10种水质分析标准物质研制报告水利部水环境监测评价研究中心二〇〇五年十月目 录一、前言二、国内外标准物质发展状况三、标准物质的制备原则与程序3.1 制备原则3.2 制备程序3.3 主要实验条件3.4 制备用水3.5 配方设计3.6 制备过程四、标准物质的均匀性和稳定性检验4.1 均匀性检验4.2 稳定性检验五、标准物质的定值5.1 定值原则5.2 定值数据处理方法5.3 定值结果5.4 测定指标的精度六、结论七、主要参考文献附件1 水中总磷、总氮标准物质及总氮标准溶液研制报告2 8种水质分析有机标准物质研制报告10种水质分析标准物质研制报告一、前 言标准物质是统一量值，实行水质准确监测的基础。
目前水利部门已经建立起初具规模的水环境、水资源监测评价体系。
水环境监测站（点）3240个，覆盖了全国主要江河湖库；由部中心、7个流域机构和30个省级的水环境监测中心的250多个监测分析室，组成了一个全国性系统完整的监测网络，在全国水资源评价、水资源保护规划、水利工程环境影响评价，城市供水、资源开发、利用、管理以及其它与水有关的国民经济建设和科学研究中发挥了重要的作用。
为保证分析结果的准确性和可比性，以提高水质数据利用率和权威性，水利部水文局从1985年起开展了水利系统水分析质量控制工作，并于1986年责成部水质中心承担标准物质系列的研制工作，至今已有45种标准物质（包括48种参数），其中无机标准物质29种，有机标准物质16种，被国家质量监督检验检疫总局批准为国家二级标准物质，我中心已成为水利部门标准物质研制的唯一重要基地。
随着近代工业，尤其是有机化工、石油化工、医药、农药、杀虫剂以及除草剂等生产工业的迅速发展，造成水环境污染问题较为突出。
二十一世纪水资源保护工作重点将转向流域总量控制和对人体健康危害很大的痕量有毒有机污染物的控制上。
目前通常采用常规综合指标BOD、COD来控制有机污染，已存在很大的不足，它们控制不了那些存在于水中的微量或痕量有毒有机物造成的污染，因为这些化学毒物对COD的贡献很小，甚至没有贡献。
七十年代开始，随着现代分析测试技术的发展，GC、GC/MS，HPLC技术的完善，各先进国家采取了有力措施对有毒有机物污染进行污染监测及控制。
从70年代中期起，美国EPA颁布了65类129种优先控制的有毒污染物，其中有毒有机物占114种。
在这方面，中国环境监测总站根据国内有机物污染特征，提出了反映中国环境特征，优先控制的污染物共14类68种，其中有毒有机物58种。
故对有毒有机物的监测及相应作为分析量值溯源基准的标准物质的研制，更是当今世界环境研究的难点和热点，且尤为重要和紧迫。
总磷、总氮是衡量湖泊、水库水体富营养化的两个重要指标。
近年来，我国水库湖泊水体富营养化现象相当严重，据统计已有80％左右的湖库水体处于中、富营养水平。
湖库的富营养化常引起水体中蓝绿藻大量繁殖，浮游植物个体剧增，造成“水华”频发，水质恶化，致使水体丧失应有的水资源功能，制约着当地社会经济的发展。
为有效控制湖泊水库的富营养化，相应作为分析量值溯源基准的标准物质研制尤为重要。
由于水资源问题和水环境问题的日趋严重，目前中心研制的标准物质品种还远不能满足水环境监测工作的需要，为满足水利部门水质监测工作的要求和适应经济迅速发展的需要，故要加速标准物质系列化进程，使其具备多品种、多种浓度系列。
根据水利部水文局要求，我中心于2001年开始进行《10种水质分析标准物质研制》项目包括：多环芳烃混标、苯系物混标、卤代甲烷混标、卤代乙烷混标、芘、氯苯、联苯、正丙苯、总磷、总氮共10种标准物质包含19个参数。
