2.2. Độ đúng (tính theo độ thu hồi).....................................................................15
2.3. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)...........................16
2.3.1. Giới hạn phát hiện (LOD).........................................................................16
2.3.2. Giới hạn định lượng của phương pháp......................................................17
2.4. Ước lượng độ không đảm bảo đo.................................................................17
2.4.1. Cách tính độ không đảm bảo đo................................................................17
2.4.2. Các nguồn độ KĐBĐ của quy trình phân tích COD.................................17
2.4.3. Biểu diễn kết quả đo..................................................................................19
CHƯƠNG 3. XÁC NHẬN GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP
CHUẨN ĐỘ NHẰM XÁC ĐỊNH COD TRONG MẪU NƯỚC...................20
3.1. Thiết kế thí nghiệm.......................................................................................20
3.1.1 Các hóa chất và thiết bị cần dùng...............................................................20
3.1.2. Trình tự phân tích COD.............................................................................21
3.2. Kết quả đánh giá độ lặp lại của phương pháp..............................................22
3.3. Đánh giá độ lặp PTN...................................................................................23
3.4. Đánh giá Độ Đúng.......................................................................................25
3.5. Giới hạn phát hiện của phương pháp............................................................28
3.6. Ước lượng độ không đảm bảo đo(KĐBĐ)..................................................30
3.6.1. Nguồn độ không đảm bảo đo....................................................................30
3.6.2. Định lượng các nguồn độ KĐBĐ thành phần...........................................30
3.6.3. Độ KĐBĐ tổng hợp/ mở rộng...................................................................34
KẾT LUẬN........................................................................................................35
DANH MỤC CÁC BẢNG
TÊN BẢNG Trang
Bảng 1.1. Giới hạn đánh giá chất lượng phân tích mẫu nước và nước
thải theo Standard methods (SMEWW 3111(A):2012)…………...….. 9
Bảng 3.1: Kết quả đánh giá độ lặp lại của phương pháp đối với nền
mẫu nước thải…..…………………………………………………….. 22
Bảng 3.2: Kết quả đánh giá độ tái lặp PTN đối với nền mẫu nước thải 24
Bảng 3.3.: Kết quả đánh giá độ thu hồi COD trong nền mẫu nước thải 26
Bảng 3.4: Kết quả xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng
của phương pháp……………………………………………………… 29
MỞ ĐẦU
Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp là một trong những yêu cầu về
mặt kỹ thuật trong tiêu chuẩn ISO/IEC 17025:2005. Nhằm cung cấp bằng chứng
khách quan thể hiện các yêu cầu xác định cho việc lựa chọn và sử dụng phương
pháp thử đã được đáp ứng.
Dựa vào kết quả phân tích, chúng ta sẽ phải đưa ra nhiều quyết định quan
trọng. Trong khi đó, mỗi phép đo đều có sai số, để xác định các giá trị sai số này
rất phức tạp, đòi hỏi nhiều kĩ năng, suy luận và trực giác. Vì vậy, để kết quả
phân tích có giá trị độ tin cậy cao thì phương pháp phân tích phải đảm bảo. Xác
định giá trị của phương pháp là một phần không thể thiếu nếu muốn có kết quả
phân tích đáng tin cậy.
Để nâng cao chất lượng và hoàn thiện hệ thống quan trắc và phân tích môi
trường cho việc phát hiện, đánh giá mức độ ô nhiễm, giám sát chất lượng môi
trường phục vụ công tác nghiên cứu khoa học. Bên cạnh đó cũng nhằm xác nhận
năng lực của PTN, đảm bảo kết quả thử nghiệm/đo lường đạt kết quả đáng tin
cậy nhất, có giá trị về mặt kỹ thuật.
Vì vậy, tôi chọn đề tài “XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC NHẬN GIÁ
TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TRONG LĨNH VỰC
PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG VÀ ÁP DỤNG TÍNH TOÁN ĐỐI VỚI
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ NHẰM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG COD
TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC”.
i
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về quy trình xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp
1.1.1. Khái niệm
“Xác nhận giá trị sử dụng (MV) là khẳng định bằng kiểm tra và cung cấp
bằng chứng khách quan rằng các yêu cầu xác định cho việc sử dụng phương
pháp là phù hợp với mục đích và điều kiện phân tích cụ thể đã được thực
hiện.”[6]
Việc xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp được tiến hành dựa trên
việc tính toán và đánh giá các thông số sau đây:
- Độ chụm: thông qua việc tính toán và đánh giá độ lặp lại và độ tái lặp.
