CC BY-ND
116
ВНУТРЕННИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИСПЫТАНИЙ В ЛАБОРАТОРИИ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЦЕНТРА ГИГИЕНЫ И ЭПИДЕМИОЛОГИИ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
И.П. Кульвец, Г.Т. Айдинов, Э.М. Гайсинская, Н.В. Войтова, С.Л. Крупская, Е.Н. Щедрина
ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области»
Важнейшим
элементом технической компетентности лабораторий являются действующие в лаборатории процедуры контроля качества измерений. Обеспечение качества испытаний в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области» проводится в соответствии с п. 5.9 ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», рекомендациями по метрологии Р 50.2.003-2000 «ГСП. Внутренний оперативный контроль качества. Пакет программ 0Сотго1», а также разработанным и утвержденным в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области» стандартом качества «Внутрилабораторный контроль точности результатов санитарно-гигие-нических лабораторных испытаний».
Внутренний контроль качества санитарно-гигиенических лабораторий включает контроль стабильности градуировочной характеристики, повторяемости, промежуточной
прецизионности, правильности, стаоильности результатов испытаний (измерений).
Контроль стабильности градуировочной характеристики заключается в определении параметров градуировочного графика через установленные промежутки времени и сопоставлении их с первоначальными параметрами и оценке на этой основе возможности продолжения текущих измерений. Контроль стабильности градуировочных характеристик проводят для МВИ, в которых предусмотрено установление градуировочной характеристики. Средствами контроля являются предусмотренные МВИ образцы для градуировки, т. е. стандартные образцы, аттестованные смеси (растворы).
Контроль повторяемости проводится в случае регламентации методикой испытаний данного вида контроля. Условия повторяемости - условия, при которых независимые результаты измерений (испытаний) получаются одним и тем же методом на идентич-
ных объектах испытаний, в одной и той же лаборатории, одним и тем же оператором, с использованием одного и того же оператора, в пределах короткого промежутка времени. Контроль повторяемости проводится при каждом определении с занесением результатов контроля в журнал регистрации результатов испытаний.
Контроль промежуточной прецизионности результатов измерений близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в одной лаборатории разными методиками, разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.). При контроле промежуточной прецизионности средством контроля является специально выбранная рабочая проба (или рабочая проба с добавкой, стабильная во времени) из числа проанализированных ранее проб. При этом средство контроля должно быть измерено с применением одной и той же МВИ, но в различное время и (или) на различных средствах измерения, и (или) разными операторами.
Контроль правильности проводится по тем показателям, количество определений которых менее 30 в год. Средствами контроля при проведении контроля правильности являются стандартные образцы ранга ГСО, ОСО, СОП в соответствии с ГОСТ 8.315-97 (если существуют ГСО, используются только они). Если не существует стандартных образцов, используются аттестованные смеси с рассчитанными метрологическими характеристиками по РМГ60.
Контроль стабильности результатов измерений (испытаний) проводится сотрудниками лаборатории, принимающими участие в проведении испытаний. Для контроля стабильности результатов измерений (испытаний) в пределах лаборатории используются контрольные карты. Процедура контроля стабильности результатов измерений (испыта-
ний) в лабораториях основана на методах, изложенных в стандарте ИС"0 5725-6-2002. Процедура контроля сводится к периодическому анализу образцов контроля, в качестве которых могут выступать рабочие образцы, индивидуальные вещества как с установленным опорным значением, так и без него, стабильные во времени по характеристикам качества, имеющиеся в лаборатории в количестве, достаточном для обеспечения данной деятельности в течение длительного периода времени. Основные требования к образцам для контроля: однородность, стабильность в течение срока использования и возможность многократного отбора представительной части образца для проведения контрольного испытания. Контрольные карты применяются для контроля стабильности процесса измерений и выявления ситуаций выхода этого процесса из статистически контролируемого состояния.
Рассмотрим применение контрольных карт на примере контрольного образца состава почвы ГСО 8360-2003, анализировавшегося по РД 52.18.191-89 «Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли кисло-торастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы агомно-абсорбционным анализом» на атомно-абсорбционных спектрометрах «Квант-АФА» и «Спектр-5-3». В дни. когда исследовались пробы почвы в условиях повторяемости, случайным образом располагали пробы стандартного образца почвы, по результатам исследования которого и велся контроль качества измерений. В условиях повторяемости выполнялись два параллельных измерения. При анализе контрольного образца менялись условия получения результата: «время», «калибровка», «оператор» и «оборудование». Полученные данные были обработаны с помощью специализированной программы внутрилабораторного контроля «ОСоШго!».
