環(huán)境監(jiān)測(cè)中的不確定度評(píng)估內(nèi)容探討

劉亭

江蘇博恩環(huán)?？萍加邢薰?江蘇 南京 210000

前言

隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在快速獲取數(shù)據(jù)的同時(shí)，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以讓相關(guān)部門對(duì)環(huán)境的真實(shí)情況有充分的了解，依此制定合理的環(huán)境治理方案。雖然目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)還有待進(jìn)一步的提高，但是不確定評(píng)估方法的使用，已經(jīng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中起著重要的作用。在環(huán)境問(wèn)題分析的過(guò)程中，還需要依靠更多可靠的數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)真正的科學(xué)化環(huán)境管理，提升人們的生活質(zhì)量。

1 不確定度的定義和分類

不確定度主要指的是表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，同時(shí)也表示了對(duì)測(cè)量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度等，可以作為定量說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的參數(shù)。研究環(huán)境監(jiān)測(cè)中的不確定度，可以不斷提升環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，在此基礎(chǔ)上科學(xué)的提高環(huán)境質(zhì)量評(píng)估結(jié)果的可靠性。

對(duì)于不確定度的評(píng)定，可以借助統(tǒng)計(jì)分析的方法。測(cè)量不確定度可以采用三種不同的術(shù)語(yǔ)，即標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成不確定度以及擴(kuò)展不確定度[1]。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)中不確定度的評(píng)估過(guò)程

2.1 規(guī)定被測(cè)量

也就是清楚地寫明測(cè)量的內(nèi)容，包含了被測(cè)量以及被測(cè)量所以來(lái)的輸入量的關(guān)系。

2.2 識(shí)別不確定度的來(lái)源

基于不確定度來(lái)源的列出，同時(shí)參考規(guī)定被測(cè)量所規(guī)定的參數(shù)的不確定來(lái)源，還可以包含一些其他來(lái)源，其中也要包含通過(guò)化學(xué)假設(shè)產(chǎn)生的不確定度來(lái)源。

2.3 不確定度分量的量化

對(duì)不確定度來(lái)源的不確定度分量大小進(jìn)行測(cè)量，確定所有的不確定度來(lái)源都考慮在內(nèi)，從而保證數(shù)據(jù)能夠全面反映所有不確定度來(lái)源，將分量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

2.4 計(jì)算合成不確定度

在得到了量化數(shù)據(jù)后，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行合成，從而可以得到合成不確定度，使用適當(dāng)?shù)陌蜃蛹纯色@得擴(kuò)展不確定度。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)中不確定度評(píng)估的應(yīng)用

3.1 不確定度與檢測(cè)誤差之間的聯(lián)系

誤差的存在值得人們的關(guān)注，尤其是環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差影響其質(zhì)量評(píng)估的真實(shí)性。但是自從不確定度這一概念出現(xiàn)以后，有效的彌補(bǔ)了誤差所不能解釋的數(shù)值特征，也有效提高了數(shù)據(jù)分析的價(jià)值。不確定度可以反映出被測(cè)量值的分散性，從而可以展示出對(duì)測(cè)量值的認(rèn)識(shí)程度。由于存在測(cè)量誤差，也就是平均值與測(cè)量值之間本身存在一定的偏離，當(dāng)不確定度較小時(shí)，其測(cè)量值的真實(shí)性則越高，相反，數(shù)據(jù)的留存價(jià)值越小。不確定度的出現(xiàn)，可以為測(cè)量提供統(tǒng)一的定量標(biāo)準(zhǔn)，因此填補(bǔ)了誤差上的空白，這一內(nèi)容的存在進(jìn)一步提高了測(cè)量的合理性[2]。

