實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)方法分析

陸　璐

(新疆維吾爾自治區(qū)水文局，新疆 烏魯木齊 830000)

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實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)方法分析

陸璐

(新疆維吾爾自治區(qū)水文局，新疆 烏魯木齊 830000)

[摘要]分析水質(zhì)并進(jìn)行水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)是水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)，也是人為對(duì)水質(zhì)分析結(jié)果的主要依據(jù)。所以實(shí)驗(yàn)室中的水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)既復(fù)雜又繁瑣，需要在細(xì)節(jié)方面做到精確，否則將難以建立水質(zhì)分析質(zhì)量的控制體系。本文就探討了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)水質(zhì)分析質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法，希望借此提升實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析質(zhì)量的評(píng)價(jià)水準(zhǔn)。

[關(guān)鍵詞]水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)方法；實(shí)驗(yàn)室；誤差；倍數(shù)法；指數(shù)法

對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的研究體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)水資源的重視與保護(hù)。由于水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及設(shè)備、環(huán)境、抽樣、試劑、檢測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)，所以數(shù)據(jù)分析及處理的精確性就更難能可貴。

1水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法介紹

水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)主要涉及水樣采集、保存、測(cè)定三個(gè)方面，本文所主要介紹的是水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)的測(cè)定階段。我國(guó)在水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)方面已經(jīng)有近百年的歷史，其相關(guān)技術(shù)也越來(lái)越完善。到目前為止，已經(jīng)能夠通過(guò)多個(gè)角度、多種評(píng)價(jià)方法來(lái)分析水質(zhì)質(zhì)量，逐步形成了真正的水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。下文就介紹幾種我國(guó)常見(jiàn)的水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。

1.1平行樣測(cè)定評(píng)價(jià)方法

平行樣測(cè)定很考驗(yàn)水質(zhì)檢測(cè)人員的水平，因?yàn)樵跇悠贩治鲞^(guò)程中，要對(duì)兩個(gè)相同的檢測(cè)子樣進(jìn)行數(shù)量和質(zhì)量上的分析，并要精確控制確定質(zhì)量方面的百分比?？紤]到雙子樣的選取要求具有相差懸殊的質(zhì)量穩(wěn)定性，所以在測(cè)定環(huán)節(jié)中對(duì)相對(duì)偏差值的要求也有所不同。因此這種評(píng)價(jià)方法在操作上具有差異性，需要檢測(cè)人員做到雙重標(biāo)準(zhǔn)把握，有一方結(jié)果出現(xiàn)誤差就會(huì)讓測(cè)定過(guò)程前功盡棄。

1.2基于隨機(jī)誤差的評(píng)價(jià)方法

水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)存在誤差十分正常，通常情況下誤差要分為系統(tǒng)和隨機(jī)兩種誤差。系統(tǒng)誤差也會(huì)呈現(xiàn)規(guī)律化，它主要出現(xiàn)在使用儀器的校準(zhǔn)過(guò)程中。而隨機(jī)誤差則體現(xiàn)出無(wú)規(guī)律性，質(zhì)量分析值可能有正有負(fù)，隨機(jī)性很強(qiáng)，它主要由分析過(guò)程中的不穩(wěn)定因素所導(dǎo)致，比如說(shuō)人為的失誤操作、環(huán)境溫度變化等等。

在出現(xiàn)誤差時(shí)，實(shí)驗(yàn)室都會(huì)利用比對(duì)的方法來(lái)縮小誤差，比對(duì)分析也分兩種：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)比對(duì)和實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)。前者在同一間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)由不同實(shí)驗(yàn)人員操作不同儀器，利用不同方法實(shí)施比對(duì)，在多次實(shí)驗(yàn)后以常態(tài)化減少隨機(jī)誤差；而實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)也同樣要通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，但操作方法和儀器相同，通過(guò)多次校正來(lái)縮小誤差，最后獲取滿(mǎn)意的結(jié)果。水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)是一個(gè)要求苛刻的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，它的結(jié)果關(guān)乎國(guó)民健康安全問(wèn)題，所以多實(shí)驗(yàn)室的多次實(shí)驗(yàn)比對(duì)可以大幅度縮小質(zhì)量評(píng)價(jià)誤差，對(duì)水質(zhì)分析檢測(cè)工作是極有必要的。