- Độ đúng: thông qua việc tính toán và đánh giá hiệu suất thu hồi.
- Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp.
- Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp.
1.1.2. Phạm vi áp dụng
 Phương pháp mới đối với một vấn đề cụ thể
 Chỉnh sửa phương pháp đã có:
 Cải tiến;
 Mở rộng phạm vi.
 Khi QC chỉ ra rằng phương pháp đã thay đổi theo thời gian
 Khi phương pháp thiết lập được đưa vào sử dụng:
+ Trong một phòng thí nghiệm khác;
+ Với người phân tích khác;
+ Thiết bị khác.
 Để chứng tỏ sự tương đương giữa hai phương pháp.
2
1.1.3. Tiến trình thực hiện
Tiến trình thực hiện đánh giá giá trị sử dụng của phương pháp được thực
hiện theo quy trình sau:
3
1.1.4. Các cách tiếp cận để xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp
1.1.4.1. Tiêu chuẩn ISO/IEC 17025:2005
1.1.4.1.1. Khái niệm
“ISO/IEC 17025:2005 là tiêu chuẩn về hệ thống quản lý chất lượng áp
dụng chuyên biệt cho phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn, do Tổ chức tiêu chuẩn
hóa quốc tế International Organization for Standardization (gọi tắt là ISO) phát
triển và ban hành.
TCVN ISO/IEC 17025 tăng cường mối quan hệ hợp tác giữa các phòng
thử nghiệm với các tổ chức khác nhằm hỗ trợ quá trình trao đổi thông tin, kinh
nghiệm, sự hòa hợp của các tiêu chuẩn và mục tiêu đã định. Tiêu chuẩn này
phản ánh xu hướng chung trong một lĩnh vực hợp nhất tạo nên một bộ mặt mới
cho luật pháp, thương mại, kinh tế và kỹ thuật quốc tế.”[8]
1.1.4.1.2. Sơ lược về ISO/IEC 17025:2005
“ISO/IEC 17025 (phiên bản mới nhất hiện nay là ISO/IEC
17025:2005) có tên gọi đầy đủ là Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử
nghiệm và hiệu chuẩn (General Requirements for the competence of testing and
calibration laboratories). ISO/IEC 17025:2005 là tiêu chuẩn về hệ thống quản lý
chất lượng áp dụng chuyên biệt cho phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn, do tổ chức
quốc tế về tiêu chuẩn hóa ISO (International Organization for
Standardization) ban hành.
Đây là tiêu chuẩn được tích lũy kinh nghiệm nhiều năm trong việc tìm
kiếm một chuẩn mực chung cho hệ thống quản lý dành cho các phòng thử
nghiệm/hiệu chuẩn nhằm đảm bảo kết quả đo lường/thử nghiệm đạt được kết
quả tin cậy nhất.
Đây là hệ thống quản lý chất lượng, vì vậy tiêu chuẩn ISO/IEC 17025
không chỉ đưa ra các yêu cầu để quản lý và đảm bảo năng lực kỹ thuật mà còn
bao gồm những quy định về hệ thống quản lý chất lượng để đạt được khả năng
đưa ra những kết quả đo lường/thử nghiệm tin cậy cao và được quốc tế thừa
nhận.
Tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 bao gồm 5 phần, trong đó phòng thí nghiệm
cần phải thấu hiểu và đáp ứng các yêu cầu trong phần 4 và phẩn 5 của tiêu chuẩn
này.”[8]
4
1.1.4.1.3. Mục đích
“+ ISO/IEC 17025:2005 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu nhằm
đảm bảo năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn.
+ ISO/IEC 17025:2005 bao gồm các thử nghiệm và hiệu chuẩn thực hiện
bằng cách sử dụng phương pháp tiêu chuẩn, phương pháp không tiêu chuẩn và
các phương pháp PTN/HC phát triển.
+ ISO/IEC 17025:2005 sử dụng để các PTN/HC phát triển hệ thống quản
lý chất lượng, hoạt động tài chính và kỹ thuật, phòng thử nghiệm, khách hàng,
cơ quan chính quyền và các cơ quan công nhận cũng có thể sử dụng nó để xác
nhận hoặc thừa nhận năng lực của phòng thí nghiệm.
