第二章监测过程的质量保证

第二章监测过程的质量保证 Environmental Monitoring

第二章监测过程的质量保证 2.1质量保证的意义和内容 2.2实验室认可和计量认证/审查认可概述 2.3监测实验室基础 2.4监测数据的统计处理和结果 2.5实验室质量保证 2.6标准分析方法和分析方法 2.7环境标准物质 2.8环境监测管理 2.9质量保证检查单和环境质量图

2.1质量保证的意义和内容 • 2.1.1定义与意义 • （一）定义：环境监测质量保证是整个监测过程的全面质量管理，包括制订计划；根据需要和可能确定监测指标及数据的质量要求；规定相应的分析监测系统。 • （二）意义：环境监测对象成分复杂，时间、空间量级上分布广泛，且随机多变，不易准确测量。这要求各个实验室从采样到结果所提供的数据有规定的准确性和可比性，以便作出正确的结论。

环境监测的一般工作程序 环境监测环境质量信息布点技术采样样品前期处理和准备定性检测定量检测数据处理综合分析评价环境信息环境监测过程示意图

2.1.2 内容 （一）分类图

（二）内容 2.1.2 内容 • 1.采样 • 2.样品预处理、贮存、运输 • 3.实验室供应，仪器设备、器皿的选择和校准，试剂、溶剂和基准物质的选用，统一测量方法，质量控制程序 • 4.数据的记录和整理 • 5.各类人员的要求和技术培训，实验室的清洁度和安全，以及编写有关的文件、指南和手册等。

2.2实验室认可和计量认证/审查认可概述 • 2.2.1中国实验室认可制度 • 2.2.2计量认证/审查认可 • 2.2.3实验室认可与计量认证/审查认可（验收）的关系 • 2.2.4我国环境监测机构计量认证的评审内容与考核要求

2.3 监测实验室基础 • 本节重点：掌握实验用水、试剂、试液的选择，实验室环境条件的要求以及实验室的管理及岗位责任制的各项制度。

2.3 监测实验室基础 • 2.3.1实验用水 • 2.3.2试剂与试液 • 2.3.3实验室的环境条件 • 2.3.4实验室的管理及岗位责任制

2.3.1实验用水 • 纯水分级表 • （一）蒸馏水 • （二）去离子水 • （三）特殊要求的水 1.无氯水 2.无氨水 3.无CO2水 4.无铅（重金属）水等

2.3.1实验用水 • 纯水分级表

2.3.1实验用水 （一）蒸馏水

2.3.1实验用水 （二）去离子水 • 原理：用阳离子交换树脂(exchange resin)和阴离子交换树脂以一定型式组合进行水处理。 • 特点：去离子水含金属杂质极少，适于配制痕量金属分析用的试液，因它含有微量树脂浸出物和树脂崩解微粒，所以不适于配制有机分析试液。

2.3.1实验用水 （三）特殊要求的水

实验室中所用试剂、试液应根据实际需要，合理选用相应规格的试剂，按规定浓度和需要量正确配制。试剂和配好的试液需按规定要求妥善保存。另外要注意保存时间，有时需对试剂进行提纯和精制，以保证分析质量。 2.3.2试剂与试液 • （一）化学试剂的级别 • （二）表示方法

2.3.2试剂与试液 （一）化学试剂的级别

2.3.2试剂与试液 （二）表示方法其他表示方法：高纯物质（E·P）；基准试剂；pH基准缓冲物质；色谱纯试剂（G·C）；实验试剂（L·R）；指示剂（Ind）；生化试剂（B·R）；生物染色剂（B·S）和特殊专用试剂等。

2.3.3实验室的环境条件 痕量和超痕量分析及某些高灵敏度的仪器，应在超净实验室中进行或使用。超净实验室中空气清洁度常采用100号。这种清洁度是根据悬浮固体颗粒的大小和数量多少分类的。具体见表。

