【摘 要】 只有確保水質(zhì)檢驗工作中檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,才能為水資源的管理工作和相關(guān)的水污染防治提供有效的數(shù)據(jù)信息。但是,在實際的水質(zhì)檢驗工作中不可避免的會出現(xiàn)一些數(shù)據(jù)誤差,對相關(guān)的水資源管理工作會產(chǎn)生一些影響。本文對水質(zhì)檢驗中的檢測數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及處理進行了分析和探討。
【關(guān)鍵詞】 水質(zhì)檢驗;數(shù)據(jù)誤差;處理
一、誤差產(chǎn)生的原因
誤差是由系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差這些組成的。由不可控制的實驗條件(如溫度、光照等)的影響所造成的系統(tǒng)誤差和隨機誤差又一起被稱為不可避免誤差;而可避免誤差是指因為實驗人員的不細心,讀數(shù)和記錄的錯誤,操作的失敗而造成的粗大誤差。我們可以通過對操作過程進行規(guī)范來避免這類與正常值相差很大的誤差。
二、誤差的解決辦法
1.系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差又叫做規(guī)律誤差。它是在一定的測量條件下,對同一個被測尺寸進行多次重復(fù)測量時,誤差值的大小和符號(正值或負值)保持不變;或者在條件變化時,按一定規(guī)律變化的誤差。在一樣條件下進行多次測量用以來保持誤差數(shù)值的大小和正負恒定,隨著條件的改變,誤差變化就會呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。解決辦法:(1)按要求的準(zhǔn)確度來篩選分析方法。分析結(jié)果中總誤差不能超出規(guī)定的檢出限。實驗過程中不能使水樣質(zhì)量控制誤差超過規(guī)定檢出限的一半。(2)以與做樣品時的操作步驟一樣的步驟來做空白測定。(3)采用多種分析方法的比較試驗?zāi)芙o系統(tǒng)誤差提供有意義的定量依據(jù)。我們可以參考它的結(jié)果。
2.隨機誤差
隨機誤差也稱為偶然誤差和不定誤差,是由于在測定過程中一系列有關(guān)因素微小的隨機波動而形成的具有相互抵償性的誤差,是測量結(jié)果與同一待測量的大量重復(fù)測量的平均結(jié)果之差。一些不好控制的因素會造成隨機誤差。誤差數(shù)值和符號的大小和正負在相同條件下進行多次測量都是不確定的。依照統(tǒng)計的規(guī)律,隨機誤差與測量次數(shù)都有關(guān)系。平均值的隨機誤差隨著測量次數(shù)的增加雖然會減小但是不會消除。解決辦法:(1)總標(biāo)準(zhǔn)差對常規(guī)分析項目有重要的意義。(2)證明該方法有充分的精密度要依靠多個實驗室數(shù)據(jù)。(3)對兩個濃度要采取接近該方法的上、下限的方法來得到較為可靠的精密度。
3.粗大誤差
在與規(guī)定條件下與預(yù)期明顯不一致的誤差叫作粗大誤差,這可能是因為實驗人員在操作時的不小心或儀器故障導(dǎo)致的顯示值的不準(zhǔn)確但沒有被操作人員及時發(fā)現(xiàn)等因素造成這種誤差。解決辦法:(1)儀器需要經(jīng)常進行保養(yǎng),并且要定期檢定來保持儀器的較高的精度。(2)操作者在嚴格遵守操作規(guī)程同時要具有熟練的檢測技能。
三、消除誤差時應(yīng)注意的問題
操作者在實驗過程中必須要對一些具體的問題進行注意,并克服水質(zhì)分析結(jié)果中出現(xiàn)的誤差。
1.要對實驗方法進行統(tǒng)一
每次要采取相同的測定方法來測定同一測定項目。為獲得可比較的結(jié)果每次需要使用相同的分析方法和測定儀器來測定一些非特異性指標(biāo),比如像渾濁度這些。
2.要對相對標(biāo)準(zhǔn)差值進行規(guī)定
在提供最佳相對標(biāo)準(zhǔn)差的濃度的基礎(chǔ)上分析被測樣品的濃度,為了能夠在分析實驗結(jié)果時對結(jié)果的可靠性有個初步的判定,就要盡最大可能地使這個濃度接近方法濃度的上限。
3.試劑的選擇
實驗成功的根本保證在于對實驗試劑的正確選擇上。在選擇和使用試劑方面,以下幾個問題需引起我們的注意:
(1)為了較理想化地消除系統(tǒng)誤差必須選用同樣等級和同樣產(chǎn)地的試劑。(2)要通過查證試劑的主體和試劑的雜質(zhì)含量能否滿足實驗要求來對試劑體進行選擇。(3)需要在室溫條件下用超純水配置實驗里所有的溶液,與此同時要測定空白樣品。
4.器皿和容器
在實驗前要合理地選擇和處理器皿和容器以避免因選擇不當(dāng)引起的實驗誤差。(1)實驗者選擇不同容器和器皿要根據(jù)不同情況進行確定。這是因為不同的容器和器皿的制作材料中含有各種各樣的微量元素會對實驗結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。(2)在實驗以前容器和器皿要用溶液進行充分潤洗來避免因容器和器皿對溶液的吸附作用從而影響溶液濃度進而造成誤差。(3)在實驗前清洗和潤洗后,包括像滴定管等測量容器在內(nèi)的所有容器都要進行校準(zhǔn)。