1.3曲線繪制評(píng)價(jià)方法

利用函數(shù)曲線也可以對(duì)水質(zhì)中所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)方法是基于最小二乘法原理中兩函數(shù)之間的線性關(guān)系(y=a=bx)而建立的。在線性關(guān)系中，a即代表了函數(shù)的曲線截距，b則代表了曲線的回歸系數(shù)。水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)要根據(jù)已經(jīng)校準(zhǔn)好的曲線質(zhì)量要求，確保測(cè)量過(guò)程中具備符合范圍高度的精密度與靈敏度。換言之，校準(zhǔn)曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)該做到≥0.999。如果所校準(zhǔn)的結(jié)果不符合上述要求，就需要返工重做。在曲線繪制時(shí)不能超出要求隨意延伸曲線，這是為了在計(jì)算時(shí)將誤差降到最小可接受范圍內(nèi)。

如果在實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)水質(zhì)樣品無(wú)法滿(mǎn)足曲線繪制要求，就必須采用標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)對(duì)所繪制函數(shù)曲線的起點(diǎn)、峰點(diǎn)和谷點(diǎn)進(jìn)行逐一確定，要保證它們的相對(duì)偏差不會(huì)超過(guò)6%～12%的范圍。如果不符合要求，則要再次利用標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)函數(shù)曲線的起點(diǎn)和中點(diǎn)進(jìn)行確定，直到函數(shù)曲線所表示精度符合要求為止。如有必要還可以利用色譜及光度這兩種測(cè)試分析法來(lái)配合標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)函數(shù)曲線，從曲線中提取5個(gè)濃度點(diǎn)并確定濃度范圍，保證其范圍在合理范圍內(nèi)，然后借助儀器約束線性范圍，如果水質(zhì)樣品濃度超出濃度范圍，也需要重新繪制曲線函數(shù)圖。

2基于允許誤差的倍數(shù)法分析

上述幾種方法都是可以精確分析評(píng)價(jià)水質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)秀方法，本文所要重點(diǎn)介紹的是基于水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)方法分析結(jié)果的倍數(shù)分析法，這種倍數(shù)分析法所依賴(lài)的主要依據(jù)就是質(zhì)量評(píng)價(jià)后出現(xiàn)的允許誤差。它相對(duì)于傳統(tǒng)的文獻(xiàn)報(bào)道評(píng)分方法、平均相對(duì)誤差法、指數(shù)法等等分析深度更深，能多次反映分析結(jié)果以縮小誤差，也能更客觀的體現(xiàn)出水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，所以本文就基于以分析結(jié)果總誤差為允許誤差的倍數(shù)法來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的未知標(biāo)準(zhǔn)水樣水質(zhì)質(zhì)量。

2.1評(píng)價(jià)方法

其次是允許誤差EA方面，允許誤差的制訂要依據(jù)多次實(shí)驗(yàn)室間評(píng)價(jià)活動(dòng)的結(jié)果，它主要針對(duì)不同濃度的未知標(biāo)準(zhǔn)水樣展開(kāi)分析。允許誤差所涉及的參數(shù)包括了標(biāo)準(zhǔn)偏差值s，真值T以及水質(zhì)測(cè)定均值。為實(shí)驗(yàn)將多種標(biāo)準(zhǔn)水樣合成制成標(biāo)準(zhǔn)合成水樣，然后對(duì)它的真值T進(jìn)行測(cè)試并確定為自變量，而標(biāo)準(zhǔn)偏差和測(cè)定均值則作為應(yīng)變量，此時(shí)就能發(fā)現(xiàn)幾大變量之間所存在的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)關(guān)系。

