环境监测数据分析的概念介绍--检出限
检出限
检出限(Limit of detection minimum detectability)为某特定分析方法在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或最小量。所谓“检出”是指定性检出,即判定样品中存有浓度高于空白的待测物质。
检出限除了与分析中所用试剂和水的空白有关外,还与仪器的稳定性及噪声水平有关。在灵敏度计算中没有明确噪声大小,因而操作者可以将检测器的输出信号,通过放大器放到足够大,从而使灵敏度相当高。显然这是不妥的,必须考虑噪声这一参数,将产生两倍噪声信号时,单位体积的载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检出限。则:
式中:N——噪声(mV或A);S——检测器灵敏度;D——检出限,其单位随S不同也有二种:
(1)Dg=2N/Sg,单位为mg/ml;
(2)DV=2N/SV,单位为ml/ml;
(3)Dt=2N/St,单位为g/s。
有时也用最小检测量(MDA)或最小检测浓度(MDC)作为检出限。它们分别是产生两倍噪声信号时,进入检测器的物质量(g)或浓度(mg/ml)。
不少高灵敏度检测器,如FID、NPD、ECD等往往用检出限表示检测器的性能。灵敏度和检出限是两个从不同角度表示检测器对测定物质敏感程度的指标,前名越高后者越低,说明检测器性能越好。
检出限的计算方法为:
①在《全球环境监测系统水监测操作指南》中规定:给定置信水平为95%时,样品测定值与浓度样品的测定值有显著性差异即为检出限(D.L)。这里的零浓度样品是不含待测物质的样品。
②国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对检出限D.L作如下规定。
对各种光学分析方法,可测量的最小分析信号xL以下式确定:
式中:xb——空白多次测得信号的平均值;Sb——空白多次测得信息的标准偏差;K——根据一定置信水平确定的系数。为了评估算xb和Sb,实验次数必须至少20次。
1975年,UPAC建议对光语化学分析法取K=3。由低浓度水平的测量误差可能不遵从正态分布,且空白的测定次数有限,因而与K=3相应的置信水平大约为90%。此外,尚有将K取为4、4.6、5及6的建议。
③美国 EPA SW—846中规定方法检出限:
④在某些分光光度法中,以打除空值后的与0.01吸光度相对应的浓度值为检出限。
⑤气相色谱分析的最小检测量系指检测器恰能产生与噪声相区别的响应信号时,所需进入色谱柱的物质的最小量,一般认为恰能辨别的响应信号,最小应为噪声的两倍。最小检测浓度系指最小检测量与进样量(体积)之比。
⑥某些离子选择电极法规定:当校准曲线的直线部分外延的延长线与通过空白电位平行于浓度轴的直线相交时,其交点所对应的浓度值即为该离子选择电极法的检出限。
