Розширена тема ЧАСТИНА 4 “Зробимо все правильно” КОЛОРИМЕТРИЧНІ ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ МЕТОДИ ТЕСТУВАННЯ (ЦИФРОВІ)

Оскільки ми звертаємо увагу на використання цифрових тестерів (колориметрів), таких як HANNA CHECKER, більшість тих же елементів, необхідних для хорошої точності і достовірності, які існують у візуальному тестуванні, також існують і в цифровому тестуванні. Методи цифрового тестування складаються з тих же двох етапів, що і візуальний метод: Оцінювання (Хімія) та Аналіз. Оцінювання – це сама процедура тестування, а аналіз – це визначення результатів.

ПРОЦЕДУРА ТЕСТУВАННЯ (ОЦІНЮВАННЯ)

Більшість тест-наборів складаються з серії реагентів, що додаються до зразка відповідно до встановленої процедури. Процедура, як правило, вимагає, щоб реагенти відмірювалися “краплями”, мл або певним типом мірної ложки. Вони додаються до зразка, що тестується, у встановленому порядку. Процедура, як правило, пов’язана з часовим елементом … Змішати протягом 1 хв … почекати 30 секунд … і т.д. Частина процедури з використанням цифрових тестів найчастіше вимагає вимірювання “холостого зразка”. Бланк – це початкове вимірювання, яке проводиться для того, щоб компенсувати “колір” самого тестового зразка (Water Color). Після останнього етапу процедури зразок поміщається в прилад для вимірювання. Прилад вимірює світло, що поглинається зразком у певному спектральному діапазоні (зазвичай визначається постачальником приладу). Потім ці дані проганяються через алгоритм для розрахунку значення зразка, яке відображається на приладі. . . Важливо відзначити, що алгоритм розраховує правильне значення тільки для прозорих розчинів, без розсіювання світла від зважених часток (каламутності). Розрахунок базується на законі Ламберта-Бера, який говорить: “Концентрація прямо пропорційна поглинанню світла при даній довжині хвилі. Розсіювання світла частинками або бульбашками імітує поглинання світла, що призводить до неправильного значення.

Ось посилання на статтю, написану Кевіном Коста з Hanna Instruments, яка є гарним оглядом того, як працюють колориметри Hanna Checkers (колориметр) https://www.reef2reef.com/ams/understanding-colorimetry-and-your-hanna-checker®-hc.341/

ОЦІНКА

Оцінка за допомогою цифрового вимірювального пристрою набагато простіша, ніж візуальна оцінка… Немає необхідності в оцінці кольору… Просто прочитайте цифровий вихід, щоб отримати значення.

ДЖЕРЕЛА ПОХИБКИ В ПРОЦЕДУРІ ТЕСТУВАННЯ (ОЦІНКИ) ​

Джерела похибки в процедурі тестування при цифровому тестуванні практично такі ж, як і при візуальному методі тестування, за винятком Приладу.

1) Неточне вимірювання реагенту
a. Неточні вимірювальні прилади
i. Крапельниці
ii. Шприци/піпетки
iii. Ложки
b. Процедурна похибка при вимірюванні реагентів
i. Не зчитування вимірювального меніска (помилка паралакса – див. частину 2)
ii. Не утримання крапельниць вертикально для дозування
iii. Бульбашки повітря в краплях при дозуванні
iv. Вимірювальна ложка над / під заповненням
(Приклади див. у таблиці 1-6 та на рис. 9-10 у частині 2 цієї статті)
2) Помилки приладу (лічильника – шашки Ганна або інші)
a. Процедурні помилки з інструментом
i. Флакони не чисті зовні; відбитки пальців, сліди води та/або подряпини
ii. Не однакове розташування пробірок кожного разу
iii. Використання однієї і тієї ж пробірки для декількох тестів. (Щоб запобігти цьому, промаркуйте флакони, див. рис. 21)
iv. Не закривати верхню частину лічильника, щоб уникнути потрапляння розсіяного світла
v. Забруднення та неналежне очищення та промивання внутрішньої частини віал та кришок
vi. Мікробульбашки в тесті, що спричиняють розсіювання світла
vii. Зважені матеріали в мерзенному спричиняють розсіювання світла
b. Похибки приладу
i. Не відповідає стандарту калібрувального тесту – поза калібруванням
ii. Пошкоджений прилад
iii. Вимірювач не призначений для тестування солоної води

