HSC 化學:理解低於檢出限的分析結果

學習如何在 HSC 化學中區分不存在、未檢出,以及已檢出但無法定量的污染物。透過檢出限、校正曲線、計算範例及結果報告規則,準確解讀分析結果。

想像一下,你正在檢測溪水中的溶解態銅。儀器測得的吸光度為 0.029,而試劑空白的讀數約為 0.020。這代表銅不存在、以低濃度存在,還是其訊號根本無法與背景雜訊區分?

單憑這個讀數,無法確定答案。在進行任何計算之前,先想想你會如何報告結果:報告一個濃度、「未檢出」,還是「已檢出,但無法可靠地定量」?

答案取決於三個因素:檢出限、定量限,以及校正範圍。分析污染物時,理解這三者的差異至關重要,因為儀器提供的數字並不一定代表可靠的測量結果。

01判斷規則:你實際上可以報告什麼?

首先,判斷你的結果屬於哪一類。

測量結果有充分依據的結論不可聲稱的內容
訊號未達檢出判準使用此方法未能檢出該物質。該物質絕對不存在。
訊號達到檢出判準,但低於定量限已檢出該物質,但無法可靠地測定其濃度。計算所得的濃度是準確的。
濃度位於經驗證的定量校正範圍內根據校正關係計算並報告濃度。宣稱比此方法所能支持的程度更高的精確度。
結果超過校正上限如適用,稀釋樣本後重新測量。外推得到的濃度必然有效。

關鍵在於依序進行以下三項檢查:

  • 儀器能否區分樣本訊號與背景雜訊?
  • 如果可以,訊號是否足夠強,能夠可靠地測定濃度?
  • 濃度是否位於此方法已經過驗證的範圍內?

如何報告污染物測量結果

  1. 測量樣本與空白

    確定樣本訊號及背景變動。

  2. 檢查檢出限

    低於檢出判準:報告為「未檢出」,而非零。

  3. 檢查定量限

    已檢出但低於 LOQ:報告為「已檢出,但無法可靠定量」。

  4. 檢查校正範圍

    位於經驗證範圍內:進行定量;高於上限:稀釋後重新測量。

  5. 選擇報告方式

    列明結果、單位及限值,避免誇大確定性。

未檢出不代表不存在。只有在經驗證的範圍內才能進行可靠定量;超過上限的結果需要適當稀釋並重新測量。

01不存在、未檢出,以及已檢出但低於定量限

這三種描述代表不同的意思。混淆它們,可能導致超出實驗證據所能支持的結論。

不存在

如果某種物質不存在,就表示樣本中沒有這種物質。

然而,僅僅因為儀器讀數接近零,一般的分析測試並不能證明該物質絕對不存在。該物質可能以低於此方法檢出能力的濃度存在。所測試的水樣也可能無法代表整條溪流的水質。

未檢出

當測得的響應未達到此方法用來區分分析物與背景雜訊的判準時,就表示該物質「未檢出」。

但分析物仍可能存在,其濃度可能低於此方法的檢出限。

例如,假設某個經驗證的方法對溶解態銅的檢出限為 0.06 mg/L,那麼報告結果為「未檢出」,並不代表銅的濃度確切等於 0 mg/L。

這只能證明,在該方法的測試條件下,未能檢出銅。

已檢出,但低於定量限

這是另一種情況。訊號可以與背景區分,但訊號太弱,無法讓此方法以可接受的可靠程度測定濃度。

你有證據顯示該物質存在,但無法有把握地為它指定一個精確濃度。

三種不同的分析結論

不存在

證據支持:該物質不存在。

超出證據:僅憑接近零的讀數便斷定物質不存在。

未檢出

證據支持:訊號未達檢出判準。

超出證據:濃度確切等於零。

已檢出,但低於 LOQ

證據支持:訊號可與背景區分;濃度無法可靠確定。

超出證據:計算所得的濃度是準確的。

未檢出並不能證明物質不存在。檢出表示訊號可以與背景區分;要可靠地定量,則需要足夠的測量品質。

請記住以下重要區別:

  • 檢出:訊號是否能與背景區分。
  • 定量:物質的含量是否能被可靠地測定。

一個結果可以符合第一項條件,卻不符合第二項條件。

02背景訊號與空白測量

即使沒有分析物存在,儀器也不一定會給出零讀數。

假設你使用一種示例性的比色法測量溶解態銅。銅與適當的試劑反應,形成有色錯合物,再由儀器測量其吸光度。在受控條件下,銅的濃度越高,吸光度讀數也越高。

然而,試劑、容器、儀器,以及水中的其他物質,也可能對測得的訊號有所貢獻。

因此,儀器測量到的響應,同時包含分析物本身的貢獻與背景效應。

什麼是空白?