S=-9 x 10-3+0.045T，r=0.9820

2.2評(píng)價(jià)公式

倍數(shù)法的評(píng)價(jià)公式即評(píng)分公式，可以理解為水質(zhì)質(zhì)量分析結(jié)果的總誤差是允許誤差的倍數(shù)。一般實(shí)驗(yàn)室對(duì)未知標(biāo)準(zhǔn)水樣的分析評(píng)分都會(huì)依據(jù)以下公式展開(kāi)計(jì)算：

要保證公式的計(jì)算不會(huì)導(dǎo)致評(píng)分結(jié)果出現(xiàn)負(fù)值，就要在上式計(jì)算結(jié)果≥100時(shí)，取值100進(jìn)行計(jì)算。

2.3評(píng)分指標(biāo)

按照實(shí)際分析指標(biāo)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)會(huì)將水質(zhì)質(zhì)量的分析結(jié)果指標(biāo)劃分為優(yōu)秀、良好、普通和不合格四個(gè)級(jí)別。它們的劃分標(biāo)準(zhǔn)是利用分析評(píng)價(jià)結(jié)果的總誤差與各個(gè)方法的總體標(biāo)準(zhǔn)差之間的比值R來(lái)確定，如果R≤0.7，則為結(jié)果優(yōu)秀，如果在0.7～1.4之間為良好，在1.4～2.5之間為普通， R>3則不合格。如表1。

上表1中提到了指數(shù)法與倍數(shù)法兩種評(píng)價(jià)方法的評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)指標(biāo)，其中指數(shù)法可以依據(jù)平均相對(duì)誤差來(lái)測(cè)定水質(zhì)質(zhì)量誤差，并定義為標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)指數(shù)法，它的評(píng)價(jià)公式應(yīng)該為：

而倍數(shù)法則以3倍的標(biāo)準(zhǔn)差作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算為：

(|x-T|/MA)3=33=27

因?yàn)樵u(píng)價(jià)合格分?jǐn)?shù)為60分，所以(|x-T|/MA)3≥100時(shí)，取值100計(jì)算，公式就可以適用于實(shí)驗(yàn)室中許多未知的標(biāo)準(zhǔn)水樣在多次測(cè)定環(huán)境下的分析質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，可以將上述公式修改為：

表1　實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析質(zhì)量不同評(píng)價(jià)

2.4水質(zhì)分析評(píng)價(jià)及評(píng)價(jià)結(jié)果

為了驗(yàn)證倍數(shù)法評(píng)價(jià)的可靠性，選取10個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)某未知標(biāo)準(zhǔn)水樣進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，測(cè)試次數(shù)為5次，用傳統(tǒng)指數(shù)法和倍數(shù)法進(jìn)行操作，分析結(jié)果如表2。

表2　實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)質(zhì)量分析評(píng)價(jià)結(jié)果圖表

經(jīng)過(guò)兩種方法的對(duì)比分析評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，它們對(duì)水質(zhì)質(zhì)量分析評(píng)價(jià)的一致性很好，且相關(guān)性也比較樂(lè)觀。當(dāng)r>0.96，指數(shù)法和倍數(shù)法在評(píng)價(jià)結(jié)論方面表現(xiàn)一致。

3結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)介紹了基于實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)質(zhì)量分析結(jié)果總誤差為允許誤差的倍數(shù)評(píng)價(jià)法，將其與指數(shù)法共同計(jì)算并對(duì)比，證明了倍數(shù)法對(duì)水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)的穩(wěn)定性與可靠性?？傮w來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)價(jià)是一項(xiàng)流程極為復(fù)雜且標(biāo)準(zhǔn)要求苛刻的工作，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況來(lái)謹(jǐn)慎選擇評(píng)價(jià)方法，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格校核后才投入使用，這樣做以確保水質(zhì)分析質(zhì)量評(píng)定數(shù)據(jù)的精確性，保證給水的高品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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[中圖分類(lèi)號(hào)]P641.12

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)02-0120-02

[作者簡(jiǎn)介]陸璐(1985-)，女，江蘇無(wú)錫人，工程師，主要從事水環(huán)境監(jiān)測(cè)，水質(zhì)分析評(píng)價(jià)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析方法對(duì)比方面的研究。

[收稿日期]2015-10-28