У наведених нижче таблицях та ілюстраціях наведено приклади того, як деякі з вищезазначених помилок можуть вплинути на результати. Заява про точність – це середнє значення ± діапазон (високий мінус низький)

ЗОВНІШНЯ ПОВЕРХНЯ ФЛАКОНА ЗАБРУДНЕНА
ТОЧНІСТЬ
12 ± 14

ЗОВНІШНЯ ПОВЕРХНЯ ФЛАКОНА ЧИСТА

ТОЧНІСТЬ
10.6 ± 3

ДОВІЛЬНЕ РОЗТАШУВАННЯ ФЛАКОНУ

ТОЧНІСТЬ
10.4 ± 5

ПОСЛІДОВНЕ ПОЗИЦІОНУВАННЯ ФЛАКОНА

ТОЧНІСТЬ
10.2 ± 2
ТАБЛИЦЯ 10А

Як видно з таблиць 9-10А, чистий флакон і послідовне позиціонування підвищують точність. Щоб допомогти з позиціонуванням флаконів, я розмістив мітку на флаконі і на шашці. Я вирівнюю їх, коли поміщаю пробірку в шашку. (Див. Рис. 20) Я також маркую флакони, щоб запобігти перехресному забрудненню. (Див. Рис. 21)

ПРОМИВАННЯ ТА ЗАБРУДНЕННЯ ФЛАКОНІВ

Рис 22 Пояснення

Зразок мерзоти спорожняють, потім поміщають на абсорбуючий матеріал (фактично туалетний папір) і дають йому стекти. Потім його промивали, спорожняли і знову давали стекти. Це було повторено 3 рази. Наприкінці другого ополіскування невелика кількість забруднення все ще була помітна, і було потрібно третє ополіскування. Це свідчить про те, що “найкращою” практикою є 3 промивання. Слід також зазначити, що ковпачок випорожнювача також необхідно промивати, оскільки він може бути джерелом забруднення. (Примітка щодо забруднення: 1 ppm – це приблизно 7 крапель в 60 галонах, що означає, що для забруднення 10 мл тестового флакону потрібно дуже і дуже мала кількість – 0,000001 мл).

ВИСНОВКИ ЩОДО ЦИФРОВИХ МЕТОДІВ ТЕСТУВАННЯ ​

Багато з тих самих висновків, які ми бачили у візуальному тестуванні, можуть бути застосовані до інструментального (цифрового) тестування. Ключові елементи ті ж самі. Вони висвітлені в розділі “Впровадження належної лабораторної практики (ОЦІНКА)” розділу “Візуальне тестування”. Належна лабораторна “найкраща практика” застосовується також і тут. (Див. ЧАСТИНУ 3 – ВИСНОВОК ЩОДО МЕТОДІВ ВІЗУАЛЬНОГО ТЕСТУВАННЯ) Основна відмінність полягає в самому інструменті.

ЗНАЙТЕ СВІЙ ІНСТРУМЕНТ: ​

Важливо розуміти статистику продуктивності приладу (лічильника), який ви використовуєте, а також правила догляду за ним, калібрування та правильного використання. Ось деякі моменти, які слід враховувати при використанні приладу, які можуть допомогти у використанні “найкращих практик”:

1) Яка заявлена точність?