即：（1）甲醇中卤代甲烷混合溶液标准物质（三氯甲烷、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷）（2）甲醇中卤代乙烷混合溶液标准物质（1,2－二氯乙烷、1,1,1,－三氯乙烷、1,1,2,2－四氯乙烷）（3）甲醇中苯系物混合溶液标准物质（苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯）（4）二氯甲烷中多环芳烃混合溶液标准物质（菲、屈、萘）（5）甲醇中氯苯溶液标准物质（6）甲醇中芘溶液标准物质（7）甲醇中联苯溶液标准物质（8）甲醇中正丙苯溶液标准物质（9）水中总磷、总氮标准物质（总磷、总氮）（10）总氮标准溶液2001～2004年期间已完成了8种（（1）～（8））有机标准物质均匀性和15个月的稳定性试验，对8种有机标准物质进行了定值，由5个分析技术水平较高的实验室参加，对每种标准物质尽可能采用两种以上不同原理的准确可靠方法进行协作定值，分析方法均采用准确度高、精密度好的分析方法。
在定值测定的同时，测定了国家标准物质研究中心和国家环境保护总局标准样品研究所研制的相关有机标准物质，进行比对分析，以保证上述8种标准物质测定的准确性和精密性。
2001～2003年期间已完成了总磷、总氮标准物质（（9）～（10））均匀性和2年另9个月稳定性试验。
对两个参数的定值，由9个分析技术水平较高的实验室参加（均通过国家级计量认证）。
对每种参数采用两种或两种以上不同原理的准确可靠方法进行协作定值，分析方法均采用准确度高、精密度好的分析方法。
在定值测定的同时，测定了国家环境保护总局标准样品研究所研制的标样，以保证上述标准物质及标准溶液测定的准确性和精密性。
10种标准物质相继又进行了2～5批重复性批量试生产，建立了能批量生产的工艺，生产的标准物质已试用于2003～2004年全国48个水环境监测机构所属250多个分析室的能力验证工作、全国水利系统流域中心和省中心的质控工作以及研究课题中分析数据的质量控制诸如：部重点项目《有机分析样品前处理方法》、国家高技术发展研究计划（863计划）《持久性有机污染物的采用和分析测试技术》、《十三陵蓄能电厂运行管理监测》、《内蒙正兰电厂水源地水质全分析》、《戴营水质水量自动监测站建设工程》等，在广泛使用中没有发生质量问题，反应良好。
该课题从列题到研制均受到水利部水文局、水利部国科司领导的大力支持，李怡庭处长、刘咏峰处长、高俊杰高级工程师在课题的方案和研制过程中给予了指导和帮助，中国计量院韩永志研究员在报告编写；数据统计方面均给予了指导和帮助，各协作单位给予了密切的配合和支持，在此我们表示忠心的感谢。
二、国内外标准物质发展状况标准物质是分析测量物质成分或特性的一种计量标准，研究标准物质是现代计量学的一个重要分支。
作为计量学的一个新分支，标准物质具有一定规模的研究、生产和应用。
它是从20世纪初叶开始，随着现代化工业的出现而发展起来的。
应该说美国在标准物质研制上走在世界的前列，自美国国家标准局NBS于1906年研制第一组生铁标准物质以来，品种在迅速增加，并于1935年成立了分析样品局，开展标准物质的研制工作。
1922年法国成立了标准样品协会。
1930年德国也颁布了自制的“钢铁标准物质”。
在亚洲，日本也于1933年制成了十余种钢铁标准物质。
发展至今标准物质的研究和生产已有近百年的历史。
标准物质与测量技术是密不可分的。
随着科学技术的发展，化学测量已经从经典的、单一组分、简单基体测量，逐渐演化为以现代分析仪器为主的、多组分、痕量、复杂基体测量。
