環(huán)境監(jiān)測(cè)中儀器分析方法不確定度的評(píng)估

摘要：本文通過(guò)介紹環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的概念，構(gòu)建它的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)實(shí)踐提出不確定度的注意事項(xiàng)以及應(yīng)用過(guò)程，最后，做出總結(jié)，提高環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的評(píng)估水平。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)；儀器分析；不確定度的評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào)：X85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）03-0163-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.095

Abstract： This paper introduces the concept of environmental monitoring instrument analysis of uncertainty， build its mathematical model， put forward by the practice of uncertainty considerations and application process， and finally， to sum up and improve the environmental monitoring instrument analysis of the evaluation of the level of uncertainty.

Key words： Environmental monitoring； Instrumental analysis； Evaluation of uncertainty

環(huán)境監(jiān)測(cè)中不確定度的評(píng)估對(duì)環(huán)境質(zhì)量的探究有重要的意義。環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是利用特定的儀器檢查環(huán)境中的一些不確定因素的變量，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，觀察這些數(shù)據(jù)變化，把握環(huán)境的實(shí)際狀況。環(huán)境監(jiān)測(cè)中儀器分析方法不確定度的評(píng)估從一定程度上給環(huán)境保護(hù)提供了有針對(duì)性的方法。同時(shí)，它還是一個(gè)誤差比較小的評(píng)估數(shù)據(jù)，它可以給環(huán)境監(jiān)測(cè)提供很多有效數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境整體變化做出預(yù)測(cè)，它具有科學(xué)合理的特征，對(duì)保護(hù)環(huán)境有重要的意義。通過(guò)不同方法計(jì)算不確定度，提高計(jì)算精度，使計(jì)算數(shù)據(jù)更具有代表性，可以反應(yīng)地區(qū)的實(shí)際環(huán)境狀況，進(jìn)而進(jìn)行環(huán)境保護(hù)，給我們國(guó)家的環(huán)保提供有力的數(shù)據(jù)。不確定度的計(jì)算要求也比較多，首先是對(duì)誤差的處理，其次是分量的數(shù)據(jù)處理，通過(guò)分析過(guò)程中的變化提高不確定度的精確度。

1 對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的認(rèn)識(shí)

不確定度，顧名思義就是一個(gè)測(cè)量的數(shù)據(jù)，不確定這三個(gè)字突出了這個(gè)數(shù)據(jù)的分散性，從而可以看出需要測(cè)量的數(shù)據(jù)的多樣性。它不是一個(gè)定值，會(huì)隨著環(huán)境的變化不斷變化，但是總體變化范圍在一定的區(qū)間內(nèi)，或者可以說(shuō)在某個(gè)數(shù)字之間，這個(gè)數(shù)字可稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)，通過(guò)將不確定度與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)而得知環(huán)境質(zhì)量。不確定度表示的是一種概率，不確定度遵循一定的原則，它對(duì)數(shù)據(jù)有嚴(yán)格的要求，要求數(shù)據(jù)必須精確；它表示的是一種環(huán)境質(zhì)量變化的程度，與過(guò)程有關(guān)。由于人為的原因，不確定度在計(jì)算過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，但是總的來(lái)說(shuō)，還是處于一定的變化范圍內(nèi)。我們?cè)跍y(cè)量過(guò)程中追求數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，就是說(shuō)要使測(cè)量的值盡可能接近標(biāo)準(zhǔn)值，也就是說(shuō)，我們期望的值就是這兩個(gè)數(shù)據(jù)的無(wú)限接近。我們都期望環(huán)境質(zhì)量好，所以，不確定度的評(píng)估過(guò)程要科學(xué)合理，能夠代表實(shí)際的環(huán)境變化情況，使我們了解真實(shí)的環(huán)境信息。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度中數(shù)學(xué)模型的建立

我們?cè)跍y(cè)量環(huán)境中的不確定度中常用到原子吸收光譜進(jìn)行分析，它通過(guò)運(yùn)用分光光度計(jì)測(cè)量環(huán)境中被測(cè)量元素含量，根據(jù)這些元素含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，通過(guò)圖片我們可以直接看到各種元素的實(shí)際含量，進(jìn)而分析環(huán)境中的不確定度，作出準(zhǔn)確的評(píng)估。原子吸收光譜法的不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型通?？杀磉_(dá)為：

其中w代表的是測(cè)量元素的實(shí)際含量，c1，c2表示的都是濃度，一個(gè)是測(cè)量元素的溶液的濃度，另一個(gè)是對(duì)照的空白溶液的濃度，v指的是被測(cè)量元素的溶液的體積，m代表的是被測(cè)量元素的質(zhì)量。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的評(píng)估注意事項(xiàng)