2.3.4实验室的管理及岗位责任制 监测质量的保证是以一系列完善的管理制度为基础的。严格执行科学的管理制度是评定一个实验室的重要依据。包括：（一）对监测分析人员的要求（二）对监测质量保证人员的要求。（三）实验室安全制度（四）药品使用管理制度（五）仪器使用管理制度（六）样品管理制度

2.4 监测数据的统计处理和结果 • 本节内容：掌握统计处理的基本概念、数据处理和结果表述方法以及环境中测量结果的统计检验、方差分析等方法。

2.4 监测数据的统计处理和结果 监测中所得到的许多物理、化学和生物学数据，是描述和评价环境质量的基本依据。

9.4 监测数据的统计处理和结果

2.4 监测数据的统计处理和结果 • 2.4.1基本概念 • 2.4.2数据的处理和结果表述 • 2.4.3测量结果的统计检验 • 2.4.4直线相关和回归 • 2.4.5方差分析

2.4.1基本概念 • （一）误差和偏差 • （二）总体、样本和平均数 • （三）正态分布

（一）误差和偏差 2.4.1基本概念 • 一、真值（xt）　　 • 在某一时刻和某一位置或状态下，某量的效应体现出客观值或实际值称为真值。真值包括理论真值、约定真值和标准器（包括标准物质）的相对真值。　 • 二、误差及其分类（表示方法） • 测量值与真值不一致，这种矛盾在数值上表现即为误差。误差按其性质和产生原因，可分为系统误差、随机误差和过失误差。

真值通常是个未知量，一般所说的真值是指理论真值、规定真值和相对真值。真值通常是个未知量，一般所说的真值是指理论真值、规定真值和相对真值。 • 理论真值：理论真值也称绝对真值，如平面三角形三内角之和恒为180°。 • 规定真值：国际上公认的某些基准量值，如1960年国际计量大会规定“1m等于真空中氪86原子的2P10 和5d5 能级之间跃迁时辐射的1,650,763.73个波长的长度”。 • 相对真值：计量器具按精度不同分为若干等级，上一等级的指示值即为下一等级的真值，此真值称为相对真值。例如，量筒、移液管的校正。

误差的分类

2.4.1基本概念 • 误差的表示方法　三、偏差

2.4.1基本概念 （二）总体、样本和平均数　一、总体和个体　　研究对象的全体称为总体，其中一个单位叫个体。　二、样本和样本容量　　总体中的一部分叫样本，样本中含有个体的数目叫此样本的容量，记作n。　三、平均数　　平均数代表一组变量的平均水平或集中趋势，样本观测中大多数测量值靠近 1、算术均数：简称均数，最常用的平均数，其定义为：

2.4.1基本概念 三、平均数 2、几何均数：当变量呈等比关系，常需用几何均数，其定义为： 3、中位数：将各数据按大小顺序排列，位于中间的数据即为中位数，若为偶数取中间两数的平均值。 4、众数：一组数据中出现次数最多的一个数据。平均数表示集中趋势，当监测数据是正态分布时，其算术均数、中位数和众数三者重合。

9.4.1基本概念 （三）正态分布相同条件下对同一样品测定中的随机误差，均遵从正态分布。正态概率密度函数为：式中：x——由此分布中抽出的随机样本值； μ——总体均值，是曲线最高点的横坐标，曲线对μ对称； σ——总体标准偏差，反映了数据的离散程度。　从统计学知道，样本落在下列区间内的概率如表所示。

正态分布总体的样本落在下列区间内的概率

有效数字 • 各种测量、计算的数据需要修约时，应遵守下列规则： • 四舍六入五考虑， • 五后非零则进一， • 五后皆零视奇偶， • 五前为偶应舍去， • 五前为奇则进一。