空白樣本經過製備和測量,用來估計背景響應。例如,試劑空白包含各種試劑,並經過與樣本相同的製備步驟,但不含正在測量的分析物。

想像一下,你試著在嘈雜的房間裡聽清楚某人的耳語。微弱的聲音可能來自說話的人、背景噪音,或兩者兼有。

空白測量有助於建立判斷樣本時所依據的噪音水平。不過,與人類聽覺不同,分析方法應使用明確的測量判準與方法驗證,而不是依賴個人的主觀判斷。

在以下這個示例性的銅分析中,五次空白測量得到下列吸光度讀數:

空白測量次數吸光度,\(A\)
10.020
20.022
30.019
40.021
50.018

空白訊號的平均值為

\[ \bar A_{\text{blank}}=0.020 \]

樣本標準差約為

\[ s=0.00158 \]

標準差 \(s\) 描述各次讀數相對於平均值的變動程度。標準差越大,代表背景變動越大,因此越難將微弱的分析物訊號與背景區分。

請注意,空白讀數的平均值是 0.020,而不是零。當你將儀器訊號換算成濃度時,這一點十分重要。

另一項限制是,試劑空白不一定能涵蓋溪水中的所有影響因素。天然存在的有色溶解物質或樣本中的其他成分,都可能影響吸光度。在信任校正結果之前,必須控制或考慮這些基質效應。

03計算濃度之前,先理解校正曲線

儀器測量的是訊號,而不是直接測量濃度。若要將訊號換算成濃度,你需要一個校正關係。

校正曲線是透過測量含有已知分析物濃度的標準溶液建立的,並用來描述這些濃度與儀器響應之間的關係。

對於這個示例方法,假設在經驗證的範圍內,兩者呈線性關係:

\[ A=0.020+0.080C \]

其中:

  • \(A\) 是測得的吸光度,此處以吸光度單位(AU)表示。
  • \(C\) 是溶解態銅的濃度,單位為 mg/L。
  • \(0.020\) 是截距,在這個簡化模型中代表基線響應。
  • \(0.080\) 是校正斜率,單位為 AU per mg/L。

斜率表示銅濃度每增加 1 mg/L,吸光度會改變多少。

將方程式重新整理,即可求出與測得訊號相對應的表觀濃度:

\[ C=\frac{A-0.020}{0.080} \]

你必須先扣除基線,再除以斜率。如果直接將原始吸光度除以斜率,就會錯誤地把背景訊號全部當成來自銅的訊號。

什麼是校正範圍?

在這個例子中,經驗證的定量校正範圍為 0.20-2.00 mg/L。

在此範圍內,該方法已經過驗證,能在指定條件下提供可靠的定量結果。

根據校正方程式,這個範圍所對應的吸光度讀數如下:

  • 在 0.20 mg/L 時:\(A=0.036\)
  • 在 2.00 mg/L 時:\(A=0.180\)

直線方程式在數學上可以算出超出這些界限的濃度,但這並不代表該濃度有效。

低於下限時,訊號可能太弱,無法可靠地定量。高於上限時,儀器響應可能不再符合經驗證的關係。

銅的示例校正圖,顯示吸光度隨濃度線性增加、空白基線為 0.020 AU、檢出限約為 0.06 mg/L、定量限為 0.20 mg/L,以及定量校正上限為 2.00 mg/L。
  • 校正:A = 0.020 + 0.080C
  • 空白基線:0.020 AU
  • LOD ≈ 0.06 mg/L
  • LOQ = 0.20 mg/L
  • 校正上限 = 2.00 mg/L
此處為示例方法數據,並非實驗測量結果。銅的濃度介乎 0.06 mg/L 至低於 0.20 mg/L 時,可能可以檢出,但無法可靠地定量。經驗證的定量範圍為 0.20-2.00 mg/L。

因此,必須遵守一項重要原則:校正方程式只有在經過驗證的條件與範圍內,才能作為可靠的定量工具。

04檢出限與定量限

檢出限與定量限回答的是不同問題。

檢出限(LOD)