Для цього важливо знати значення величини, яку Ви отримуєте в результаті тесту. Знання значущості значення допомагає приймати рішення щодо будь-яких дій, які можуть бути необхідними. Наприклад, Hanna Calcium Checker має заявлену точність ±6% від показань. Якщо показник становить 400 ppm, то насправді він може бути 424 ppm або 376 ppm. Це означає, що “фактичне” значення може бути між цими двома значеннями. Одним із способів кращого кількісного визначення цього значення для окремого приладу є проведення тестів на відомих розчинах або стандартах. Таким чином можна краще визначити точність. Після того, як це значення відоме, якщо прилад має хорошу повторюваність, можна застосувати поправочний коефіцієнт для отримання більш точних результатів. Наприклад, мій Calcium Checker постійно вимірює на 15-20 ppm нижче в порівнянні з відомими стандартами 350 і 400 ppm … (4-5%) Ключовим словом тут є “постійно”. При вимірюванні зразка я просто множу отримане значення на 1,05 і отримую свої результати. Використовуючи цей метод, я постійно перебуваю в межах ± 10 проміле від результатів зовнішніх джерел тестування.

На всіх приладах Hanna Checkers вказані значення точності. Вони вказані або у відсотках від показань лічильника, або у вигляді ± проміле або проміле плюс відсоток від показань лічильника. Наприклад, HI 736 Phosphorus Ultra Low Range має заявлену точність ±5ppb ±5% від показань. Тоді показання лічильника, що дорівнює 10, матиме діапазон 10 частин на мільярд ± 5 частин на мільярд плюс 5% від 10 частин на мільярд = 0,5 частин на мільярд… Це означає, що “фактичне” значення буде між 4,5 частинами на мільярд і 15,5 частинами на мільярд. Знову ж таки, шляхом “калібрування” лічильника з відомими розчинами можна краще визначити “справжнє” значення для цього конкретного лічильника.

Важливо відзначити, що точність повинна визначатися шляхом вимірювання за відомим зразком. Отримання відомих стандартів є складним завданням. Еталонні калібрувальні стандарти для нашого хобі (морська вода) нелегко знайти… Особливо сертифіковані… і вони дорогі. Ось приклад https://highpuritystandards.com/elements-in-seawater/ (Це той, що використовується в статті Річа Росса та доктора Кріса Мопіна в “Скептичному утриманні рифів”). Є й інші, які ви можете придбати, вони не сертифіковані, але перевірені за допомогою тестування ICP… Як цей https://www.bulkreefsupply.com/fauna-marin-multi-reference-solution.html Я, як правило, готую свої власні стандарти. Справа в тому, що ви повинні мати хорошу ціль, щоб знати, чи дає ваш тест точні результати. Тобто точність може бути високою (хороша повторюваність і відтворюваність), але вона може бути абсолютно неправильною.

2) Яка точність приладу?

Точність – це те, наскільки близькі два або більше вимірювань один до одного, незалежно від точності вимірювання. Важливо, щоб прилад міг вимірювати один і той же зразок кілька разів і отримувати однакові (або дуже близькі) результати. Якщо це не так, то стає дуже важко встановити точність.

Одним з методів визначення точності приладу є вимірювання одного і того ж зразка за допомогою приладу кілька разів. Потім отримані значення додаються разом, а потім діляться на загальну кількість зразків. Це дає середнє значення (Avg.) набору зразків. Найнижче значення в наборі віднімається від найвищого значення в наборі, щоб отримати “діапазон” Точність потім подається як середнє значення ± значення діапазону. (Див. приклад і таблицю 11)

Приклад: HI 736 Тест на наднизьку точність визначення фосфору в наднизькому діапазоні
ВИМІРЮВАННЯ
ЗНАЧЕННЯ ppb

ДІАПАЗОН = 105-99 = 6 ПОКАЗНИК ТОЧНОСТІ 101,5 ± 6 ppb

Випробування проводилося з використанням набору зразків для перевірки калібрування Hanna в якості зразка для вимірювання. Ці набори доступні для всіх приладів Hanna Checker і корисні для тестування точності, а також для перевірки того, чи знаходиться прилад в межах діапазону калібрування.

Існують і інші методи оцінки точності, і якщо ви зацікавлені, ось посилання, щоб побачити, як вони виконуються.

3) Чи підлягає прилад відхиленню електромагнітної сумісності?

