廢水水質(zhì)檢測(cè)化驗(yàn)誤差分析與數(shù)據(jù)處理

李登琨

【摘 要】：廢水水質(zhì)檢測(cè)化驗(yàn)誤差控制質(zhì)量關(guān)系水環(huán)境管理工作的順利開(kāi)展，當(dāng)前污水成分呈多樣化發(fā)展，水質(zhì)檢測(cè)化驗(yàn)質(zhì)量控制難度越來(lái)越大。雖廢水水質(zhì)檢測(cè)誤差無(wú)法避免，但可有效對(duì)誤差進(jìn)行控制，以下對(duì)廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)化驗(yàn)誤差分析與數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】：廢水檢測(cè)；誤差分析；數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)階段水質(zhì)檢測(cè)存在的問(wèn)題主要以誤差為主，水質(zhì)檢測(cè)的誤差存在于水質(zhì)檢測(cè)的各個(gè)方面，因而不受到檢測(cè)條件的制約，需要相關(guān)技術(shù)人員具備誤差分析與處理的能力，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化，使其符合區(qū)域水質(zhì)的基本情況，進(jìn)一步提升水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性。

1、 水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中的誤差

1.1 水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果真值與平均值

水質(zhì)檢測(cè)雖然可對(duì)周邊水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)值的估算，但受到多方面因素的限制，水質(zhì)檢測(cè)的結(jié)果并不能以一次的檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，單一的真值無(wú)法完全測(cè)試出區(qū)域的水質(zhì)情況，需要根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況，進(jìn)行多次的測(cè)量，以最終多組數(shù)據(jù)的平均數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果，因此也稱(chēng)之為平均值，平均值決定了區(qū)域的水質(zhì)情況，同時(shí)其檢測(cè)結(jié)果也更為準(zhǔn)確與實(shí)際的情況更為相符。

雖然水質(zhì)檢測(cè)需要通過(guò)多次檢測(cè)，但卻有檢測(cè)上限的限制，所以在對(duì)檢測(cè)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算過(guò)程中，僅可使用近期的數(shù)據(jù)結(jié)果，也稱(chēng)之為近似值。平均值中包含算數(shù)平均值與均方根平均值，以上兩種計(jì)算方式，均對(duì)評(píng)價(jià)值的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。

1.1.1算數(shù)平均值

采用算術(shù)平均值進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)分析應(yīng)用十分普遍。設(shè)定x1、x2…xn需要被檢測(cè)的值，其中n表示的是檢測(cè)次數(shù)。

1.1.2均方根平均值

該類(lèi)型的平均值應(yīng)用相對(duì)較少，公式：

1.2 誤差與誤差的類(lèi)型

檢測(cè)值與真值之間的差值稱(chēng)為絕對(duì)誤差，由于真值不易測(cè)得，實(shí)際應(yīng)用中常用檢測(cè)值與平均值之差表示絕對(duì)誤差。在分析工作中，常把標(biāo)準(zhǔn)式樣某成分的含量作為該組分的真值，以此為標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)誤差的大小。判定測(cè)定的準(zhǔn)確度常用相對(duì)誤差的概念。

相對(duì)誤差 = 絕對(duì)誤差 /平均值

誤差的分類(lèi)根據(jù)誤差的性質(zhì)及發(fā)生的原因，誤差可分為： ⑴系統(tǒng)誤差： 指在測(cè)定中由未發(fā)現(xiàn)或未確定因素所引起的誤差。⑵隨機(jī)誤差： 這種誤差無(wú)法控制，但它服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，規(guī)律可用正態(tài)分布曲線(xiàn)表示。⑶過(guò)失誤差： 過(guò)失誤差由于操作人員不仔細(xì)、操作不正確因素引起。

1.3 準(zhǔn)確度及精確度

為確保水質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果符合區(qū)域的實(shí)際情況，需要根據(jù)最終的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)。通過(guò)對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，將測(cè)定值與真實(shí)值的數(shù)據(jù)結(jié)合對(duì)比，如存在一定的誤差，則可判定為檢驗(yàn)結(jié)果存在不準(zhǔn)確的情況，如檢驗(yàn)結(jié)果未出現(xiàn)相對(duì)較大的誤差，其檢測(cè)結(jié)果也就相對(duì)準(zhǔn)確。對(duì)于精準(zhǔn)度的測(cè)算，需要在特定的環(huán)境下進(jìn)行，以測(cè)定值與平均值為基礎(chǔ)，計(jì)算其中數(shù)據(jù)所得偏差，進(jìn)而判斷出數(shù)據(jù)的精確度。

