二恶英检测结果不确定度评定方法及报告表述

二恶英是一类具有强致癌性与内分泌干扰效应的持久性有机污染物，广泛存在于垃圾焚烧、工业冶金等排放源中。其检测结果的可靠性直接影响环境风险评估、污染物排放标准执行等决策的科学性，而不确定度评定正是衡量检测结果质量的核心技术工具。本文结合二恶英检测的全流程，系统梳理不确定度评定的方法逻辑与报告表述规范，为实验室开展相关工作提供实操指引。

二恶英检测不确定度评定的基础框架

二恶英检测不确定度评定需遵循国际与国内通用标准，主要依据包括ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力的通用要求》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及行业专用方法（如EPA 1613、GB/T 5009.205）。这些标准为评定提供了统一的术语定义与流程框架，确保结果的可比性与权威性。

评定的核心流程可概括为五步：首先明确检测结果的数学模型（如“样品浓度=峰面积×校准因子×回收率校正”），其次识别影响结果的所有不确定度来源，再对每个来源的分量进行量化，接着将独立分量合成得到合成标准不确定度，最后通过包含因子扩展得到扩展不确定度。这一流程需贯穿检测全链条，从样品采集到仪器分析均需覆盖。

需注意的是，不确定度评定并非“事后补全”，而是应在方法验证阶段同步规划——例如通过重复性实验、回收率实验提前获取量化所需的数据，避免后期因数据缺失导致评定不完整。例如，某实验室在验证EPA 1613方法时，同步开展了6组平行样实验与3个浓度水平的加标回收实验，为后续不确定度评定积累了基础数据。

二恶英检测中不确定度的主要来源识别

样品前处理是二恶英检测中不确定度的“重灾区”。以垃圾焚烧飞灰样品为例，索氏提取的时间（16~20小时）与温度（60~70℃）波动会直接影响提取效率——若提取时间缩短2小时，提取效率可能从92%降至85%，引入约3%的不确定度；硅胶柱净化时，柱床高度（5~6cm）与洗脱流速（1~2mL/min）的变化会改变目标物的保留与洗脱效率，引入约2%的分量。

仪器分析环节的不确定度来自GC-MS的参数稳定性。GC的柱温箱温度控制精度（±0.1℃）会影响目标物的分离度，若2,3,7,8-TCDD的保留时间从12.5min波动到12.7min，峰面积测量误差约1.5%；MS的离子源温度（230±1℃）波动则会影响离子化效率，引入约1%的分量。

标准物质的纯度与稀释过程不可忽视。二恶英标准溶液的证书纯度为99.5%±0.5%，直接引入0.5%的不确定度；将100μg/mL标准溶液稀释至1μg/mL时，移液管（±0.01mL）与容量瓶（±0.02mL）的体积误差叠加，导致约0.3%的分量。

回收率实验的变异是“综合分量”。加标回收实验中，若某浓度水平的回收率从88%波动到95%，标准偏差约2.5%，对应不确定度分量约2.5%——这一步直接反映了前处理与仪器分析的综合效率，是评定中需重点关注的“关键指标”。

重复测量的变异来自平行样的结果差异。例如，6个平行样的二恶英浓度为1.2、1.3、1.1、1.2、1.4、1.2ng TEQ/g，标准偏差约0.1ng TEQ/g，相对标准偏差约8.3%，这是重复测量引入的不确定度分量。

不确定度分量的量化方法

重复测量的不确定度用实验标准偏差计算。对于n个平行样的测量值x₁~xₙ，实验标准偏差s=√[Σ(xᵢ-ˉx)²/(n-1)]，其中ˉx为平均值。例如上述6个平行样的s=0.1ng TEQ/g，ˉx=1.2ng TEQ/g，相对标准偏差sᵣ=8.3%。

标准物质的不确定度直接采用证书数据。若标准溶液的纯度为99.5%±0.5%（k=2），则标准不确定度为0.5%/2=0.25%——需将证书中的扩展不确定度转换为标准不确定度（除以包含因子k）。

回收率的不确定度用加标回收实验的标准偏差计算。例如5次回收率为88%、90%、92%、95%、90%，平均值ˉR=91%，标准偏差s_R=2.5%，相对标准偏差sᵣ_R=2.5%/91%≈2.7%——这一分量直接反映前处理与仪器的综合效率。