+ Tiêu chuẩn nêu rõ mục têu cho các PTN/HC mong muốn chứng minh
rằng mình có đủ năng lực về kĩ thuật và tổ chức quản lý, hoạt động một cách
hiệu quả và có thể cung cấp các kết quả thử nghiệm và hiệu chuẩn có giá trị về
kỹ thuật.
+ Việc áp dụng tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 17025:2005 sẽ tạo điều kiện
cho việc hợp tác giữa các PTN/HC và các tổ chức khác nhằm hỗ trợ cho việc
trao đổi thông tin và kinh nghiệm về việc thống nhất hóa các chuẩn mực và các
thủ tục.
+ PTN/HC được công nhận chính là tiền đề cho việc thừa nhận lẫn nhau
song phương hoặc đa phương về kết quả thử nghiệm hay hiệu chuẩn để tránh
kiểm tra hai lần hoặc nhiều lần tiến đến chỉ kiểm tra một lần, cấp một giấy
chứng nhận và được chấp nhận ở mọi quốc gia.
+ Do vậy công nhận PTN/HC là để phục vụ cho giao lưu thương mại giữa
các nước, khu vực quốc tế công nhận PTN/HC cũng góp phần thúc đẩy giao lưu
về kinh tế, khoa học kỹ thuật làm cho sản phẩm nhanh chóng vươn xa và hội
nhập vào thị trường khu vực và thế giới.”[7]
1.1.4.1.4. Lĩnh vực áp dụng của ISO 17025:2005
“ISO/IEC 17025:2005 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu nhằm
đảm bảo năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn.
ISO/IEC 17025:2005 bao gồm các thử nghiệm và hiệu chuẩn thực hiện
bằng cách sử dụng phương pháp tiêu chuẩn, phương pháp không tiêu chuẩn và
các phương pháp PTN/HC phát triển.
5
ISO/IEC 17025:2005 sử dụng để các PTN/HC phát triển hệ thống quản lý
chất lượng, hoạt động tài chính và kỹ thuật, phòng thử nghiệm, khách hàng, cơ
quan chính quyền và các cơ quan công nhận cũng có thể sử dụng nó để xác nhận
hoặc thừa nhận năng lực của phòng thí nghiệm.
Tiêu chuẩn nêu rõ mục têu cho các PTN/HC mong muốn chứng minh
rằng mình có đủ năng lực về kĩ thuật và tổ chức quản lý, hoạt động một cách
hiệu quả và có thể cung cấp các kết quả thử nghiệm và hiệu chuẩn có giá trị về
kỹ thuật.
Việc áp dụng tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 17025:2005 sẽ tạo điều kiện
cho việc hợp tác giữa các PTN/HC và các tổ chức khác nhằm hỗ trợ cho việc
trao đổi thông tin và kinh nghiệm về việc thống nhất hóa các chuẩn mực và các
thủ tục.
PTN/HC được công nhận chính là tiền đề cho việc thừa nhận lẫn nhau
song phương hoặc đa phương về kết quả thử nghiệm hay hiệu chuẩn để tránh
kiểm tra hai lần hoặc nhiều lần tiến đến chỉ kiểm tra một lần, cấp một giấy
chứng nhận và được chấp nhận ở mọi quốc gia.
Do vậy công nhận PTN/HC là để phục vụ cho giao lưu thương mại giữa
các nước, khu vực quốc tế công nhận PTN/HC cũng góp phần thúc đẩy giao lưu
về kinh tế, khoa học kỹ thuật làm cho sản phẩm nhanh chóng vươn xa và hội
nhập vào thị trường khu vực và thế giới.”[7]
1.1.4.2. Tiêu chuẩn TCVN 6491:1999
“Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định nhu cầu oxy hoá học
COD của nước.
Tiêu chuẩn này áp dụng được cho các loại nước có giá trị COD từ 30 mg/l
đến 700 mg/l. Hàm lượng clorua không được vượt quá 1000 mg/l. Mẫu nước
phù hợp với các điều kiện này được sử dụng trực tiếp cho phân tích.
Nếu giá trị COD vượt quá 700 mg/l, mẫu nước cần được pha loãng. Giá
trị COD nằm khoảng 300 mg/l đến 600 mg/l đạt được độ chính xác cao nhất.”[5]
6
1.1.4.3. Các thông số xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp
1.1.4.3.1. Thẩm định độ chụm
“Độ chụm là mức độ gần nhau giữa các kết quả thử nghiệm độc lập thu
được trong cùng điều kiện quy định.