檢出限(limit of detection,LOD)是指依據指定的檢出判準,此方法能夠將分析物與背景區分的最低濃度。

低於此限值時,使用該方法便無法可靠地將訊號與背景區分。

定量限(LOQ)

定量限(limit of quantification,LOQ)是指在此方法經驗證的條件下,能以可接受的精密度與準確度測量的最低分析物濃度。

定量限通常高於檢出限。要確定訊號能與背景區分,只需要足夠強的訊號;但要可靠地測定含量,則需要更強的訊號。

計算示例中的限值

在這個例子中,使用以下簡化規則:

\[ A_{\mathrm{LOD}}=\bar A_{\text{blank}}+3s \]

\[ A_{\mathrm{LOQ}}=\bar A_{\text{blank}}+10s \]

其中,\(A_{\mathrm{LOD}}\) 和 \(A_{\mathrm{LOQ}}\) 是訊號閾值,\(\bar A_{\text{blank}}\) 是空白訊號的平均值,而 \(s\) 是空白讀數的標準差。

這些倍數適用於本教學示例,但並非所有分析方法都通用的規則。實際實驗室會使用經驗證且針對特定方法制定的程序,來確定其報告限值。

使用空白數據:

\[ \begin{aligned} A_{\mathrm{LOD}}&=0.020+3(0.00158)\\ &\approx 0.0247\ \mathrm{AU} \end{aligned} \]

\[ \begin{aligned} A_{\mathrm{LOQ}}&=0.020+10(0.00158)\\ &\approx 0.0358\ \mathrm{AU} \end{aligned} \]

這些限值以儀器訊號表示。若要將它們換算成對應的濃度,必須使用校正斜率,並扣除空白基線。

對於 LOD:

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{LOD}} &=\frac{0.0247-0.0200}{0.080}\\ &\approx 0.059\ \mathrm{mg/L}\\ &\approx 0.06\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

對於 LOQ:

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{LOQ}} &=\frac{0.0358-0.0200}{0.080}\\ &\approx 0.198\ \mathrm{mg/L}\\ &\approx 0.20\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

因此,此方法的示例性限值如下:

項目數值
檢出限0.06 mg/L
定量限0.20 mg/L
定量校正下限0.20 mg/L
定量校正上限2.00 mg/L

重要的是 0.06 至 0.20 mg/L 之間的區間。在這個區間內,可能可以檢出銅,但使用此方法無法可靠地報告其濃度。

05如何報告結果

了解各項限值後,應選擇與證據相符的措辭。

如果未檢出該物質:

未檢出銅。此方法的 LOD 為 0.06 mg/L。

實驗室可能會採用「ND, LOD = 0.06 mg/L」這種報告格式。不要將它改寫成「0 mg/L」。

如果已檢出該物質,但低於 LOQ:

已檢出銅,但其濃度低於 0.20 mg/L 的定量限。

這樣的表述說明訊號可以與背景區分,同時不會假裝已準確掌握其含量。

如果結果位於定量校正範圍內:

測得的銅濃度為 0.30 mg/L。

應附上單位、適當的有效數字,以及任何必要的不確定度或稀釋資訊。

如果結果超出校正範圍:

初始結果超出經驗證的校正範圍。樣本經稀釋後重新分析,再計算原始濃度。

這樣能清楚交代結果的依據,也能避免將超出範圍的測量結果當成已經過驗證的結果。

07計算示例

計算示例:計算可正式報告的濃度

一份溪水樣本的吸光度為 0.044 AU。使用校正方程式 \(A=0.020+0.080C\),計算銅的濃度,並判斷能否將結果作為定量結果報告。

步驟 1

吸光度 0.044 AU 高於約為 0.0358 AU 的 LOQ 訊號閾值。濃度也應位於經驗證的 0.20-2.00 mg/L 範圍內。

步驟 2

\[ C=\frac{A-0.020}{0.080} \]

步驟 3

\[ \begin{aligned} C&=\frac{0.044-0.020}{0.080}\\ &=\frac{0.024}{0.080}\\ &=0.30\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

吸光度單位會與校正斜率中的吸光度單位相消,最後留下 mg/L 的濃度單位。

步驟 4

計算所得的濃度 0.30 mg/L 位於經驗證的定量範圍內。如果樣本基質與製備過程均符合此方法的條件,就可以報告結果為 0.30 mg/L。

重要的是,計算與範圍檢查兩者缺一不可。單有一個看似合理的數值答案,並不足以確保結果可靠。

計算示例:訊號高於 LOD,但低於 LOQ

第二份樣本的吸光度為 0.029 AU。一名學生使用校正方程式,報告銅的濃度約為 0.11 mg/L。這樣的報告有充分依據嗎?