Відхилення ЕМС – це відхилення в точності через електромагнітні перешкоди. Використання приладу поблизу джерела електромагнітних завад (неекранований електродвигун, екран комп’ютера, деякі люмінесцентні лампи і т.д.) може призвести до помилок в показаннях. Технічна специфікація приладу дасть вам знати, чи є це проблемою. Наприклад, HI-736 Phosphorus Checker має відхилення електромагнітної сумісності ±5ppb.

4) Періодично виконуйте перевірку калібрування приладів.

Перевірка того, чи вимірює прилад в прийнятному діапазоні, допоможе забезпечити надійність результатів. Зразки для перевірки калібрування Hanna призначені для цієї мети. Я перевіряю свій щомісяця або якщо я підозрюю, що може виникнути проблема з нестабільними вимірюваннями. Зберігайте контрольну карту (запис) результатів калібрування з плином часу. Це допоможе вам відслідковувати роботу приладів з часом і допоможе виявити будь-які тенденції.

5) Прочитайте інструкцію з експлуатації приладу.

Уважно прочитайте інструкцію з експлуатації приладу. Зверніть увагу на такі речі, як робоче середовище, вимоги до калібрування, коди помилок та інші інструкції з експлуатації.

Все це і, швидше за все, більше – це кроки, які необхідно зробити, щоб забезпечити максимально точне і точне вимірювання. Проведення максимально точних і точних вимірювань у поєднанні з найкращими лабораторними методами забезпечує надійну інформацію про якість води в акваріумі. Це дасть вищий ступінь впевненості у прийнятті будь-яких необхідних коригувальних дій.

BRS зняв відеоролик на цю тему (посилання нижче), який також ілюструє цей момент. Єдина проблема, яку я маю з їх підходом, полягає в тому, що вони визначили “точність” як середнє значення показань, віднімаючи найвищі та найнижчі 10% показань, щоб отримати цільове значення. Я не думаю, що це визначає точність. Дійсний еталонний стандарт був би кращим підходом, але, тим не менш, він є цінним для ілюстрації цього питання. https://www.bulkreefsupply.com/video/view/can-you-trust-your-saltwater-test-kit-or-your-testing-skills-on-your-reef-tank-brstv-investigates/? browse_eid=b3e52ff6-9fa6-460d-900f-e636559973d2&utm_source=bronto&utm_medium=email&utm_term=WATCH+VIDEO&utm_content=[VIDEO]+Can+you+trust+your+test+kit? &utm_campaign=Video+071919&_bta_tid=00891137605476391548835156685805154972018283493119219376896555356694754057504034082108396405036106573321

ICP-ТЕСТУВАННЯ ​

ICP-тестування солоної води стало дуже популярним в останні кілька років. У зв’язку з цим слід замислитися над кількома речами, що стосуються результатів, отриманих за допомогою цього методу. Спектроскопія з індуктивно зв’язаною плазмою (ICP) – це аналітичний метод, який використовується для виявлення та вимірювання елементів для аналізу хімічних зразків. Процес заснований на іонізації зразка надзвичайно гарячою плазмою, зазвичай виготовленою з газу аргону. ICP буває різних “смаків”.

ICP AES ​

Атомно-емісійна спектроскопія з індуктивно зв’язаною плазмою (ICP-AES) або атомно-емісійна спектроскопія з індуктивно зв’язаною плазмою – це метод, який може визначати концентрації слідів до основних елементів і може виявляти більшість елементів періодичної таблиці. Надійні результати можуть бути отримані для близько 70 елементів з межами виявлення в діапазонах частин на мільярд.

ICP MS ​

Мас-спектрометрія з індуктивно-зв’язаною плазмою (ICP-MS) або мас-спектрометрія з індуктивно-зв’язаною плазмою має високу чутливість і здатна проводити багатоелементний слідовий аналіз і ультраслідовий аналіз, часто на рівні частин на трильйон. Тестування на наявність мікроелементів може бути виконано для цілого ряду матеріалів, від суперсплавів до матеріалів високої чистоти.

ICP OES (Цей метод найбільш широко використовується для тестування зразків солоної води)

ICP-OES (Індуктивно-зв’язана плазма – оптична емісійна спектрометрія) – це метод, в якому склад елементів в зразках (в основному розчинених у воді) може бути визначений за допомогою плазми і спектрометра.

