探析環境監測中的不確定度評估

王倩

摘 要：近些年來，環境污染已經成為影響社會發展的重要問題，其相關的監測數據能夠準確反映當下的環境情況，能夠為環境治理工作提供可靠的依據，同時了解污染的主要原因、發展趨勢以及變化規律等特性，能夠為環境治理工作提供一定的信息輔助，環境監測對于環境的保護與治理來說起著非常重要的作用，目前，該項工作已經引起了社會各界的密切關注，越來越多的技術人員開始投入到相關的課題研究中。因此，該文也主要針對不確定度的評定、主要程序以及具體應用等多個方面的內容進行分析，希望能為我國環境質量的提升提供一定的幫助。

關鍵詞：環境監測 不確定度 評估

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（a）-0087-02

不確定度主要作為表示環境測量結果分散性的指標之一，其能夠有效反映工作人員對數值的了解程度，不確定度評估能夠有效提升監測結果的可靠性，從而為管理人員的科學決策奠定基礎，目前，我國在環境監測中還缺乏一個規范、系統的不確定度評估體系，這在很大程度上影響了環境監測水平的提升。但是由于測量誤差是不可避免的，因此，不確定度的應用能夠有效避免測量誤差對決策造成的影響，同時，其還能夠為環境監測工作提供統一、規范的衡量標準，最大程度減小測量誤差，使得誤差能夠控制在合理、科學的范圍內，總而言之，實現不確定度的準確評估對于提升環境監測質量來說起著非常重要的作用。

1 不確定度的簡化評定

1.1 忽略原則

在一般情況下，對于不確定度的評定程序相對較為繁瑣，但是在環境監測工作中，由于對不確定度的要求不高，因此，相關的技術人員可以通過采取必要的措施對評定程序進行一定的忽略，從而達到簡化的目的。不確定度主要是由大量的不確定分量通過計算得到的，忽略原則的應用會在一定程度上使得不確定度減小，因為在實際的應用過程中，技術人員往往通過方差相加求和的方法計算不確定度，在計算中，部分影響較小的分量能夠自動忽略，因此，技術人員應該加強對不確定度的選擇與篩選，使得忽略數據的結果計算與原始結果的差距控制在10%的范圍內，從而最大程度降低忽略原則對不確定度評定結果的影響。

1.2 相關性處理

由于輸入量的關系系數一般只具有-1、0與1三種可能，只有在具有明確證據表示輸入量存在明顯相關的情況下，才能夠將輸入量進行相關性處理，否則，輸入量往往都是按照不相關處理，即相關系數的取值為0，若具有大量的明確數據表示輸入量存在明顯的相關性，則技術人員可以進一步根據輸入量的正相關還是負相關選擇1或是-1。對于相關性較強的輸入量，技術人員可以通過采取線性相加的方法對評定程序進行一定的簡化，首先，技術人員應該選擇具有相關性的不確定量進行必要的線性相加，并得到明確的結果；其次，再選擇不相關的不確定量進行一定的合成；最后，技術人員需要通過測量理論、方式以及設備儀器等必要措施最大程度提升數據的不確定性。總而言之，相關性處理對于不確定度評定程序的簡化來說起著非常重要的作用。

1.3 實際應用

伴隨著社會生產水平的高速提升，環境污染對人們生活的負面影響越來越大，環境監測工作也日益復雜與困難，因此，就要求相關的技術人員需要對不確定度評定程序進行必要的簡化。評定結果的準確性會在很大程度上影響環境污染的衡量標準，在大部分的化學物質分析的過程中，對其元素的含量都具有嚴格的衡量標準，若超出安全的評定范圍，則說明該環境條件會對人體健康造成較大的影響，從而為相關部門環境處理方案的制定提供有力的數據依據。評定結果的科學性與準確性會在很大程度上決定相關部門對環境情況的判斷，因此，不確定度的應用會在很大程度上提升監測數據的準確性，從而制定出一份具有信服力的監測報告。目前，我國還缺乏一套系統、規范的不確定度評定體系，但是在實際的應用中，通過長期的工作經驗積累，我國已經具有了一套常用的工作標準，例如室內環境監測中，不確定度的取值應該控制在25%以內。

2 不確定度的測量程序

2.1 建立基礎的數學模型

在環境監測不確定度的評定過程中，數學模型的建立是其基本工作，能夠為評定工作的順利開展奠定一定的基礎，同時其能夠得到準確的數據關系式，并明確監測結果的不確定度。但是，由于數學模型并不具有唯一性，若測量方式與步驟具有差異，最終的數學模型也會不一致，因此，對于數學模型的建立具有一定的復雜性。數學模型是評定工作開展的依據，其需要通過對輸入量的明確與忽略，得到最貼切的監測結果，由于技術人員對忽略輸入量的選擇不同，往往導致模型與公式的差異，因此，相關的技術人員可以通過對監測方法的分析，尋找造成不確定度的主要原因，并針對其原因采取必要的措施加以改進，從而最大程度提升監測結果的準確性。