校准曲线的不确定度用最小二乘法计算。假设校准曲线为y=a+bx（y为峰面积，x为浓度），则校准曲线的标准偏差s_y=√[Σ(yᵢ-(a+bxᵢ))²/(m-2)]（m为校准点数量）。样品浓度x₀=(y₀-a)/b的标准不确定度u(x₀)=s_y/|b|×√[1/m + 1/n + (x₀-ˉx_c)²/Σ(x_cᵢ-ˉx_c)²]（ˉx_c为校准点平均值，n为样品测量次数）。例如，某校准曲线的s_y=500，b=10000，m=5，n=2，x₀=1.2ng TEQ/g，ˉx_c=1.0ng TEQ/g，Σ(x_cᵢ-ˉx_c)²=0.4，则u(x₀)=0.045ng TEQ/g，相对标准偏差约3.75%。

合成标准不确定度与扩展不确定度的计算

合成标准不确定度u_c是各独立分量的平方和开根号。假设各分量为相对标准偏差（前处理3%、仪器2.5%、标准物质0.55%、回收率2.7%、重复测量8.3%），则相对合成标准不确定度u_cᵣ=√(3%²+2.5%²+0.55%²+2.7%²+8.3%²)=√(9+6.25+0.3025+7.29+68.89)=√91.7325≈9.58%。

需注意，若分量间存在相关性（如前处理与回收率均涉及提取效率），需考虑协方差——但实际中若无法确定相关性，通常假设独立，这是保守且常用的处理方式。例如，某实验室在评定时发现前处理与回收率的相关系数r=0.6，此时协方差项为2×r×u₁×u₂=2×0.6×3%×2.7%=0.0972%，需加入平方和计算，但多数情况下因数据不足省略此步。

扩展不确定度U是合成标准不确定度乘以包含因子k，用于表示95%置信水平下的区间。通常选择k=2（正态分布下），例如u_c=0.115ng TEQ/g（1.2ng TEQ/g×9.58%），则U=2×0.115=0.23ng TEQ/g。若分量数量少于5，可通过t分布调整k值（如n=4时t=3.182），但二恶英检测中分量通常多于5，k=2是合理选择。

二恶英检测不确定度报告的规范表述

报告需首先明确评定的依据与范围。例如：“本不确定度评定依据JJF 1059.1-2012与EPA 1613方法，针对垃圾焚烧飞灰样品中的二恶英浓度（以TEQ计）进行评定，覆盖样品前处理、GC-MS分析、标准物质使用及重复测量全流程。”

其次需逐项列出不确定度来源与分量。例如：“1、样品前处理（索氏提取+硅胶净化）：3%；2、GC-MS参数波动：2.5%；3、标准物质（纯度+稀释）：0.55%；4、回收率变异：2.7%；5、重复测量：8.3%。”

然后清晰表述合成与扩展不确定度结果。例如：“合成标准不确定度u_c=0.115ng TEQ/g（相对合成标准不确定度9.58%）；扩展不确定度U=0.23ng TEQ/g，包含因子k=2，对应95%置信水平。”

检测结果的最终表述需规范。例如：“二恶英浓度检测结果为(1.2±0.23)ng TEQ/g（干基），k=2”——需注意“±”后为扩展不确定度，注明干基（样品状态）、包含因子与置信水平，避免歧义。

最后，报告需附支持数据以确保可追溯性。例如，平行样测量值、校准曲线数据、回收率实验记录等——这是CNAS资质认定中“溯源性”的要求，也是报告的“证据链”核心。例如，某实验室的报告中附了6个平行样的峰面积图与校准曲线的回归方程，确保评定结果可重复验证。

二恶英是一类具有强致癌性与内分泌干扰效应的持久性有机污染物，广泛存在于垃圾焚烧、工业冶金等排放源中。其检测结果的可靠性直接影响环境风险评估、污染物排放标准执行等决策的科学性，而不确定度评定正是衡量检测结果质量的核心技术工具。本文结合二恶英检测的全流程，系统梳理不确定度评定的方法逻辑与报告表述规范，为实验室开展相关工作提供实操指引。

二恶英检测不确定度评定的基础框架

二恶英检测不确定度评定需遵循国际与国内通用标准，主要依据包括ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力的通用要求》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及行业专用方法（如EPA 1613、GB/T 5009.205）。这些标准为评定提供了统一的术语定义与流程框架，确保结果的可比性与权威性。

评定的核心流程可概括为五步：首先明确检测结果的数学模型（如“样品浓度=峰面积×校准因子×回收率校正”），其次识别影响结果的所有不确定度来源，再对每个来源的分量进行量化，接着将独立分量合成得到合成标准不确定度，最后通过包含因子扩展得到扩展不确定度。这一流程需贯穿检测全链条，从样品采集到仪器分析均需覆盖。