4 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的綜合研究

4.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的誤差分析

誤差是在環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的過(guò)程中產(chǎn)生的，誤差有兩種，一種是系統(tǒng)誤差，它是由儀器本身決定的，很多儀器在制造過(guò)程中本身就存在精確度不準(zhǔn)的問(wèn)題，在測(cè)量過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，這些誤差是不可避免的。還有一種誤差是人物誤差，相關(guān)計(jì)算人員不會(huì)處理數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)失真，不能反映測(cè)量的真實(shí)情況。這種誤差是可以避免的，通過(guò)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓他們掌握數(shù)據(jù)處理的能力，進(jìn)而減小誤差。由于環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的評(píng)估設(shè)計(jì)的方面比較瑣碎，在處理過(guò)程中難度也比較大，而不確定度又是一個(gè)反應(yīng)數(shù)據(jù)綜合情況的量，跟數(shù)學(xué)中的方差作用效果相似，具有一定的分散性。在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，不確定度的數(shù)值越小，就代表環(huán)境質(zhì)量越好；反之，則環(huán)境差。用不確定度評(píng)估環(huán)境質(zhì)量有一定的科學(xué)性。

4.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度過(guò)程中數(shù)據(jù)的近似處理

不確定度的計(jì)算過(guò)程比較麻煩，它是一個(gè)綜合性的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)到很多分量的處理。它的計(jì)算過(guò)程與數(shù)學(xué)中的方差計(jì)算相似，反應(yīng)的是分量與平均數(shù)直接的差距，用它衡量環(huán)境質(zhì)量最為合適。在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中，如果要考慮每個(gè)分量的話，計(jì)算過(guò)程就更加復(fù)雜。如果我們還不能搞清楚所有的分量，在計(jì)算過(guò)程中肯定會(huì)忽略一些分量，那么，計(jì)算結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)偏差。我們將這些分量進(jìn)行綜合處理，有的分量影響作用是非常小的，在計(jì)算時(shí)可以忽略這些分量，這樣就減少了計(jì)算的難度，使環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的評(píng)估更真實(shí)，能夠真實(shí)的反應(yīng)環(huán)境質(zhì)量。

4.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的實(shí)際應(yīng)用

我們國(guó)家在處理環(huán)境問(wèn)題的技術(shù)上還不成熟，通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度來(lái)評(píng)估環(huán)境質(zhì)量，不確定度要盡量減小誤差，使數(shù)據(jù)更有代表性。如果不確定度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，我們就無(wú)法正確的判斷環(huán)境狀況，使我們?cè)谥卫憝h(huán)境方面更加盲目。所以，不確定度的測(cè)定要非常重視，不能偏離標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，要合理規(guī)劃環(huán)境安全線，把高于安全線的視為環(huán)境污染。在治理方面要有針對(duì)性，針對(duì)某種物質(zhì)或者元素超出了正常值，來(lái)分析影響環(huán)境的因素。相關(guān)部門(mén)在做環(huán)境監(jiān)測(cè)分析報(bào)告時(shí)，要學(xué)會(huì)處理數(shù)據(jù)，使不確定度真實(shí)可信；在過(guò)程中減少誤差，保證數(shù)據(jù)的精確度；在報(bào)告中能夠體現(xiàn)影響環(huán)境的各個(gè)因素，要詳細(xì)具體，給后期的環(huán)保工作提供真實(shí)可靠的信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的評(píng)估中數(shù)學(xué)模型的建立，分析各個(gè)數(shù)據(jù)的意義，給我們提供了了解不確定度的有效方法，方便后期的計(jì)算過(guò)程。通過(guò)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題出發(fā)，詳細(xì)介紹環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的具體步驟，最后進(jìn)行綜合性的探究，從環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度的誤差分析，掌握減小誤差的有效方法。從減少誤差開(kāi)始，對(duì)一些分量進(jìn)行近似處理，使不確定度更具有代表性。提出了不確定度的應(yīng)用注意事項(xiàng)。現(xiàn)階段我們國(guó)家在環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度評(píng)估中做的還不夠完善，還存在很多問(wèn)題，通過(guò)分析這些問(wèn)題對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器分析不確定度有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，利用已有的信息科學(xué)分析環(huán)境狀況，在實(shí)踐過(guò)程中保護(hù)環(huán)境，提高環(huán)境質(zhì)量。

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收稿日期：2018-01-27

作者簡(jiǎn)介：張純淳（1986-），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境檢測(cè)。