步驟 1

測得的訊號為

\[ 0.0247<0.029<0.0358 \]

它高於檢出閾值,但低於定量閾值。

步驟 2

\[ \begin{aligned} C&=\frac{0.029-0.020}{0.080}\\ &=\frac{0.009}{0.080}\\ &=0.1125\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

方程式可以算出一個數字,但這並不能證明該數字可靠。

步驟 3

表觀濃度低於 0.20 mg/L 的 LOQ。此方法檢測到與銅存在相符的訊號,但在這個濃度水平下,無法可靠地定量。

有充分依據的報告是:

已檢出銅,但其濃度低於 0.20 mg/L 的定量限。

不要將 0.11 mg/L 當作可靠的定量結果報告。增加小數位數並不能消除不確定性。

計算示例:樣本超出校正範圍

一份未稀釋的水樣吸光度為 0.220 AU。定量校正範圍為 0.20-2.00 mg/L。分析人員將樣本稀釋五倍,重新測量後得到 0.060 AU 的吸光度。

假設稀釋準確、製備過程中沒有損失銅,而且基質效應受到控制,求出原始樣本中的銅濃度。

步驟 1

當濃度為 2.00 mg/L 時,校正方程式預測的吸光度為 0.180 AU。未稀釋樣本的讀數 0.220 AU 高於此值。

直接將 0.220 代入方程式會得到 2.50 mg/L,但這項計算是將校正關係外推至經驗證範圍之外,因此不足以作為可靠結果的證據。

步驟 2

稀釋後樣本的吸光度為 \(A=0.060\) AU。

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{diluted}} &=\frac{0.060-0.020}{0.080}\\ &=\frac{0.040}{0.080}\\ &=0.50\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

此濃度位於經驗證的校正範圍內,並且高於 LOQ。

步驟 3

稀釋五倍表示原始濃度是稀釋後測得濃度的五倍。

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{original}} &=5C_{\mathrm{diluted}}\\ &=5(0.50\ \mathrm{mg/L})\\ &=2.50\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

步驟 4

根據在經驗證範圍內測得的稀釋樣本結果,原始樣本的銅濃度估計為 2.50 mg/L。

報告高於 2.00 mg/L 的原始濃度並不矛盾。校正範圍適用於實際接受測量的溶液。經過驗證的稀釋程序可以讓該溶液回到校正範圍內,同時仍能計算原始濃度。

然而,以原始樣本為基準表示時,稀釋也會提高有效檢出限與定量限。如果稀釋導致測得的訊號太弱而無法定量,即使將結果乘以稀釋倍數,也無法恢復已失去的可靠性。

08常見錯誤

錯誤 1:未檢出物質時,直接報告為零

未檢出表示此方法無法將訊號與背景區分,並不能證明物質絕對不存在。

應報告未檢出結果及相關的方法限值,而不是自動指定 0 mg/L 的濃度。

錯誤 2:將 LOD 與 LOQ 視為可以互換的概念

LOD 涉及檢出;LOQ 則涉及可靠的定量。

樣本可以產生可檢出的訊號,卻無法提供可靠的濃度。決定如何報告之前,務必同時檢查這兩項限值。

錯誤 3:直接將原始訊號除以校正斜率

在這個示例方法中,方程式是 \(A=0.020+0.080C\),而不只是 \(A=0.080C\)。

必須考慮基線:

\[ C=\frac{A-0.020}{0.080} \]

