水質(zhì)分析中的質(zhì)量控制措施

李二忠 黃上元

摘 要：水質(zhì)分析是評(píng)價(jià)水質(zhì)和廢水處理效果的重要手段，并且環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和環(huán)境保護(hù)的重要組成部分。水質(zhì)分析的目的是為了獲取準(zhǔn)確的、可靠的、可供評(píng)價(jià)環(huán)境水質(zhì)質(zhì)量和了解環(huán)境水質(zhì)質(zhì)量狀況的信息，從而關(guān)系到正確制訂管理措施、科學(xué)立法等多方面。

關(guān)鍵詞：水質(zhì);分析;質(zhì)量控制

水資源的質(zhì)量控制是城市建設(shè)的重要內(nèi)容，為了進(jìn)行有效的水質(zhì)分析，需要對(duì)水質(zhì)分析進(jìn)行全面的質(zhì)量控制。水質(zhì)分析是一項(xiàng)技術(shù)要求非常高的工作，需要化驗(yàn)人員具備較高的技術(shù)水平和能力。水質(zhì)分析的質(zhì)量控制過程應(yīng)該包括：樣品的采集、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的控制、實(shí)驗(yàn)室外部的控制以及數(shù)據(jù)的處理等方面。分析從樣品的采集到實(shí)驗(yàn)室的分析進(jìn)行質(zhì)量控制方法的簡(jiǎn)要探討。即從樣品的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)室方法的選擇、標(biāo)準(zhǔn)曲線、控制圖的運(yùn)用和數(shù)據(jù)檢驗(yàn)等方面對(duì)水質(zhì)分析質(zhì)量的控制。

1、樣品的準(zhǔn)備

樣品的準(zhǔn)備工作主要包括：現(xiàn)場(chǎng)樣品的采集、保存和運(yùn)輸。樣品的采集是水質(zhì)分析過程的第一步，同時(shí)也是非常關(guān)鍵的一步，決定了樣品是否具有代表性，典型性等。因此，樣品的采集過程是水質(zhì)分析質(zhì)量保證工作中的重要環(huán)節(jié)，而所采集的樣品質(zhì)量是否在允許范圍之內(nèi)，是關(guān)系到分析結(jié)果準(zhǔn)確與否的一個(gè)先決條件。

（1）樣品的采集。采樣之前應(yīng)制定詳細(xì)的工作計(jì)劃，包括采樣方法，步驟，應(yīng)急措施等，最好要細(xì)化到每一個(gè)指標(biāo)的具體的采樣方法步驟。一般采樣的方法和注意事項(xiàng)可以參考《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》中的具體針某一種指標(biāo)的采樣方法。而對(duì)于特定的指標(biāo)和具體的條件的采樣，可以自行設(shè)計(jì)方法，但必要時(shí)應(yīng)該檢驗(yàn)采樣方法是否對(duì)分析結(jié)果有明顯影響。如用F檢驗(yàn)可判斷采樣方法或其他因素所引起的誤差是否對(duì)樣品分析結(jié)果有無明顯影響，若影響不顯著，說明采樣誤差引起的結(jié)果變化明顯小于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)所測(cè)物質(zhì)含量的真實(shí)變化，則這批數(shù)據(jù)是可靠的。

（2）水樣的保存和運(yùn)輸。水樣的保存方法：1.冷藏或冷凍，可以抑制微生物的活動(dòng)，減緩物理揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)速度。2.加入化學(xué)保存劑，不同分析指標(biāo)所加保存劑不一樣，但是注意：樣品保存劑如酸堿或其他試劑在采樣前應(yīng)進(jìn)行空白試驗(yàn)，其純度和等級(jí)必須達(dá)到分析要求。水樣采集后立即送回實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)采樣點(diǎn)的位置和每個(gè)項(xiàng)目分析前最長(zhǎng)保存時(shí)間，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式。

2、實(shí)驗(yàn)室控制

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）實(shí)驗(yàn)方法的選擇。根據(jù)分析要求和目的的不同，從各實(shí)驗(yàn)室目前設(shè)備和條件出發(fā)，選擇適宜的分析方法。最好采用“標(biāo)準(zhǔn)分析方法”，這樣有利于分析結(jié)果的相互比較。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的檢驗(yàn)。校準(zhǔn)曲線是描述待測(cè)物質(zhì)濃度值與測(cè)量?jī)x器響應(yīng)值之間定量關(guān)系的曲線;它直接關(guān)系到結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度的。在沒測(cè)定水樣之前一定要做出正確的標(biāo)準(zhǔn)曲線，然而，在實(shí)際繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線過程中往往出現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)偏離直線的情況，此時(shí)可用直線回歸方程式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制出理論標(biāo)準(zhǔn)曲線，這樣既比較精確，又可用來檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。在檢測(cè)分析中所求得的校準(zhǔn)曲線，應(yīng)控制其相關(guān)系數(shù)r≥0.9990;否則需從量器、儀器、分析方法及操作等方面查找原因，改進(jìn)后重新繪制。若同一測(cè)定指標(biāo)的截距值出現(xiàn)異常，則應(yīng)進(jìn)行t檢驗(yàn)。斜率是反映方程的靈敏度。一個(gè)實(shí)驗(yàn)室在使用固定的計(jì)量?jī)x器、試劑和嚴(yán)格操作等條件下，不同時(shí)間里繪制的校準(zhǔn)曲線的斜率，其波動(dòng)范圍是很小的。若校準(zhǔn)曲線的斜率出現(xiàn)較大的波動(dòng)，應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液濃度、試劑、操作條件和測(cè)量?jī)x器的靈敏度等是否有變化。此外，回歸方程的適用范圍應(yīng)限制于原制備曲線的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，不能隨意外推。

