原文連結: HOBBY GRADE TEST KITS CAN OUTPERFORM ICP MEASUREMENTS…REALLY??
相信很多人都會下意識地認為ICP測出的結果會比常規測試劑準,但實際上真的總是如此嗎? 以下分享這篇由Dan_P, taricha, 和Rick Mathew 三位玩家所進行的實驗便是希望能釐清這個問題。
實驗方法
他們選擇了鈣、銅、碘、鐵、鎂、磷、鉀、矽八種元素來測試,並比較了三個人分別的手測結果與五家水族ICP廠商(Triton ICP-OES, ATI-ICP-OES, Fauna Marin ICP-OES, ICP Analysis ICP-MS, Oceamo ICP-MS) 的測試結果。
實驗用的水樣為35ppt的新泡紅海海水素,接著他們將水樣分裝成兩個樣本,一個是原始海水; 另一個是將各元素都額外補充提升的海水,提升幅度如圖一。
圖一. 各元素之提升比例,由上到下分別為鈣、銅、碘、鐵、鎂、磷、鉀、矽
接著他們便將有提升以及沒有提升的水樣都送ICP以及交由三個人分別測試,其中手測的部份也有將水樣都留一些放置一星期在測來觀察儲存是否會有影響。而結果的呈現則是以該測是能檢測出多少比例的提升量來衡量其可靠性。舉例來說他們把鎂提升了100ppm,而在測試中可以測出提升組高了90ppm,這樣結果就會標為90%。
實驗結果
1. 測試劑測試結果之間的比較
圖二可見在這次實驗中所選用的市售測試劑,而圖三四五則是三位測試者各別用這些測試劑將樣本作三重複測試後的統計分析(包含儲存一周前以及儲存一周後)。其中STDEV代表重複測試的標準差; margin of error代表該測試的誤差範圍; 而test relative accuracy則是該測試可以抓到多少比例的提升濃度。結果中可以看到多數元素的重複測試以及儲存測試的變異性並不高,不過在第二位以及第三位測試者中磷和鐵有較高的變異性以及因儲存產生的結果變化。
圖二. 實驗選用的市售測試劑。(碘為使用紅海碘測試劑搭配Hanna HI-707比色)
圖三. 第一位測試者的測試結果統計分析
圖四. 第二位測試者的測試結果統計分析
圖四. 第三位測試者的測試結果統計分析
2. 測試劑結果與ICP結果的比較
圖五到圖十二為八種元素比較手測平均與ICP結果之長條圖。其比例表現上越接近紅色線即代表該測試測出的數據差異越接近預期值,而長條上的黑色線段則是以該組數據標準差計算的誤差區間。
圖五. 鈣測試結果比較
圖六. 銅測試結果比較
圖七. 碘測試結果比較
圖八. 鐵測試結果比較
圖九. 鎂測試結果比較
圖十. 磷測試結果比較
圖十一. 鉀測試結果比較
圖十二. 矽測試結果比較
分析與討論
1. 許多市售測試劑的結果優於ICP
圖十三中可以看到除了鈣、鉀、以及矽各別的其中一位測試者結果外,其餘的元素都是測試劑與ICP表現差不多或更好。
圖十三. 八種元素之測試劑與ICP結果比較,其中紅色負字記號代表ICP表現較好,綠色正字則是測試劑表現與ICP差不多或測試劑較好
2. 儲存會影響磷和鐵
這個狀況其實他們先前就有做過實驗驗證過了,而這次的同樣也發現在兩位測試者的樣本中,磷和鐵兩元素會隨時間過去減少。(可參考這篇: SAMPLE STORAGE AND ITS IMPACT ON MEASUREMENT RESULTS PART 3 )
3. ICP不太擅長測鎂
圖十四中可以看到大多數ICP結果其實不是很能區分被提升的鎂含量,甚至在Triton結果中完全看不出有沒有提升; 反觀市售測試劑的結果皆可以穩定的區分有提升和沒提升鎂的海水。
圖十四. 測試劑鎂以及ICP測鎂的結果比較,藍點是原海水,紅點是提升100ppm後的海水
總結
1. 沒有哪種測試手段或廠牌一定比較準,因為實務上人為操作因素以及環境因子都可能會有很大的影響(包括ICP)。
2. 許多市售測試劑在良好的操作習慣下也足以提供玩家相當可靠的數據了。
3. 若要因應測試結果做出行動,可以先確認一下使用的測試手段是否足以辨識出你想做出的改變。舉例來說你測到某元素是0ppm而想要補充至5ppm,但你用的測試手段根本分不太出0和5的區別,這時可能就不太適合用這個結果來當作判斷基準了。