Важливим фактором, який слід враховувати при тестуванні ICP, є те, що це Метод . Це означає, що так само, як і методи, описані вище (візуальне тестування та інструментальне тестування), він схильний до багатьох з тих же помилок… Помилки в підготовці зразків… Помилки в калібруванні приладів… Процедурні помилки… ETC. Проведення ICP-тесту не є тривіальною справою. Це не просто складний інструмент, в який Ви поміщаєте зразок і отримуєте відповідь. Він складається з процедур і методів, яких необхідно точно дотримуватися, щоб отримати точні результати. Я кажу це, щоб підкреслити, що хоча ICP-тести дають велику кількість числових даних, звітність в проміле і проміле може бути схильна до помилок і неправильних методів, так само як і наші набори Hobby Grade Kits. Це означає, що тестування ICP вимагає точності, і діапазони точності такі ж, як і в попередньому тесті, про який йшлося вище. Річ Росс і доктор Кріс Мопін опублікували чудову статтю в журналі Reefs Magazine під назвою “Скептичне рифівництво 12: Triton Lab ICP-OES тестування сертифікованого стандарту штучної солоної води”. Ця стаття ілюструє цей момент. —Ось посилання на статтю http://packedhead.net/2015/triton-lab-icp-oes-testing-of-a-certified-artificial-saltwater-standard/

Ключовими моментами, які слід пам’ятати, є те, що результати тестування ICP піддаються варіаціям і помилкам, і тому не є “абсолютними” значеннями.

Протягом останніх кількох місяців я надсилала свої зразки води до 3 різних лабораторій ICP та записувала дані для порівняння. Всі 3 лабораторії стверджують, що вони мають високу “точність” і “прецизійність”. Як показує стаття Ross & Maupin, це не зовсім так у всіх сферах аналізу. Розглядаючи 3 різні послуги ICP (ідентифіковані як ICP 1-3), стає очевидним, що не всі тести ICP створені рівними… принаймні, з моєї точки зору. У таблиці (Таблиця 12) нижче наведено порівняння 3 різних лабораторій з тестування ІСП, які тестували один і той самий зразок. 3 зразки були відібрані в кожну із зазначених дат і відправлені в лабораторію ІСП в той же день. Багато значень близькі, але деякі не є близькими. Тоді виникає питання, яке з них є правильним. На це питання важко відповісти, оскільки дані не включають жодних конкретних заяв про точність для кожного з перевірених елементів. З точки зору системи якості це створює проблему. Якщо звітне значення становить, скажімо, 0,1 проміле, яка можлива похибка в цьому значенні на основі заяви про точність: ± 0,01 проміле або ± 0,05 проміле? Ці два варіанти можуть мати абсолютно різні реакції на звітне значення, якщо, скажімо, ми маємо справу з йодом. Жовті клітинки в Таблиці 12 – це елементи, які найчастіше контролюються і дозуються для коригування.

Я хочу внести ясність. Я не ставлюся негативно до ICP-тестування. Я думаю, що це виводить наше хобі на новий рівень тестування. З огляду на це, я думаю, що чітка заява про очікувану точність для кожного з елементів була б дуже корисною при прийнятті рішень щодо будь-яких дій, які ми повинні робити на основі отриманих результатів.

ТАБЛИЦЯ 12
ОСТАТОЧНІ ВИСНОВКИ

У цій серії з 4 частин ми висвітлили багато питань, і є ще багато чого, що можна було б сказати. Сподіваємось, ви знайшли кілька цінних порад, які допоможуть вам покращити точність та достовірність вашого тестування води.

Як було зазначено у вступі; тестування води в акваріумі – це аналітичний метод. Як і будь-який інший аналітичний метод, він розділяє проблему отримання хорошої точності і достовірності. Підходячи до тестування з точки зору систем якості, ми можемо підвищити нашу точність і точність і бути впевненими в наших результатах, щоб забезпечити нашим акваріумним тваринам найкраще середовище.

Source: www.reef2reef.com