Độ chụm thường được biểu diễn bởi các thuật ngữ sau:
 Độ lệch chuẩn (s)
S= √∑ ¿¿ ¿ ¿
 Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) hoặc hệ số biến thiên (CV)
s
RSD=
x
 Độ lệch chuẩn trung bình (SDM) của các thí nghiệm lặp được biết
như sai số chuẩn của các giá trị trung bình
s
SDM= ” [6]
√n
Để đánh giá độ chụm của phương pháp, chúng tôi tiến hành đánh giá trên
nền mẫu nước thải mà PTN thường phân tích nằm trong khoảng làm việc của
phương pháp.
Độ chụm của phương pháp được thẩm định thông qua việc tính toán độ
lặp lại (RSDr) và độ tái lặp phòng thí nghiệm (RSDRw).
1.1.4.3.2. Đánh giá độ lặp
a) Khái niệm:
“Độ lặp lại là phép đo sự biến đổi của các kết quả đo trong thời gian
ngắn.”[6]
b) Điều kiện áp dụng:
“Độ l1ặp lại là độ chụm của các kết quả được đo dưới điều kiện:
 Cùng phương pháp
 Cùng vật liệu thử nghiệm
 Cùng phòng thí nghiệm
 Cùng người thực hiện
 Trong khoảng thời gian ngắn”[6]
1.1.4.3.3. Đánh giá độ tái lặp
a) Khái niệm
7
“Độ tái lặp là phép đo sự biến đổi của kết quả đo trong thời gian dài.”[6]
b) Điều kiện áp dụng
“Độ tái lặp là độ chụm của các kết quả được đo dưới điều kiện:
 Cùng phương pháp
 Cùng vật liệu thử nghiệm
 Khác phòng thí nghiệm
 Khác người thực hiện
 Khác thiết bị đo
 Trong thời gian dài. ”[6]
1.1.4.3.4. Độ đúng (Tính theo độ thu hồi)
a) Khái niệm
“Độ đúng của phương pháp là khái niệm chỉ mức độ gần nhau giữa
giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm và giá trị thực hoặc giá trị được chấp
nhận là đúng.
Mức độ sai khác giữa kỳ vọng của các kết quả thử nghiệm và giá trị
quy chiếu được chấp nhận.
Nghiên cứu độ đúng là nghiên cứu tổng sai số hệ thống. Sự sai khác
hệ thống so với giá trị quy chiếu được chấp nhận càng lớn thì độ đúng càng
lớn.
Độ đúng gồm:
 Độ đúng phòng thí nghiệm
 Độ đúng phương pháp”[6]
8
b) Tiêu chuẩn áp dụng
Tiêu chuẩn đánh giá đối với mẫu thu hồi như sau:
“Bảng 1.1. Giới hạn đánh giá chất lượng phân tích mẫu nước và nước thải
theo Standard methods
Chất phân tích Giới hạn thu hồi chấp nhận được (%)
Axit 60 ÷ 140
Anion 80 ÷ 120
Bazo/ trung tính 70 ÷130
HCBVTV carbamat 50 ÷150
Hóa chất diệt cỏ 40 ÷ 160
Kim loại 85 ÷ 115
Các hợp chất vô cơ khác 80 ÷ 120
Các chất hữu cơ bay hơi 70 ÷130
COD 80÷ 120
Ghi chú: HCBVTV: Hóa chất bảo vệ thực vật.
1.1.4.3.5. Giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL và LOQ)
“Giới hạn phát hiện (LOD) là nồng độ chất phân tích nhỏ nhất có thể phát
hiện được nhưng không nhất thiết xác định hàm lượng trong điều kiện thí
nghiệm.
Giới hạn phát hiện (LOD) gồm:
 Giới hạn phát hiện của thiết bị (IDL)
 Giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL)
Giới hạn định lượng (LOQ) là nồng độ thấp nhất của chất phân tích trong
mẫu có thể định lượng được với độ chụm và độ đúng chấp nhận được trong điều
kiện tiến hành phân tích.