需注意的是，不确定度评定并非“事后补全”，而是应在方法验证阶段同步规划——例如通过重复性实验、回收率实验提前获取量化所需的数据，避免后期因数据缺失导致评定不完整。例如，某实验室在验证EPA 1613方法时，同步开展了6组平行样实验与3个浓度水平的加标回收实验，为后续不确定度评定积累了基础数据。

二恶英检测中不确定度的主要来源识别

样品前处理是二恶英检测中不确定度的“重灾区”。以垃圾焚烧飞灰样品为例，索氏提取的时间（16~20小时）与温度（60~70℃）波动会直接影响提取效率——若提取时间缩短2小时，提取效率可能从92%降至85%，引入约3%的不确定度；硅胶柱净化时，柱床高度（5~6cm）与洗脱流速（1~2mL/min）的变化会改变目标物的保留与洗脱效率，引入约2%的分量。

仪器分析环节的不确定度来自GC-MS的参数稳定性。GC的柱温箱温度控制精度（±0.1℃）会影响目标物的分离度，若2,3,7,8-TCDD的保留时间从12.5min波动到12.7min，峰面积测量误差约1.5%；MS的离子源温度（230±1℃）波动则会影响离子化效率，引入约1%的分量。

标准物质的纯度与稀释过程不可忽视。二恶英标准溶液的证书纯度为99.5%±0.5%，直接引入0.5%的不确定度；将100μg/mL标准溶液稀释至1μg/mL时，移液管（±0.01mL）与容量瓶（±0.02mL）的体积误差叠加，导致约0.3%的分量。

回收率实验的变异是“综合分量”。加标回收实验中，若某浓度水平的回收率从88%波动到95%，标准偏差约2.5%，对应不确定度分量约2.5%——这一步直接反映了前处理与仪器分析的综合效率，是评定中需重点关注的“关键指标”。

重复测量的变异来自平行样的结果差异。例如，6个平行样的二恶英浓度为1.2、1.3、1.1、1.2、1.4、1.2ng TEQ/g，标准偏差约0.1ng TEQ/g，相对标准偏差约8.3%，这是重复测量引入的不确定度分量。

不确定度分量的量化方法

重复测量的不确定度用实验标准偏差计算。对于n个平行样的测量值x₁~xₙ，实验标准偏差s=√[Σ(xᵢ-ˉx)²/(n-1)]，其中ˉx为平均值。例如上述6个平行样的s=0.1ng TEQ/g，ˉx=1.2ng TEQ/g，相对标准偏差sᵣ=8.3%。

标准物质的不确定度直接采用证书数据。若标准溶液的纯度为99.5%±0.5%（k=2），则标准不确定度为0.5%/2=0.25%——需将证书中的扩展不确定度转换为标准不确定度（除以包含因子k）。

回收率的不确定度用加标回收实验的标准偏差计算。例如5次回收率为88%、90%、92%、95%、90%，平均值ˉR=91%，标准偏差s_R=2.5%，相对标准偏差sᵣ_R=2.5%/91%≈2.7%——这一分量直接反映前处理与仪器的综合效率。

校准曲线的不确定度用最小二乘法计算。假设校准曲线为y=a+bx（y为峰面积，x为浓度），则校准曲线的标准偏差s_y=√[Σ(yᵢ-(a+bxᵢ))²/(m-2)]（m为校准点数量）。样品浓度x₀=(y₀-a)/b的标准不确定度u(x₀)=s_y/|b|×√[1/m + 1/n + (x₀-ˉx_c)²/Σ(x_cᵢ-ˉx_c)²]（ˉx_c为校准点平均值，n为样品测量次数）。例如，某校准曲线的s_y=500，b=10000，m=5，n=2，x₀=1.2ng TEQ/g，ˉx_c=1.0ng TEQ/g，Σ(x_cᵢ-ˉx_c)²=0.4，则u(x₀)=0.045ng TEQ/g，相对标准偏差约3.75%。

合成标准不确定度与扩展不确定度的计算

合成标准不确定度u_c是各独立分量的平方和开根号。假设各分量为相对标准偏差（前处理3%、仪器2.5%、标准物质0.55%、回收率2.7%、重复测量8.3%），则相对合成标准不确定度u_cᵣ=√(3%²+2.5%²+0.55%²+2.7%²+8.3%²)=√(9+6.25+0.3025+7.29+68.89)=√91.7325≈9.58%。

需注意，若分量间存在相关性（如前处理与回收率均涉及提取效率），需考虑协方差——但实际中若无法确定相关性，通常假设独立，这是