Для каждого показателя были построены контрольные карты Шухарта (средних значений), карты размахов, карты СУЗиМ, карты оцен-
ки систематическом погрешности и карты текущих расхождений. Ниже представлены рассчитанные параметры контрольных карт.
Определяемый показатель: медь Контрольный материал; почва ГСО 8360-2003
Параметры контрольны* карт
Единица измерения: иг/кг
Карта Шухарта (средних):
Общее среднее 5 средних значений СУ средних значений Контрольные пределы
12.542
1.163
9.68«
-1S = 11.319 -23 = 11.216 -3S = 9.0525
+1S - 13.104 +23 - 11.867 +33 - ЮЗ
Карта размахов:
Средний размах Si
Коктрольнае пределы:
Карта CUSUM:
Установленное среднее 0.5*3 . 0.5815 5.1*3 = 5.9313
Карта оценки систематической погрешности:
0,625 0.554
•+2S" - 1.57
12.Ь42
"-3S" - 2.042
Истинное или принятое опорное значение:
S средних значений CV средних значения Конзрсытьные пределы:
1.163 9.681
-1S - -1.163 -2S =■ -2.326 -3S - -3.489
Юрта текущих расхождений:
12.4
+1S - 1.163 +23 - 2.326 +3S - 3.409
Среднее расхождение Sr
Контрольные пределы:
0.721 0.639
"+25" = 1.011 "♦33" • 2.355
Определяемый показатель: цинк Контрольный материал: почва ГСО 8360-2003
ООщее среднее 3 средних значений СУ средних значений Контрольные пределы:
36.322 3.5993 10.91
-1S = 32.723 -23 = 29.123 -35 - 25.52«
+ 1S = 39.921 +2S - 43,521 +33 - 41.12
Карта размахов:
Средний размах 2.791
Яг 2.477
Контрольные пределы: "^-гг" 7.021 "»ЗБ" = 9.132
Карта сизим:
Установленное среднее - 36.322 0.5*3 - 1.7937 5.1*5 - 18.357
Карта оценки систематической погрешности:
Истинное или принятое опорное значение: 40.5
5 средних значений СУ средник значений Контрольные пределы:
3.5993 10,91
-1S - -3.5993 -2S = -7.1986 -3S = -10.798
+1S - 3,5993 +2S = 7,1986 +3S - 10,796
Карта текущих расхождений:
Среднее расхождение Si
Контрольные предела:
4.443 3,939
"+2S" - 11.16 "+3S" * 14.52
Определяемый показатель: свинец Контрольный материал: почва ГСО 8360-2003
Параметры контрольны! карт Карта Шухарта (средних):
ООщее среднее Э средних значений СУ средних значений Контрольные пределы:
Карта размахов:
Средней размах Контрольные пределы:
Карта сивим:
Установленное среднее О.Ь'Е - 0.5848 5.1*5 - 5.9645
12.121
I.1695
II.4t
-1S - 10.951 -23 - 9.7077 -3S - 8.6182
1.206 1.069
■45S" =
12.127
3,03
+13 - 13.296 +23 *> 14.466
+35 = 15.635
+3S" - 3.94
Карта оценки систематической погрешности:
Истинное или принятое опорное значение: 11.6
Б средних значений СУ средних значений Контрольные пределы:
I.1655
II.4«
-1S - -1.1695 -2S - -2.339 -35 - -3.5086
+1S - 1.1695 +2S - 2.339 +3S = 3.503S
Карта текущих расхождений:
Среднее расхождение sr
Контрольные пределы:
1.074 0.952
"+2S" "+3S"
2.699 3.51
Определяемый показатель: кадмий Контрольный материал: почва ГСО 8360-2003
Единица измерения: мг/кг
Общее среднее 5 средних значений СУ средних значений Контрольные предела:
Карта размахов:
Средний размах Sr
Контрольные пределы:
Карта CUSUM:
0.2675 0.0891 33.8» -1S = 0.П84 -2S = 0.0893 -3S = 0.0002
0.033 , 0.029 "+2S™ = 0.082
+1S = 0.3565 f2S - 0.4456 +3S - 0.5347
"+3S" = 0,107
Установленное среднее = 0,2675 0.5*5 - 0.0445 5.1*3 - 0.4544
Карта оценки систематической погрешности:
Истинное или принятое опорное значение:
0,33
S средних значений CV средних значений Контрольные пределы:
0.0891 33. -1S ■ -2S ■ -3S =
-0.0891 -0.17В2 -0.2673
+1S - 0.0891 +25 - 0,1782 +3S - 0.2673
Карта текущих расхождений:
Среднее расхождение
Бг
Контрольные предегы:
0. 069 0.061
-+-2S' -+3S'
= 0,173 - 0.226
Определяемый показатель, никель Контрольный материал: почва ГСО 8360-2003
Параметры контрольны! карт Карта Шухарта (средних):
Единица измерения: мг/кг
Сбаее среднее S средних значений CV средних значений Контрольны»* пределы: -1S
-2S
Карта раэмахов:
21.319 1.2499
еле»
20.129 1В.В7» 35 . 17.629
•HS - 22.629 ♦23 - 23.B7S ♦3S = 2Ь.129
Средний размах 1.1S6
3r 1.С61
Контрольные пределы: ■+2S" 3 3.006 4
Карта CUSUM:
Установленное среди« - 21.379 0.5-3 » 0.6249 5.1'S - 6.3743
Карта оценки систематической погрешности:
Истинное или принятое опорное значение: 3 средних значений 1,2499
CV средних значений 6.78V Контрольные пределы: -13 " -1.2499 -23 - -2.4997
-3S
-3.7496
♦1S - 1.2499 +25 - 2.4997 »35 - Э.74Э6
Карта текущих расхождений:
Среднее расхождение 1.251
Зг 1.109
Контрольные пределы:
"♦25" - 3.142 "♦35" - 4.087
Контрольные карты Шухарта используются для выявления любых видов статистически значимых проявлений нестабильности (разовые выбросы, небольшие, но стабильные систематические погрешности, дрейфы и т. д.), за исключением увеличе1шя стандартного отклонения повторяемости. 11а картах Шухарта по оси абсцисс откладывают номера подфупн (в нашем случае - даты), а по оси ординат - среднее значение концентрации для подгрупп Сл.
Были рассчитаны «контрольные пределы» (~С ± 1 а), ("С ± 2а), ("С ± За), где ~С - общее среднее значение концентрации контрольного образца; а — общее стандартное отклонение результатов измерений по данному показателю, полученное в лаборатории по соответствующей МВИ (в нашем случае по РД 52.18.191-89). Величины ~С и а были рассчитаны по результатам предшествующих измерений.
«Тревожные признаю!» могут быть выявлены по следующим правилам:
1 (2а) - последняя точка лежит выше контрольного предела ( С -+ 2а) или ниже контрольного предела ( С - 2а);
2 (1а) - две или три последовательных точки, включая последнюю точку, лежат выше контрольного предела ( С + 1а) или ниже контрольного предела ( С 1а);
7 ( С ) семь последовательных точек или более, включая последнюю точку, лежат выше (или ниже) среднего значения С;
4 О - каждая из четырех последовательных точек и более, включая последнюю точку, лежат выше (положительный дрейф) или ниже (отрицательный дрейф) предыдущей.
Появление любого из этих признаков указывает на возможность выхода процесса измерений из-под контроля.
В случае появления 1 (2а) рассматриваются следующие «контрольные признаки» (правила Вестгарда):
1 (За) последняя точка лежит выше контрольного предела ( С + За) или ниже контрольного предела ( С За);
2 (2а) два последовательных результата, включая последнюю точку, лежат выше контрольного предела ( С + 2 а) или ниже контрольного предела ( С - 2а);
О (4а) - разность между последней и предыдущей точками по абсолютной величине превышает 4а;
4 (1а) - четыре последовательных результата, включая последнюю точку, лежат выше контрольного предела ( С + 1а) или ниже контрольного предела ( С - 1а);
10 ( С) - десять последовательных результатов. включая последнюю точку, лежат выше или ниже среднего значения С.
Если хотя бы один из этих признаков выявлен, то временно останавливается процесс получения результатов, проводится анализ причин нестабильности и предпринимаются корректирующие действия.
Контрольная карта оценки систематической погрешности. На вертикальной оси откладываются оценки систематической по-грешности 8 = О ц, где ц истинное или принятое опорное значение измеряемой вс-
личины (в нашем случае - аттестованное значение показателя). «Тревожный признак» -когда очередная точка выходит за пределы (± 2а) и не выходит за пределы (± За). «Контрольный признак» - когда очередная точка выходит за пределы (± За). Данная карта позволяет оценить степень отклонения результатов исследования от истинного значения измеряемой величины.
Контрольная карта расхождений предназначена для контроля стабильности стандартного отклонения повторяемости sr. Обычно мерой рассеяния результатов измерений является их стандартное отклонение, однако при числе параллельных менее 8 используют расхождение (размах) w.
В качестве «контрольных признаков» используются следующие правила:
R (За) - расхождение (размах) больше верхнего (или меньше нижнего) предела действия;
2R (2а) - расхождение (размах) для двух последних точек больше верхнего (или меньше нижнего) предела предупреждения.