忽略截距會錯誤地將背景響應歸因於銅。

錯誤 4:將結果外推至校正範圍之外

即使測得的訊號超出經驗證的範圍,計算機仍然會算出一個濃度。但這項計算並不能證明校正關係在該範圍內仍然有效。

在適當的情況下,應稀釋樣本並重新測量,然後套用稀釋倍數。

錯誤 5:認為小數位數越多,準確度就越高

計算所得的 0.1125 mg/L,並不一定比「已檢出,但低於 0.20 mg/L 的 LOQ」這種報告更有資訊價值。

計算機顯示的位數,並不能說明儀器是否能支持該程度的精密度。

錯誤 6:忽略樣本基質

校正曲線可能適用於經過製備的標準溶液,卻可能對含有其他溶解物質的溪水樣本產生偏差結果。

如果基質改變了儀器響應,校正方程式可能不再能提供有效的濃度。此方法可能需要使用適當的基質匹配校正、標準添加法,或其他經驗證的修正方法。

09問題與解答

問題 1

一份水樣的吸光度為 0.052 AU。校正方程式為 \(A=0.020+0.080C\),經驗證的定量範圍為 0.20-2.00 mg/L。

計算銅的濃度,並說明是否可以將結果作為定量結果報告。

解答 1

銅的濃度為 0.40 mg/L,位於經驗證的定量範圍內。

重新整理校正方程式:

\[ C=\frac{A-0.020}{0.080} \]

代入測得的吸光度:

\[ \begin{aligned} C&=\frac{0.052-0.020}{0.080}\\ &=\frac{0.032}{0.080}\\ &=0.40\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

計算所得的濃度高於 0.20 mg/L 的 LOQ,並低於 2.00 mg/L 的校正上限。只要符合此方法的其他條件,0.40 mg/L 就是有充分依據的定量結果。

單靠計算並不能確立這一點。範圍檢查可以確認此方法是否足以支持所報告的數值。

問題 2

五次空白測量的吸光度讀數分別為 0.020、0.022、0.019、0.021 和 0.018 AU。其平均值為 0.020 AU,樣本標準差為 0.00158 AU。

使用以下簡化規則:

\[ A_{\mathrm{LOD}}=\bar A_{\mathrm{blank}}+3s \]

以及

\[ A_{\mathrm{LOQ}}=\bar A_{\mathrm{blank}}+10s \]

並使用每 mg/L 對應 0.080 AU 的校正斜率,計算以 mg/L 表示的 LOD 和 LOQ。

某個樣本的吸光度為 0.031 AU。應如何報告此結果?

解答 2

此方法的 LOD 約為 0.06 mg/L,LOQ 約為 0.20 mg/L。樣本已被檢出,但無法可靠地定量。

首先計算訊號閾值:

\[ \begin{aligned} A_{\mathrm{LOD}}&=0.020+3(0.00158)\\ &=0.02474\ \mathrm{AU} \end{aligned} \]

\[ \begin{aligned} A_{\mathrm{LOQ}}&=0.020+10(0.00158)\\ &=0.0358\ \mathrm{AU} \end{aligned} \]

將每個閾值換算成對應的濃度:

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{LOD}} &=\frac{0.02474-0.020}{0.080}\\ &\approx0.059\ \mathrm{mg/L}\\ &\approx0.06\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{LOQ}} &=\frac{0.0358-0.020}{0.080}\\ &\approx0.198\ \mathrm{mg/L}\\ &\approx0.20\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

樣本訊號為 0.031 AU,介於兩個訊號閾值之間:

\[ 0.02474<0.031<0.0358 \]

其表觀濃度為

\[ \begin{aligned} C&=\frac{0.031-0.020}{0.080}\\ &=0.1375\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

雖然校正方程式得出 0.1375 mg/L 的表觀值,但此數值低於 LOQ,因此不應將其作為可靠的濃度報告。

有充分依據的表述是:「已檢出銅,但低於 0.20 mg/L 的 LOQ。」

問題 3

兩間實驗室使用不同的經驗證方法,分析同一份溪水樣本。

  • 方法 A 的 LOD 為 0.06 mg/L,LOQ 為 0.20 mg/L。結果報告為「未檢出」。
  • 方法 B 的 LOD 為 0.02 mg/L,LOQ 為 0.10 mg/L。結果報告為「已檢出,低於 LOQ」。