Giới hạn định lượng (LOQ) gồm:
 Giới hạn định lượng của thiết bị (IQL)
 Giới hạn định lượng của phương pháp (MQL)”[6]
1.1.4.3.6. Ước lượng độ không đảm bảo đo (KĐBĐ)
9
Theo yêu cầu của ISO 17025, độ không đảm bảo đo là một yêu cầu cần
thực hiện cho tất cả các phương pháp thử được áp dụng trong việc ước lượng độ
không đảm bảo đo là một việc khó và rất phức tạp và không phải một phòng thí
nghiệm nào cũng có thể thực hiện được. Tuy nhiên, để có thể dần nâng cao chất
lượng hệ thống phòng thí nghiệm phân tích hóa học và vi sinh vật thì cần phải
thực hiện công việc này. Các phòng thử nghiệm có thể phối hợp để xác định độ
không đảm bảo đo như một phần của quá trình thẩm định phương pháp phân
tích. Nội dung của chương trình này sẽ mang đến những khái niệm cơ bản nhất
và các cách thực hiện các phép đánh giá độ không đảm bảo.
a) Khái niệm
+ Độ không đảm bảo đo (ĐỘ KĐBĐ) của phương pháp là thông số gắn với
kết quả của phép đo, thông số này đặc trưng cho mức độ phân tán của các giá trị
có thể chấp nhận được quy cho đại lượng đo của phép đo.
+ ĐỘ KĐBĐ nói lên độ tin cậy của phép đo.
+ Kiến thức về ĐỘ KĐBĐ rất hữu ích cho việc phát triển phương pháp, thẩm
định phương pháp, hay thay đổi bổ sung để điều chỉnh phương pháp tốt hơn.
b) Các nguồn gây ra độ không đảm bảo đo
Trong một phép thử có rất nhiều nguồn gây ra độ không đảm bảo đo:
+ Mẫu thử: bản chất của mẫu thử không đồng nhất, trạng thái vật lý, độ ổn
định của mẫu thử, ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ, môi trường…
+ Lấy mẫu: lấy mẫu không đại diện, không đồng nhất…
+ Điều kiện bảo quản: quá trình vận chuyển, bảo quản và thời gian bảo quản
mẫu có ảnh hưởng lớn đến kết quả phân tích.
+ Chuẩn bị mẫu: quá trình đồng nhất, cân mẫu, chiết tách…
+ Dung môi và thuốc thử: độ tinh khiết, tạp chất…
+ Thiết bị: thiết bị có những sai số trong quá trình hiệu chuẩn hoặc chưa
được hiệu chuẩn, sai số ở các khoảng đo khác nhau…
+ Điều kiện môi trường: các ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm…
+ Con người: kỹ năng, trình độ, sai số tính toán...
+ Nguồn ngẫu nhiên khác.
c) Phân loại
10
Độ KĐBĐ được phân làm 2 loại:
Loại A: được tính toán bởi phương pháp xác suất thông kê của các loạt quan
trắc.
Loại B: giá trị ước lượng của đại lượng đầu vào không nhận trực tiếp từ các
kết quả quan trắc mà được xác định dựa trên suy luận khoa học từ các thông tin
như sau: các số liệu đo trước kia, các quy định kỹ thuật của nhà chế tạo, số liệu
cho trong chứng nhận hiệu chuẩn, các số liệu tra cứu.
1.2. Phương pháp chuẩn độ trong lĩnh vực môi trường
1.2.1. Khái niệm
Phương pháp chuẩn độ hay còn gọi là phương pháp phân tích thể tích, là
một trong những phương pháp nhằm xác định các thông số của chất lượng nước.
1.2.2. Nguyên tắc
Để xác định nồng độ chất A, sử dụng dung dịch chứa chất B đã biết trước
nồng độ (dung dịch chuẩn). Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch A theo sơ
đồ phản ứng A + B = C + D. Khi B tác dụng vừa hết với A thì ngừng lại, không
thêm tiếp dung dịch B vào dung dịch A nữa. Dựa vào V(ddA), V(ddB) và
C(ddB), ta tính được C(ddA).