2 、水質(zhì)檢測(cè)化驗(yàn)的誤差分析以及數(shù)據(jù)處理

2.1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理。水質(zhì)檢驗(yàn)誤差主要可通過(guò)做好水樣采集、運(yùn)輸、預(yù)處理質(zhì)控，規(guī)范操作，做好實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備精度管理等方法進(jìn)行控制，在實(shí)際操作過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在計(jì)算分析過(guò)程中，需結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，安排2名以上工作人員采用雙盲法進(jìn)行讀取、核對(duì)、錄入，以尋找重大誤差；經(jīng)驗(yàn)法是最直接的數(shù)據(jù)處理方法，水樣分析重復(fù)性強(qiáng)，一個(gè)地區(qū)環(huán)保機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)污水產(chǎn)生點(diǎn)相對(duì)固定，水質(zhì)成分比較穩(wěn)定，一旦發(fā)生重大變化便提示可能發(fā)生重大污染事件，如偷偷排污、化學(xué)品傾瀉等，憑經(jīng)驗(yàn)核對(duì)數(shù)據(jù)可迅速發(fā)現(xiàn)重大誤差；規(guī)范讀取數(shù)據(jù)有助于提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，如讀取滴管數(shù)據(jù)時(shí)需視線(xiàn)平齊，這些技巧落實(shí)不到位也直接影響檢驗(yàn)結(jié)果。

2.2 直接測(cè)量誤差處理。在廢水水質(zhì)的檢測(cè)過(guò)程中，直接測(cè)量值在檢測(cè)中受單相檢測(cè)誤差和多次測(cè)量誤差的影響。單相測(cè)量誤差是因在測(cè)量中對(duì)某次檢測(cè)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量的重復(fù)，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不夠精確，可通過(guò)實(shí)際情況來(lái)對(duì)誤差進(jìn)行修正，按照設(shè)備的說(shuō)明，對(duì)誤差較小的進(jìn)行分析和處理，若無(wú)法進(jìn)行計(jì)算，則可將儀器最小刻度的一半作為最大誤差的單相測(cè)量值；多次測(cè)量誤差控制時(shí)，在檢測(cè)中可通過(guò)多次測(cè)量的方式來(lái)減少誤差，在條件許可的情況下，利用數(shù)學(xué)計(jì)算法將多次測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求得最接近的真值。若在實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)為0.98，則按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)法回收率可達(dá)87%，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)回收率達(dá)到88%。可選擇建立一元線(xiàn)性回歸方程，根據(jù)公式氨氮含量=廢水監(jiān)測(cè)相關(guān)系數(shù)×檢測(cè)數(shù)據(jù)+0.09，結(jié)果會(huì)控制在有效范圍之內(nèi)。

2.3 間接測(cè)量誤差處理。在實(shí)施廢水檢測(cè)時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)間接測(cè)量值一般是通過(guò)將直接測(cè)量數(shù)值代入至公式中得到的，所以間接測(cè)量值的誤差情況不但和直接測(cè)量數(shù)據(jù)有直接的關(guān)系，同時(shí)和分析計(jì)算公式的形式也有關(guān)系。間接測(cè)量算術(shù)平均誤差的計(jì)算必須要考慮各種誤差都存在的情況，因?yàn)榻^對(duì)誤差是相互疊加而求得。直接測(cè)量誤差和間接測(cè)量誤差中存在較多的運(yùn)算關(guān)系，其中包括加法、減去、乘法和除法、及乘方、開(kāi)方等運(yùn)算關(guān)系，產(chǎn)生的誤差也會(huì)受這些關(guān)系的影響。若間接測(cè)量值的公式中只包含加減運(yùn)算，則必須要先對(duì)絕對(duì)誤差進(jìn)行分析，在算相對(duì)誤差，若公式含有開(kāi)方運(yùn)算和乘除運(yùn)算，則要先計(jì)算相對(duì)誤差，之后計(jì)算絕對(duì)誤差。在進(jìn)行測(cè)量值與最終值計(jì)算時(shí)，需充分考慮計(jì)算流程，規(guī)避計(jì)算流程產(chǎn)生的誤差，在獲得最終結(jié)果前盡量使用原始數(shù)值。

2.4 異常誤差的處理。在廢水水質(zhì)檢測(cè)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏離偏差范圍的數(shù)值，或這個(gè)數(shù)值在多個(gè)數(shù)值中過(guò)大，影響整體數(shù)據(jù)的處理，則該數(shù)值叫做異常誤差。需進(jìn)行科學(xué)的推斷，從檢測(cè)目的與背景、檢驗(yàn)流程、關(guān)鍵儀器與設(shè)備的使用等方面綜合分析誤差產(chǎn)生的原因。運(yùn)用迪克遜檢驗(yàn)、肖維涅準(zhǔn)則、拉布斯檢驗(yàn)的方式對(duì)異常的誤差進(jìn)行處理及檢驗(yàn)，利用具體的分析把整個(gè)異常的誤差找出來(lái)，將其剔除。例如在進(jìn)行酸堿度檢測(cè)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)最小值和最大值，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，可計(jì)算算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的方式來(lái)處理該數(shù)據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

作為重要的戰(zhàn)略資源，水的重要性不言而喻，水質(zhì)檢測(cè)是確保水資源安全使用重要措施，在各方面均發(fā)揮著積極作用。但在水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中，誤差的出現(xiàn)不可避免，對(duì)水質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)

確度產(chǎn)生影響，使水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的可信度有所降低，所以及時(shí)采取措施，對(duì)水質(zhì)檢測(cè)的誤差進(jìn)行防治與處理，對(duì)于保障水質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確度及水資源的安全使用有著重要意義。

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