khimie.ru

Допустим, что эксперт выявил одно или несколько специфических свойств, пригодных для идентификации вещественных доказательств, а также выполнил необходимые измерения. Показания приборов зарегистрированы в лабораторном журнале, проведены соответствующие расчеты и найдены численные значения интересующих параметров. Как оценить достоверность этих результатов?

Для того чтобы оценить качество измерений, надо проследить, не происходит ли в ходе определения какого-то систематического отклонения результатов. Иногда об этом можно судить уже по тому, что при анализе холостых растворов стрелка прибора не останавливается на нулевой отметке. Подобные систематические погрешности легко устранимы с помощью контрольных измерений.

Мы уже говорили о том, что при измерениях практически невозможно избавиться от случайных шумов. Если о свойствах данного образца делать выводы по единичному измерению, то результаты могут быть искажены из-за целого ряда случайных помех, которые заранее предвидеть невозможно. Каких-нибудь 15-20 лет назад студенты-химики не могли внятно объяснить своим преподавателям, что влияет на результаты проводимых ими анализов, ведь очень часто добиваться воспроизводимых результатов им приходилось ценой многократно повторяемых опытов. Для этого образец измельчали в порошок, отбирали навеску путем взвешивания, которую растворяли, в растворы добавляли разнообразные реактивы, проводили множество других операций. Предвидеть все факторы, влияющие на получаемые результаты, в этих условиях было действительно невозможно.

Появление инструментальных методов анализа коренным образом изменило характер работы химика-аналитика. Анализируемые образцы взаимодействуют теперь уже не со сложными и не всегда чистыми химическими реактивами, а с излучением, испускаемым электронами, ионами или рентгеновскими лучами. Эффекты таких взаимодействий измеряются с помощью приборов, поступая в детектор в виде сигналов, которые преобразуются, усиливаются, выравниваются и записываются, а в самых современных приборах результат анализа сразу же выдается аналитику в виде распечатки. Заботу о помехах аналитики также «переложили» со своих плеч на чуткие устройства измерительных приборов. Появление высокочувствительных приборов, с одной стороны, значительно расширило диапазон свойств различных веществ, поддающихся измерению, а с другой — как бы отстранило химиков от непосредственного наблюдения за сложными процессами, совершающимися в ходе анализа.

Тем не менее, внедрение таких приборов не снижает требований к высокой квалификации сотрудников, способных грамотно обращаться с современной техникой и понимать логическую последовательность операций инструментального анализа. Об ответственности исполнителей анализов, выполняющих экспертизу в наши дни, рассказывает следующий случай.

В одно из подразделений американской армии поступил новобранец, больной диабетом. Однажды он потерял сознание. Известно, что такое состояние может быть симптомом и повышенного, и пониженного содержания сахара в крови. Если причина диабета неизвестна, то, прежде чем оказать помощь больному, потерявшему сознание, у него берут на анализ кровь, в которой определяют концентрацию сахара. И как бы долго ни продолжался анализ, больной не получит лекарство до тех пор, пока врач не получит результаты анализа. Надо ли объяснять, почему усилия многих специалистов были направлены на разработку экспресс-методов анализа, позволяющих определять содержание сахара без предварительной обработки пробы крови, взятой у больного. Как только соответствующие приборы были разработаны, ими была оснащена медицинская служба американской армии. Дело в том, что многие новобранцы, попадая в армию, не знают причины своих недомоганий, и случаи потери сознания диабетика были совсем не редки. Итак, анализ выявил у новобранца повышенное содержание сахара, ему ввели дозу инсулина, но, к изумлению врача, он не только не пришел в сознание, а вскоре скончался.

Что же произошло? Расследование инцидента привело к следующему заключению. Установленный во врачебном кабинете прибор для анализа крови на сахар очень надежен и позволяет с высокой точностью регистрировать как повышенное, так и пониженное содержание сахара. Однако конструкция прибора предусматривает, что при выполнении анализа с помощью поворота тумблера можно менять пределы чувствительности измерения в 10, 100 и 1000 раз. К несчастью, этот тумблер крепился на задней стенке прибора и находился вне пределов видимости оператора, не обладавшего большим опытом практической работы на этом приборе. Перепутав диапазоны переключения, оператор сообщил врачу, что у больного не пониженное, а повышенное содержание сахара в крови. Эта ошибка и была причиной трагического исхода. После этого инцидента крепление тумблеров на задней стенке анализатора было запрещено.

До сих пор мы говорили только о том, какие положительные перемены произошли после появления в аналитической химии инструментальных методов анализа. Но, прочитав только что описанный эпизод, читатель вправе спросить, не достигнуты ли эти перемены за счет отказа от надежности, уверенности в результатах и, наконец, от полной безопасности, характерных для классической аналитической химии? Ответ здесь, конечно, должен быть отрицательным. Методы, разумеется, стали более сложными. Но одновременно возрос и уровень подготовки специалистов по аналитической химии. Они стали превосходно разбираться в тех областях науки, которые еще четверть века назад только начинали развиваться. К тому же благодаря их усилиям за последние десять лет сформировался новый раздел химии — основы техники измерений в химическом эксперименте.

Как известно, результаты измерений неизбежно искажаются из-за шумов. В методе ИК-спектроскопии для борьбы с этим явлением используют особый прием многократное повторение одного измерения, при котором удается из шумов выделить нужный сигнал. Для того чтобы правильно оценить измеряемые величины, надо уметь проводить математическую обработку результатов и определять вероятность возникновения случайных ошибок. Известно, что единичное измерение не может быть абсолютно достоверным, лишь путем статистической обработки нескольких (многих) измерений можно оценить достоверность полученных данных.