3.2 不確定度分量的忽略原則

由于不確定度的合成時(shí)通過(guò)多個(gè)不確定度分量求解而得出來(lái)的，所以一旦在監(jiān)測(cè)過(guò)程中忽視了不確定分量的作用，很容易降低合成不確定度。所以在實(shí)際的測(cè)量和計(jì)算時(shí)，需要借助方差相加的方式來(lái)合成不確定度，從而保證測(cè)量的有效性。一些小的不確定分量在方差計(jì)算中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的影響，因此可以忽視這類不確定分量。在不確定分量的忽略選擇時(shí)，需要考慮多種因素，尤其是要注意對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)篩選，最好可以選擇能夠簡(jiǎn)化合成不確定度和原始合成不確定度的數(shù)值低于10的不確定分量進(jìn)行提出，采用這一忽略原則，能夠保證最終的結(jié)果更為準(zhǔn)確，降低對(duì)合成不確定度的影響[3]。

3.3 不確定度在數(shù)據(jù)判別中的使用

環(huán)境監(jiān)測(cè)的每個(gè)數(shù)據(jù)都十分關(guān)鍵，而且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)結(jié)果直接關(guān)系著評(píng)判檢測(cè)數(shù)據(jù)的規(guī)范性。在一些有特殊要求的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，可以借助不確定度評(píng)估來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，從而可以選擇出結(jié)果取值的合理范圍。在這一范圍中，能夠進(jìn)一步判斷檢測(cè)結(jié)果是否可靠，斷定檢測(cè)結(jié)果是否超出了規(guī)定的范圍等。在環(huán)境監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，如果缺少一定的技術(shù)條件，還可以采用這一方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的判別：環(huán)境測(cè)量結(jié)果的判別，可以利用測(cè)量結(jié)果減去擴(kuò)展不確定度的半?yún)^(qū)間，如果這一數(shù)值不能超過(guò)允許差值的上線，則表示這一數(shù)據(jù)不符合相關(guān)要求。相反，如果檢測(cè)結(jié)果加上擴(kuò)展不確定度的半?yún)^(qū)間無(wú)法達(dá)到允許差值的下限，也說(shuō)明數(shù)值不滿足要求。除此之外，需要注意的是，如果測(cè)量的結(jié)果無(wú)限的靠近允許出現(xiàn)差值的上下限，說(shuō)明擴(kuò)展不確定度的區(qū)間以及允許出現(xiàn)差值的上下限不重疊。因此在所指的置信水平之下，無(wú)法有效判斷測(cè)量數(shù)據(jù)是否符合要求。

3.4 環(huán)境監(jiān)測(cè)中不確定度評(píng)估的應(yīng)用

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于環(huán)境質(zhì)量的要求也隨之提高，但是環(huán)境污染的存在仍然是人們生活中的困擾。因此提高環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量十分重要，在環(huán)境監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以對(duì)環(huán)境污染情況進(jìn)行科學(xué)的分析和界定，也能夠成為改善環(huán)境的重要依據(jù)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)分析時(shí)，需要考慮很多化學(xué)成分的檢驗(yàn)，這些檢驗(yàn)步驟都有著嚴(yán)格的界限規(guī)定，凡是超出規(guī)定界限的數(shù)值，都需要引起足夠的重視，在治理環(huán)境污染等問(wèn)題的過(guò)程中可以采取針對(duì)性的措施。環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)關(guān)系著環(huán)境污染的合理判斷，所以采用測(cè)量值的不確定度能夠進(jìn)一步保證測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確度，提高監(jiān)測(cè)報(bào)告的可靠性和公正性。雖然目前我國(guó)缺少完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)不確定度的評(píng)定規(guī)范，但是不確定度評(píng)估方法的使用已經(jīng)在持續(xù)使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)中不確定度評(píng)估的研究，對(duì)于提升環(huán)境質(zhì)量具有重要的意義。尤其是不確定度評(píng)估可以提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在我國(guó)環(huán)境治理的環(huán)節(jié)上起著關(guān)鍵的作用。雖然我國(guó)目前對(duì)于不確定度評(píng)估的研究還不夠深入，但是隨著相關(guān)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)環(huán)境發(fā)展定不會(huì)偏離可持續(xù)發(fā)展的軌道。