這些結果必然互相矛盾嗎?請說明可以得出什麼結論,以及哪些方面仍不確定。

解答 3

這些報告不一定互相矛盾。 方法 B 能檢出比方法 A 更低的濃度,因此可以區分出一個微弱訊號,而方法 A 無法可靠地將該訊號與背景區分。

例如,濃度約為 0.03 mg/L 時,會低於方法 A 的 LOD,卻高於方法 B 的 LOD。在適當的方法條件下,這可能產生上述兩種不同的報告結果。

然而,方法 B 的結果仍低於其 0.10 mg/L 的 LOQ,因此無法提供可靠的定量濃度。

最有力的結論是:方法 B 檢測到與分析物存在相符的訊號,而方法 A 在其自身的測試條件下未能檢出。兩份報告都無法確定實際濃度。

重要原則是,檢出限是特定方法在指定條件下的特性,而不是污染物本身的通用特性。

問題 4

一份未稀釋的水樣吸光度為 0.220 AU。校正方程式為 \(A=0.020+0.080C\),經驗證的定量範圍為 0.20-2.00 mg/L。

經過五倍稀釋後,樣本的吸光度為 0.060 AU。

計算原始濃度,並解釋為何需要測量稀釋後的樣本。假設分析物沒有損失,而且稀釋方式與樣本基質均適用於此方法。

解答 4

原始樣本中的銅濃度為 2.50 mg/L,此數值是根據稀釋樣本的有效測量結果計算得出的。

未稀釋樣本的訊號為 0.220 AU,超過校正響應上限 0.180 AU。直接將其換算成濃度,會將校正關係外推至經驗證範圍之外。

因此,先計算稀釋後的濃度:

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{diluted}} &=\frac{0.060-0.020}{0.080}\\ &=0.50\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

稀釋後的濃度位於定量校正範圍內。

套用稀釋倍數:

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{original}} &=5(0.50\ \mathrm{mg/L})\\ &=2.50\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

原始濃度超出校正範圍,但這是可以接受的,因為稀釋後的溶液是在範圍內測量,而且正確地套用了稀釋倍數。

關鍵在於區分原始水樣中的濃度,以及儀器實際測量的溶液中的濃度。後者必須符合此方法的定量要求。

問題 5

某項環境指引規定,溶解態銅的濃度為 0.10 mg/L。

某實驗室使用的方法具有 0.06 mg/L 的 LOD、0.20 mg/L 的 LOQ,以及校正方程式 \(A=0.020+0.080C\)。經驗證的定量範圍為 0.20-2.00 mg/L。

一份溪水樣本的吸光度為 0.029 AU。

一名學生計算出表觀濃度,並得出樣本超過指引限值的結論。另一名學生則認為,由於結果低於 LOQ,因此樣本符合指引要求。

哪一個結論有充分依據?請解釋這兩種說法的問題,並指出要作出有充分依據的判斷,下一步需要進行什麼測量。

解答 5

根據這個結果,無法可靠地判定樣本符合或超過指引限值。 樣本訊號可以被檢出,但此方法無法可靠地定量其濃度,因此不能確定濃度高於還是低於 0.10 mg/L 的指引限值。

第一名學生計算得出:

\[ \begin{aligned} C_{\mathrm{apparent}} &=\frac{0.029-0.020}{0.080}\\ &=0.1125\ \mathrm{mg/L} \end{aligned} \]

看似合理的結論是,0.1125 mg/L 高於 0.10 mg/L,因此樣本必定不符合指引要求。

問題在於,計算所得的數值低於此方法的 LOQ,即 0.20 mg/L。這只是一個表觀濃度,而不是經可靠定量的結果。直接將它與指引限值比較,就等於把微弱且不確定的測量結果當成已確立的濃度。

第二名學生則犯了相反的錯誤。低於 LOQ 並不代表濃度低於環境指引限值。LOQ 是限制此方法定量可靠程度的界限,而不是污染物的安全閾值。

在此例中,0.10 mg/L 的指引限值位於 0.06 mg/L 的 LOD 與 0.20 mg/L 的 LOQ 之間。此方法可以檢出這個區間內的訊號,但無法可靠地定量所需的濃度,因此不能據此判定樣本是否符合指引要求。

下一步應使用經驗證且 LOQ 低於 0.10 mg/L 的方法,並確保其定量範圍適合評估該指引限值。還必須考慮樣本基質,並依照方法要求進行製備、校正及不確定度評估。

這是關鍵的判斷:一種方法可能具有足夠的靈敏度來檢出污染物,卻沒有足夠的靈敏度來判定其濃度是否符合環境限值。

10接下來應檢查什麼

使用分析結果評估污染情況時,應確認此方法的 LOQ 低於你需要判斷的濃度。接著,確認樣本基質、校正範圍及任何稀釋步驟是否合適。

下一個值得學習的概念是校正品質:標準溶液、空白測量、精密度、準確度及回收率如何共同決定計算所得的濃度是否真正可靠。