例：请将下列数据修约到只保留二位小数：302.21549；302.22499；302.22600；302.22500；302.215000；

可疑数据的取舍—Dixon (Q)检验法 • ⑴将测得数据由小到大排列，如x1、x2、x3、…xn。求出最大值与最小值之差xn-x1； • ⑵按上表计算Q值。（求出可疑数据xn或x1与邻近数据之差xn-xn-1或x2-x1，按下式求出Q值）：或 • ⑶根据所要求的置信度和测定次数查表9-7得出Q值； • ⑷判断：若Q≤ Q0.05则可疑值为正常值；若Q0.05<Q≤ Q0.01则可疑值为偏离值；若Q>Q0.01则可疑值为离群值。例题（P420-421）

2.4.2数据的处理和结果表述 （三）可疑数据的取舍二、检验方法 2、格鲁勃斯（Grubbs）检验法此法适用于多组测量值均值（或一组数据）的一致性检验和剔除离群值。检验方法：⑴将测得数据（或每组均值）由小到大排列 ⑵计算均值（或总均值）和标准偏差 ⑶计算T值 ⑷根据所要求的显著性水平和测定次数（或组数）查表9-8得出T值； (5)判断：若T≤ T0.05则可疑值为正常值；若T0.05<T≤T0.01则可疑值为偏离值；若T>T0.01则可疑值为离群值。例题（P422）

2.4.3测量结果的统计检验 （二）t检验判断的通则　当t＜t0.05(n)，即P＞0.05，差别无显著意义；当t0.05(n)≤t＜t0.01(n)，即0.01＜P≤0.05，差别有显著意义；当t≥t0.01(n)，即P≤0.01，差别有非常显著意义。　一、样本均数与总体总数差别的显著性检验例题（P426）　二、两种测定方法（两组平均值）的显著性检验例题（P426）

2.4.4直线相关和回归 在环境监测中经常要了解各种参数之间是否有联系。（一）相关和直线回归方程　　变量之间关系有两种主要类型： 1.确定性关系 2.相关关系 y=ax+b

2.4.4直线相关和回归 （二）相关系数及其显著性检验 1.相关系数是表示两个变量之间关系的性质和密切程度的指标，符号为v，其值在-1～+1之间。公式为： ⑴若x增大，y也相应增大，称x与y呈正相关。（如图9-6） ⑵若x增大，y相应减少，称x与呈负相关。（如图9-7） ⑶若x与y的变化无关，称x与不相关，此时r=0 。（如图9-8）对于环境分析与监测工作中的标准曲线，应力求相关系数∣v∣≥0.999，否则，应找出原因，加以纠正，并重新进行测定和绘制。

2.4.4直线相关和回归 （二）相关系数及其显著性检验 2.相关系数显著性检验（1）计算V值。（2）按计算t值，n为变量配对数，自由度n’＝n-2. （3）查t值表（一般单测检验）若t>t0.01(n)；P<0.01V有非常显著意义而相关若t<t0.1(n)；P>0.1V关系不显著

2.4.5方差分析 通过分析数据，弄清和研究对象有关的各个因素对该对象是否存在影响以及影响程度和性质。（一）方差分析中的统计名词

2.4.5方差分析 （三）方差分析的方法步骤为了简化计算，在方差分析中采用编码公式对原始数据（x）作适当变换：x=c（x-x0）通常，X0取接近原始数据平均值的某个值，c的取值应使x为某个整数。原始数据（x）可由编码数据（X）经译码公式译出：x=c-1X+X0

2.5实验室质量保证 ×100％ 2.5.1名词解释 1.准确度通常加入标准物质的量应与待测物质的浓度水平接近为宜。

2.5.1名词解释 精密度与准确度图示精密度好准确度好精密度好准确度差精密度差准确度差

2.5.1名词解释

2.5.2实验室内质量控制 内部质量控制是实验室分析人员对分析质量进行自我控制的过程。一般通过分析和应用某种质量控制图或其他方法来控制分析质量。（一）质量控制图的绘制及使用一、目的和意义对经常性的分析项目常用控制图来控制质量。质量控制图的基本原理由W.A.Shewart提出的。实验室内质量控制图是监测常规分析过程中可能出现误差，控制分析数据在一定的精密度范围内，保证常规分析数据质量的有效方法。

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