2.2 測量方法的確定

在一般情況下，不確定度的評定工作往往是在概率統計理論的基礎上進行的，而測量方法的確定對于評定工作的開展來說起著非常重要的作用。首先，相關的技術人員需要根據實際條件與情況制定詳細的實驗方案，其中包括采樣、樣品分析以及溶液搭配等程序；其次，技術人員需要對不確定量的獲得途徑與準確性進行必要的分析與篩選，通過對設備、儀器以及實驗程序等分析，了解影響不確定度的主要因素；最后，技術人員應該對不確定量進行必要的評定處理，其主要針對A類與B類兩種方法，對測量方法進行一定的分析，從而實現對不確定度的估算與預測。

2.3 不確定度的合成

該程序對不確定度的準確性具有直接的影響作用。首先，相關的技術人員需要明確測量對象，其中包括各大儀器設備、溶液參數等輸入量，同時，技術人員還需要對不確定度的來源進行必要的分析，從而最大程度對監測結果的準確性進行有效控制；其次，技術人員需要對分量進行必要的量化處理，對每一個數據進行合理的利用與測量，并準確計算各大標準差；最后，由于在不確定度的測量中，得到的結果往往都是分量，因此，相關的技術人員需要將分量進行必要的合成，從而得到明確的最終結果。

3 不確定度的測量方法

3.1 A類評定方式

目前，我國普遍使用的評定方式主要包括A類與B類兩大類型，其差別主要體現在評定方式上，在本質上，這兩種方法并未存在較大的差別，其主要是在概率分布的基礎上通過方差與標準差，從而對不確定度進行一定的計量。在不同的使用條件下，這兩種方法可以進行一定的轉化，但是不確定度與實驗誤差并不具有本質上的聯系。在A類評定方式中，貝塞爾法是最常用的方法，其主要是將被測量對象在重復的環境中，經過無數次的獨立分析，將得到的結果通過平均值進行進一步的計算與表示。除此之外，最小二乘法也是在A類評定中常用的方法，這一般適用于大于2個測量對象的情況下，其主要通過相關函數的應用得到準確的不確定度。在A類評定中的具體方法還有很多，因此，相關的技術人員需要加強對不確定度評定方法的了解與掌握，科學、合理地使用評定方法，從而最大程度提升監測工作質量。

3.2 B類評定方式

相較于A類評定方式，B類評定方式主要是利用對觀測列的計算與分析，得到估算的不確定度，該種方法是建立在實踐經驗與固有信息的基礎上，例如在搭配溶液的過程中，不確定度主要是由儀器、設備以及器皿等物質的誤差與不確定造成的。B類評定方式主要基于對以往數據的使用與分析，其中包括有關部門提供的數據與證書、國家相關標準等，例如在確定估計值來源的情況下，可以通過對分量不確定度與包含因子的使用，得到標準的不確定量。

3.3 不確定度的估算

A類與B類評定方法中，都具有單獨的不確定度的估算方式，例如對于A類不確定度的計算，其往往是利用原子吸收法，測量樣品中的金屬溶度，并通過計算相關的估計方差與標準差，得到最終的不確定度數值。而在B類不確定度的估算中，相關的技術人員往往需要對其進行必要的取樣，通過使用分度吸管進行三步取樣，然后通過對各個步驟的不確定度進行準確的計算與控制，達到提升監測數據準確性與真實性的目的。第一，技術人員需要先計算出吸管體積的不確定度；第二，技術人員需要測量誤差進行合理的平均與計算，得到明確的誤差范圍；第三，相關的技術人員應該對吸管與溶液在不同溫度條件下的體積不確定度進行合理的計算，通過對各個環節、各大設備的不確定度與誤差的計算，能夠有效保證最終監測結果的準確性。總而言之，相關的技術人員在環境監測的過程中，需要密切關注在各個環節與各種情況下不確定度的產生，及時發現不確定度，并對其進行合理的分析與控制，從而有效提升監測報告的質量。

4 結語

綜上所述，伴隨著不確定度應用范圍與用途的不斷拓展，其在環境監測中發揮了巨大的作用。在最初，不確定度主要使用于計量的統計，通過多年的應用與研究，目前我國對于不確定度的應用已經取得了顯著的理論與實踐成果，但是相關技術人員還需要不斷努力，繼續挖掘不確定度的評定方式與作用，從而實現對環境監測體系的完善，提升監測數據的規范性與準確性。就當下我國不確定度應用情況的分析，這在一定程度上優化了傳統的誤差分析方法，通過科學的理論與方式，有效提升了數據的精確度，從而增強了監測數據對環境保護的價值。在實際的監測過程中，眾多的不確定度評定方法都是在實際應用過程中通過不斷地改進與挖掘發展而來的，因此，這要求相關的技術人員需要加強對不確定度評定方法的完善，提升我國的環境監測水平。

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