В качестве «тревожных признаков» используют правило: R (2а) расхождение (размах) больше верхнего (или меньше нижнего) предела предупреждения.
Контрольная карта текущих расхождений предназначена для контроля стабильности промежуточной прецизионности (в нашем случае — это промежуточная прецизионность с меняющимися факторами «время», «калибровка», «оператор», «оборудование»), характеризуемой стандартным отклонением Si(u.c)-Карта полностью аналогична контрольной карте расхождений (размахов); используются те же тревожные и контрольные признаки. Отличие: по вертикали откладываются величины w, =| _Cj+i - Cj| и вместо расхождений рассматривается текущее расхождение.
Контрольная карта кумулятивных сумм (CUSUM). Каждая точка карты представляет собой сумму отклонений текущего результата
измерения от среднего и всех предыдущих отклонений. До тех пор, пока результат не выходит за пределы ( С] ± 0,5 а), кумулятивные карты не рассчитываются. Если же кумулятивная сумма оказывается выше или ниже 5,1а, систематическая погрешность считается достоверно выявленной.
При проведении внутрилабораторного контроля были выявлены следующие данные. При анализе по показателю «цинк» был выявлен тревожный признак 1 (2а) для 21 и 22 серий. Но поскольку последующие результаты были в пределах нормы, корректирующие действия не проводились. При анализе по показателю «медь» был выявлен тревожный признак 4 Б для серий 21-24. Последующие серии были в пределах нормы, и корректирующие действия не проводились. При анализе по показателю «кадмий» был выявлен тревожный признак 2 (1а) для серий 22 и 23. Последующие серии были в пределах нормы, и корректирующие действия не проводились. При анализе по показателю «свинец» для серии 30 зарегистрирован тревожный признак 1 (2а). Для 31 и 32 серий зарегистрированы контрольные признаки 2 (2а) и 1 (За). Процесс получения результатов был приостановлен, проанализированы причины нестабильности. Была выдана задача на ААС «Квант-АФА» с использованием аттестованной смеси, результат удовлетворительный. Были проконтролированы процесс взвешивания навески пробы, чистота посуды и процесс пробоподготовки. Предприняты корректирующие действия - замена электроплитки. При анализе по показателю «никель» для серий 26 и 27 был выявлен тревожный признак 1 (2а), последующие результаты были в пределах нормы. Для серии 30 был выявлен тревожный признак 1 (2а), а для 31 серии -контрольный признак 1 (За). Процесс получения результатов был приостановлен, выдана задача на ААС «Квант-АФА» с использованием аттестованной смеси. Были предпри-
няты корректирующие действия - проверка стабильности градуировочной характеристики и замена калибровочных растворов. Полученные последующие результаты были в пределах нормы.
Таким образом, использование профаммы внутрилабораторпого контроля с применением «ОСоп1:го[» позволило нам оценить полученные данные исследования контрольного образца ГСО состава почвы (см. таблицу).
Результаты исследовании кон 1 рольни! о образца I СО состава почвы
Показатель Аттестованные значения (млн1) Приписанная характеристика по РД 52.18.191-89 Данные, полученные по результатам ВЖ
Си 12,40 ±0,31 10,0-14,8 19% 12,54 9,7 % 11,33-13,75
гп 40,50 ± 0,96 30,8 - 50,2 24% 36,32 10,9% 32,36 - 40,28
РЬ 11,60 ±0,32 7,9-15,3 32 % 12,13 11,4% 10,75 13,51
СЧ1 0,33 + 0,02 0,20 - 0,46 40% 0,27 33,8 % 0,18-0,36
N1 25,60 + 0,70 18,7-32,5 27 % 21,38 6,8 % 19,93 -22,83
Отклонения средних значений от аттестованной характеристики составили: для Си + 1 % при допускаемом отклонении 19%, для Ъъ 10% при допускаемом значении 24%, для РЬ +5 % при допускаемом значении 32 %, для Сс1 18 % при допускс 40 %, для N \ 16% при допуске 27%. По методике выполнения измерений РД 52.18.191-89 выявлено, что наиболее стабильными являются показатели «медь» и «цинк». По показателю «никель»
идет систематическая погрешность методики, а «свинец» и особенно «кадмий» требуют внимательного отношения к пробоподготовке почвы. Проведение внутрилабораторпого контроля стандартного образца состава почвы совместно с рутинными пробами почвы позволило своевременно выявлять причины нестабильности процесса получения результатов химического анализа и предотвращать получение недостоверных результатов.