相信很多人都會下意識地認為ICP測出的結果會比常規測試劑準,但實際上真的總是如此嗎? 以下分享這篇由Dan_P, taricha, 和Rick Mathew 三位玩家所進行的實驗便是希望能釐清這個問題。
實驗方法
他們選擇了鈣、銅、碘、鐵、鎂、磷、鉀、矽八種元素來測試,並比較了三個人分別的手測結果與五家水族ICP廠商(Triton ICP-OES, ATI-ICP-OES, Fauna Marin ICP-OES, ICP Analysis ICP-MS, Oceamo ICP-MS) 的測試結果。
實驗用的水樣為35ppt的新泡紅海海水素,接著他們將水樣分裝成兩個樣本,一個是原始海水; 另一個是將各元素都額外補充提升的海水,提升幅度如圖一。
圖一. 各元素之提升比例,由上到下分別為鈣、銅、碘、鐵、鎂、磷、鉀、矽
接著他們便將有提升以及沒有提升的水樣都送ICP以及交由三個人分別測試,其中手測的部份也有將水樣都留一些放置一星期在測來觀察儲存是否會有影響。而結果的呈現則是以該測是能檢測出多少比例的提升量來衡量其可靠性。舉例來說他們把鎂提升了100ppm,而在測試中可以測出提升組高了90ppm,這樣結果就會標為90%。
實驗結果
1. 測試劑測試結果之間的比較
圖二可見在這次實驗中所選用的市售測試劑,而圖三四五則是三位測試者各別用這些測試劑將樣本作三重複測試後的統計分析(包含儲存一周前以及儲存一周後)。其中STDEV代表重複測試的標準差; margin of error代表該測試的誤差範圍; 而test relative accuracy則是該測試可以抓到多少比例的提升濃度。結果中可以看到多數元素的重複測試以及儲存測試的變異性並不高,不過在第二位以及第三位測試者中磷和鐵有較高的變異性以及因儲存產生的結果變化。
圖二. 實驗選用的市售測試劑。(碘為使用紅海碘測試劑搭配Hanna HI-707比色)
圖三. 第一位測試者的測試結果統計分析
圖四. 第二位測試者的測試結果統計分析
圖四. 第三位測試者的測試結果統計分析
2. 測試劑結果與ICP結果的比較
圖五到圖十二為八種元素比較手測平均與ICP結果之長條圖。其比例表現上越接近紅色線即代表該測試測出的數據差異越接近預期值,而長條上的黑色線段則是以該組數據標準差計算的誤差區間。
圖五. 鈣測試結果比較
圖六. 銅測試結果比較
圖七. 碘測試結果比較
圖八. 鐵測試結果比較
圖九. 鎂測試結果比較
圖十. 磷測試結果比較
圖十一. 鉀測試結果比較
圖十二. 矽測試結果比較
分析與討論
1. 許多市售測試劑的結果優於ICP
圖十三中可以看到除了鈣、鉀、以及矽各別的其中一位測試者結果外,其餘的元素都是測試劑與ICP表現差不多或更好。
圖十三. 八種元素之測試劑與ICP結果比較,其中紅色負字記號代表ICP表現較好,綠色正字則是測試劑表現與ICP差不多或測試劑較好
2. 儲存會影響磷和鐵
這個狀況其實他們先前就有做過實驗驗證過了,而這次的同樣也發現在兩位測試者的樣本中,磷和鐵兩元素會隨時間過去減少。(可參考這篇: SAMPLE STORAGE AND ITS IMPACT ON MEASUREMENT RESULTS PART 3 )
3. ICP不太擅長測鎂
圖十四中可以看到大多數ICP結果其實不是很能區分被提升的鎂含量,甚至在Triton結果中完全看不出有沒有提升; 反觀市售測試劑的結果皆可以穩定的區分有提升和沒提升鎂的海水。
圖十四. 測試劑鎂以及ICP測鎂的結果比較,藍點是原海水,紅點是提升100ppm後的海水
總結
1. 沒有哪種測試手段或廠牌一定比較準,因為實務上人為操作因素以及環境因子都可能會有很大的影響(包括ICP)。
2. 許多市售測試劑在良好的操作習慣下也足以提供玩家相當可靠的數據了。
3. 若要因應測試結果做出行動,可以先確認一下使用的測試手段是否足以辨識出你想做出的改變。舉例來說你測到某元素是0ppm而想要補充至5ppm,但你用的測試手段根本分不太出0和5的區別,這時可能就不太適合用這個結果來當作判斷基準了。