测量的难度和复杂程度大幅度增加，另一方面，测量技术不断提高，手段趋于复杂，新的测量方法不断出现，这些方法基本上都是采用相对测量原理，需要标准物质来评价测量方法、校准仪器。
现代化学测量更加依赖标准物质。
在50年代，光谱分析技术和放射性测量技术的发展和应用都为标准物质的研究开拓了新的领域，用于物质化学成分测量的标准物质相继公诸于世。
60年代，随着对环境污染进行监测和治理工作的开展，用于环境方面的标准物质研究工作也迅速地开展起来。
因此可以说，分析测量技术的发展是标准物质研究工作的推动力。
在当代工业生产中，自动化和标准化是时代的潮流。
随着生产和科学技术的发展，标准物质的品种增长很快，仅以美国标准局颁布的标准物质情况为例，1966年颁布了660种标准物质，1975年颁布了800种，而1980年迅速增加至1063种。
现在，标准物质的应用已普及到工业生产、商业贸易、环境保护和医疗卫生等许多领域，而且已渗入到新型材料、集成电路、计算机等新兴、尖端科学技术的开发应用中。
今后，人们将会更多地研制多元组分或多种特性的标准物质，尤其是有机痕量组分标准物质以满足特种材料、高纯物质、岩矿分析、环境、食品、临床医学发展的需要，因此，标准物质的发展有着广阔的前景。
我国的标准物质研究与应用经过几十年的发展，已形成了比较完善的体系，研制的标准物质已经达到叁千多种（有机标准物质仅300余种），不仅为我国的工业生产、贸易、资源开发、环境保护、医疗卫生的发展作出了很大的贡献，也在国际上得到了广泛应用，受到有关国际组织的关注。
我国与法国等7个国家共同发起建立的国际标准物质信息库已拥有一万多种标准物质消息，对推广标准物质的应用起到了巨大的推动作用。
环境监测是环境管理的“耳目”、“哨兵”和“尺子”，随着管理的加强，特别是通过近几年来“实验室计量认证”“实验室认可”工作的发展，测量结果的可靠性对国际贸易、环境保护、人民健康和安全极其重要，已成为经济、技术和法规决策的主要依据，对化学测量可靠性和溯源性的要求逐渐提高，标准物质的应用范围也将进一步拓宽，应用领域也将更加广泛，因此从发展角度来看，标准物质的进展是高速的。
目前，美国是研制有机标准物质种类最多的国家。
仅环境标准物质美国EPA的水质及有机标准物质有一千多种，与之相比，我国还有很大差距。
我国有机成份标准物质不仅数量少，且组分单一，浓度单一，浓度范围窄，在分析多组分样品时，需重复测量，既影响分析速度，又容易因分析条件的变化引入误差。
此外，因基体单一难以适应不同目的使用。
由于无机物的物理化学性质稳定，环境监测方法相对成熟，监测费用低廉，因此无机标准物质研制起步早，品种齐，研制单位多。
而有机标准物质研制相对落后，主要原因是环境有机物标准少，有机物的物理化学性质不稳定，有机物的分离纯化技术要求较高；配制有机标准物质的工艺技术要求较高；没有配套的环境样品有机物监测方法；样品的前处理技术复杂；监测费用较高，需要配备昂贵的分析仪器和训练有素的分析人员等。
而采用进口的有机标准物质，十分昂贵，不适合我国国情。
为了满足我国环境有机物例行监测的要求，急需研制我国自己的有机标准物质。
我中心继16种水质分析有机标准物质研制后，又研制了8种有机标准物质。
4种采用了混标，克服了组分单一，浓度单一问题。
还有4种为单标，继续扩大了新品种。
其中3种芘、联苯、正丙苯填补了国内空白。
鉴于我国湖泊、水库富营养化现象相当严重，致使水体丧失应有的水资源功能。
而造成水体富营养化两个重要参数氮、磷的标准物质，目前水利系统还处于空白，国内总氮、总磷标准物质虽已开展，但只为无机磷、无机氮，而本项目研究中引入了有机磷、有机氮，应用于监测更切合水体水质状况。