1.2.3. Ứng dụng trong phân tích COD
Phương pháp chuẩn độ được sử dụng nhiều trong việc xác định nồng độ
thể tích của các chất hóa học trong đó có phân tích COD. “Phần lớn các ứng
dụng của phân tích COD nhằm xác định khối lượng của các chất ô nhiễm hữu
cơ tìm thấy trong nước bề mặt (ví dụ trong các con sông hay hồ), làm cho COD
là một phép đo hữu ích về chất lượng nước. Nó được biểu diễn theo đơn vị đo là
miligam trên lít (mg/L), chỉ ra khối lượng ôxy cần tiêu hao trên một lít dung
dịch”
“COD là chỉ số khối lượng ôxy cần thiết để oxy hóa một hợp chất hữu cơ
thành đioxit cacbon, ammoniac và nước được thể hiện dưới dạng tổng
quát là:
11
Công thức này không bao gồm nhu cầu oxy gây ra từ quá trình oxi hóa
amoniac thành nitrat. Quá trình chuyển hóa amoniac thành nitrat được gọi
là nitrat hóa. Dưới đây là phương trình chính tắc để oxi hóa amoniac
thành nitrat:
Phương trình thứ hai này nên được áp dụng sau phương trình thứ nhất để
gộp cả quá trình ôxi hóa trong sự nitrat hóa nếu như nhu cầu ôxy từ việc
nitrat hóa phải được biết đến. Dicromat không ôxi hóa amoniac thành
nitrat, vì thế quá trình nitrat hóa này có thể bỏ qua một cách an toàn trong
thử nghiệm nhu cầu ôxy hóa học tiêu chuẩn.”
- Phương pháp này dựa vào phản ứng oxi hóa chất hữu cơ bằng Cr 2O72-
trong H2SO4 đậm đặc, có mặt chất xúc tác Ag2SO4 (và HgSO4 tạo phức
với Cl- để ngăn ngừa ảnh hưởng của nó)
Chất hữu cơ + H+ + Cr2O72- → 2Cr3+ + CO2 + H2O
- Sau đó chuẩn độ lượng Cr2O72- dư bằng dung dịch muối MO (amoni
sunfat: (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O – FAS), với chất chỉ thị Feroin thì dung dịch
sẽ chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ nhạt
Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ → 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3+
12
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC NHẬN GIÁ TRỊ SỬ DỤNG
CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TRONG LĨNH VỰC
PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG
2.1. Thẩm định độ chính xác
2.1.1. Đánh giá độ chụm của phương pháp
“Độ chụm thường được biểu diễn bởi các thuật ngữ sau:
 Độ lệch chuẩn (s)
S= √∑ ¿¿ ¿ ¿
 Độ lệch chuẩn tương đối ( RSD) hoặc hệ số biến thiên (CV)
s
RSD = x
 Độ lệch chuẩn trung bình (SDM) của các thí nghiệm lặp được biết
như sai số chuẩn của các giá trị trung bình
s
SDM = ”[6]
√n
Để đánh giá độ chụm của phương pháp, chúng tôi tiến hành đánh giá trên
nền mẫu nước thải mà PTN thường phân tích nằm trong khoảng làm việc của
phương pháp.
Độ chụm của phương pháp được thẩm định thông qua việc tính toán độ lặp
lại (RSDr) và độ tái lặp phòng thí nghiệm (RSDRw).
2.1.1.1. Đánh giá độ lặp
2.1.1.1.1. Điều kiện áp dụng
“Độ lặp lại là độ chụm của các kết quả được đo dưới điều kiện:
 Cùng phương pháp
 Cùng vật liệu thử nghiệm
 Cùng phòng thí nghiệm
 Cùng người thực hiện
 Trong khoảng thời gian ngắn”[6]
2.1.1.1.2. Cách xác định
Để đánh giá độ lặp lại, trên nền mẫu nước thải được lấy tại hiện trường,
được khảo sát tại mức nồng độ thường phân tích nằm trong khoảng làm việc, bổ
sung các hóa chất và thực hiện các thao tác xử lý mẫu theo đúng tiến trình SOP-
PT.02. Mỗi nền mẫu được thực hiện phân tích lặp lại 10 lần.
13
“Tiêu chuẩn đánh giá độ lặp lại (RSDr) được xác định theo phương trình
Horwitz:
RSDr (Horwitz) (%) = 2.C-0.1505
Theo AOAC, để đạt kết quả tốt nhất, giới hạn cho phép đối với độ lặp lại
trong nội bộ phòng thử nghiệm nên nằm trong khoảng ½ giá trị RSD r (Horwitz).