（3）質(zhì)量控制圖的運(yùn)用。質(zhì)量控制圖的形式有很多，目前在水質(zhì)分析中用得較多的為x-R控制圖，即均值一差值控制圖。為了繪出符合要求的控制曲線，既要有較好的精密度和準(zhǔn)確度做保證，又要有一定的樣本量（一般樣本總量不少于15個(gè)）。在做未知樣品之前，先做已知濃度的內(nèi)控樣品，每次測(cè)定都應(yīng)保證在同一工作時(shí)間內(nèi)用同一種方法同等條件下進(jìn)行。所檢測(cè)結(jié)果，通過計(jì)算控制樣的平均值（x），標(biāo)準(zhǔn)差（S）和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（CV）。又根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，認(rèn)為偶然誤差通常都是以正態(tài)形式分布。可采用95%或99.7%的置信度，即有95%或99.7%的把握，認(rèn)為真值落在x±tS/n的區(qū)間內(nèi)（其中t值可在有關(guān)的書中查得）。控制圖以縱坐標(biāo)表示試驗(yàn)結(jié)果，橫坐標(biāo)表示時(shí)間或結(jié)果次序，中心線表示平均值或標(biāo)準(zhǔn)值，上下控制限表示行動(dòng)的準(zhǔn)則。

當(dāng)質(zhì)量圖繪制完成之后，將每次結(jié)果標(biāo)于圖上，對(duì)控制樣品進(jìn)行分析，計(jì)算控制樣品的平均值和重復(fù)測(cè)定的兩次結(jié)果的差距，點(diǎn)于質(zhì)量控制圖上，如果測(cè)定結(jié)果都在控制范圍內(nèi)，表明測(cè)定結(jié)果可靠，可以進(jìn)行未知樣品測(cè)定;相反如果兩者之一超過控制限將采取校正措施。通過質(zhì)量控制圖，可以了解分析過程測(cè)定結(jié)果是否穩(wěn)定，能直觀地展示出分析過程是否處于統(tǒng)計(jì)控制中，當(dāng)控制圖表示失控時(shí)，它能指出在多大置信度水平、什么位置、什么時(shí)間出現(xiàn)問題，并可能預(yù)測(cè)問題的性質(zhì)和來源。

（4）數(shù)據(jù)的合理性檢驗(yàn)。合理性檢驗(yàn)的目的是將測(cè)量列中可能存在的壞值剔除。其基本思想是，如果將測(cè)量列看作是服從某一分成布的隨機(jī)變量，當(dāng)絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)在規(guī)定置信概率的敬意以外時(shí)，即判為是粗大誤差，該測(cè)量值應(yīng)予剔除。如運(yùn)用構(gòu)拉布斯準(zhǔn)則。如下：

設(shè)對(duì)某物理量進(jìn)行n次重復(fù)測(cè)量，得測(cè)量列X1，X2…Xn，算術(shù)平均值，測(cè)量值與平均值之差稱為殘余誤差或殘差，用Vi表示：

即：Vi=Xi-，（i=1…n）

通過數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)，可以剔除壞值，減少對(duì)水質(zhì)分析質(zhì)量的影響。保證數(shù)據(jù)的可靠性，安全性和有效性。

討論：

水質(zhì)分析的質(zhì)量保證與多方面因素有關(guān)。如玻璃器皿、試劑、儀器實(shí)驗(yàn)室的管理、分析人員的素質(zhì)、制備高純水以標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算、配制等等。這些無疑是取得正確數(shù)據(jù)的重要保證。水質(zhì)分析質(zhì)量控制內(nèi)容很多，除了上面討論的樣品采集控制，質(zhì)量控制圖的應(yīng)用外，還有其他質(zhì)控措施，例如，平行雙樣、空白試驗(yàn)、控制樣、比較試驗(yàn)或標(biāo)準(zhǔn)祥的對(duì)照分析、密碼樣分析，等等。各水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制訂全面的質(zhì)量管理制度，以確保水質(zhì)分析資料的可靠性及科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李英欣.水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量控制研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018，44（09）：210.

[2] 葉冰冰.淺析質(zhì)量控制在水質(zhì)分析檢測(cè)中的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2018，25（05）：265.

[3] 許鈺青.提高煤中全水分測(cè)定準(zhǔn)確性的措施分析[J].化工管理，2017（5）：218.