四、結(jié)果報出控制
水質(zhì)分析的最終產(chǎn)品是檢驗結(jié)果,實驗成功的重要指標(biāo)取決于報出結(jié)果規(guī)范與否,要有效控制報出結(jié)果。
1.報出結(jié)果要求
(1)進行結(jié)果報出時,不得隨意更改指標(biāo)名稱和單位,與此同時還要與和標(biāo)準(zhǔn)要求相同。(2)一個結(jié)果對應(yīng)一個指標(biāo),即使幾個平行樣被同時測定,取的數(shù)據(jù)也要符合相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的要求并以其平均值報出。
2.確定報出結(jié)果有效數(shù)字位數(shù)
要確定好報出結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù),不僅要對最低檢測質(zhì)量濃度的方法給出進行考慮,還需要考慮到標(biāo)準(zhǔn)限值的要求對儀器測定值計算的最低檢測質(zhì)量濃度影響。
3.水質(zhì)檢驗中的數(shù)據(jù)誤差處理
3.1檢驗所得數(shù)字處理
在檢驗結(jié)果計算分析過程中,要結(jié)合以往相關(guān)檢驗數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗、借鑒其他類型檢驗項目相似的誤差處理方案,安排2人以上的工作人員反復(fù)對檢驗數(shù)據(jù)進行讀取、記錄、統(tǒng)計,在讀取及記錄的同時,憑借以往工作經(jīng)驗及實踐知識快速分析所得數(shù)據(jù)是否與所檢驗的項目吻合、是否能夠基本反映出檢驗項目實質(zhì)。
以原子吸收火焰分光光度法測定水中微量鋁為例。在容量為25mL的瓶器中放入體積為5.0mL的鹽酸物質(zhì),采用質(zhì)量相當(dāng)、濃度相當(dāng)?shù)?.0mL的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液和質(zhì)量濃度為0.01g/mL的活性劑進行互相定容后,在原子吸收分光光度中采用有效方法對吸光度進行檢測,采用標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法對鋁含量進行計算。采用該實驗方法檢測出限為1.32μg/mL,同時相對應(yīng)的偏差數(shù)據(jù)約為5.8%,回收概率數(shù)據(jù)應(yīng)為94.4%~101.4%.然后采用分光光度檢測方法實施實驗對比,減少數(shù)據(jù)誤差約為4.1%.采用這一方法還可以對環(huán)境水體中的鋁實施檢測,實驗方法較為方便、快速。
應(yīng)當(dāng)注意的是,數(shù)據(jù)讀取及記錄中,最后一位數(shù)字的估測并不是隨意捏造,也不是引起測量誤差的根源,根據(jù)豐富的測量結(jié)果及數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗對最后一位有效數(shù)字進行準(zhǔn)確估測是避免數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的重要手段。
3.2檢驗結(jié)果分析處理
當(dāng)一次測量結(jié)果及計算結(jié)果不符合邏輯推斷、預(yù)期結(jié)果或與其他幾次測量計算結(jié)果存在明顯差異之時,就需要對其進行科學(xué)分析判斷。實際檢驗操作及結(jié)果處理過程中,必須對異常數(shù)據(jù)進行多種角度分析判定,避免對異常值在內(nèi)的數(shù)據(jù)取平均值得出的結(jié)果出現(xiàn)偏差。工作人員應(yīng)根據(jù)異常數(shù)據(jù)的偏大、偏小及檢測背景、實際操作等情況分析檢測及記錄過程中異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因,明確原因后還是要將異常數(shù)據(jù)廢棄,以免影響最終測量結(jié)果。
實際數(shù)據(jù)檢測及記錄中,盡量進行5次以上反復(fù)規(guī)范檢測,保障有4次測量數(shù)據(jù)基本可靠、準(zhǔn)確,采用4D法對檢測數(shù)據(jù)進行處理:將得出的異常數(shù)據(jù)去除之后,計算得出其余數(shù)據(jù)的平均偏差D及平均方差,進而計算出測量數(shù)據(jù)與平均值之間的絕對值,計算出兩組絕對值之間的比值,當(dāng)最終所得之比>4時,去除異常數(shù)據(jù),反之則保留。
五、結(jié)語
因為實驗過程中誤差的出現(xiàn)不可避免,那么實驗者就只能通過減少而不能消除誤差。在實驗過程中,我們發(fā)現(xiàn)只有用有效的方法來減少誤差才能較好地提高實驗水平、分析結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,才能為水資源的管理工作和相關(guān)的水污染防治提供有效的數(shù)據(jù)信息。
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