Do đó, PTN áp dụng tiêu chuẩn chấp nhận đối với RSDr (thực nghiệm) là:
RSDr < PRSDr = ½ RSDr (Horwitz)
Áp dụng tỷ lệ Horwitz - HorRat (r) (là tỷ số giữa RSDr (thực nghiệm)
và PRSDr) để đánh giá khả năng áp dụng phương pháp. Phương pháp được chấp
nhận khi tỷ số HorRat (r) nằm trong khoảng từ 0.3 đến 1.3”
(Horwitz Equation as Quality Benchmark in ISO/IEC 17025 Testing
Laboratory)
2.1.1.2. Đánh giá độ tái lặp
2.1.1.2.1. Điều kiện áp dụng
“Độ tái lặp là độ chụm của các kết quả được đo dưới điều kiện:
 Cùng phương pháp,
 Cùng vật liệu thử nghiệm,
 Khác phòng thí nghiệm,
 Khác người thực hiện,
 Khác thiết bị đo,
 Trong thời gian dài. ” [6]
14
2.1.1.2.2. Cách xác định
Để đánh giá độ tái lặp PTN RSDRw, chúng tôi tiến hành như sau:
- Thực hiện khảo sát với nền mẫu: nước thải.
- Chuẩn bị một lượng mẫu đủ lớn cho quá trình phân tích kéo dài.
- Thực hiện phân tích nền mẫu nước thải, mỗi nền mẫu phân tích 3 mẫu
tại mức nồng độ trong khoảng làm việc của phương pháp.
- Hai cán bộ tiến hành phân tích luân phiên trong thời gian 10 ngày làm
việc.
Trong đó, tiêu chuẩn cho phép đối với RSDRw được xác định theo phương
trình Horwitz:
RSDRw (%) < PRSDRw (%) = 2(1-0.5.logC)
2.2. Độ đúng (tính theo độ thu hồi)
Để đánh giá độ đúng của phương pháp, chúng tôi tiến hành đánh giá hiệu
suất thu hồi của phương pháp.
Để đánh giá hiệu suất thu hồi, sử dụng nền mẫu là các mẫu thực được lấy
tại hiện trường (nước thải) đây chính là các mẫu được sử dụng để đánh giá độ
chụm của phương pháp. Tiến hành thêm chuẩn từ dung dịch chuẩn gốc và phân
tích các mẫu để xác định độ thu hồi của phương pháp, cụ thể như sau:
- Đối với mẫu thêm chuẩn: dùng pipet lấy chính xác một thể tích dung
dịch chuẩn nồng độ đã biết cho vào bình định mức, định mức đến vạch bằng
mẫu thực đã chuẩn bị.
- Chuẩn bị mẫu blank bằng cách dùng pipet lấy chính xác một thể tích
nước cất cho vào bình định mức, định mức đến vạch bằng mẫu thực đã chuẩn bị.
15
Đo 2 mẫu đã chuẩn bị, khi đó độ thu hồi được tính như sau:
F I
H (%)  .100%
A
Trong đó:
F là nồng độ tổng của mẫu đã thêm chuẩn;
I là nồng độ của mẫu trắng;
(F – I) là nồng độ thêm tính được;
A là nồng độ chuẩn thêm vào tính toán trên lý thuyết.
Tiêu chuẩn cho phép để đánh giá độ thu hồi theo yêu cầu là từ 80% - 120%.” [2]
2.3. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
2.3.1. Giới hạn phát hiện (LOD)
2.3.1.1. Cách xác định
Để xác định giới hạn phát hiện của phương pháp (LOD – Limit of
Detection), chúng tôi tiến hành chuẩn bị các nền mẫu có hàm lượng COD rất
thấp. Sau đó, tiến hành thêm chuẩn ở mức 10 mgCl- /L. Đo lặp 10 lần, tính giá
trị trung bình (CTB) và Sr. Khi đó:
LOD= tvalue*Sr
Với tvalue là chuẩn số student ứng với 10 lần đo lặp và độ tin cậy 99%.
2.3.1.2. Tiêu chí chấp nhận LOD
Theo “Horwitz equation as quality benchmark in ISO/IEC 17025 testing
laboratory” thì giá trị LOD sau khi tính toán được sẽ được kiểm tra theo bộ tiêu
chí sau đây:
 Nồng độ thêm chuẩn mức cao: LOD < Cspike < LOD *10
 Tỷ số S/N (CTB/sr): 10 > S/N > 2.5
 % thu hồi: 118 > %H > 81
Kiểm tra nếu giá trị LOD tính được thỏa mãn cả 3 tiêu chí trên thì giá trị
LOD đó phù hợp với phương pháp và được công bố.
16