廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)誤差分析與數(shù)據(jù)處理探究

朱建躍

（廣東廣環(huán)檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 潮州 521000）

0 引言

人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)等活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量廢水，而廢水中的污染物會(huì)引起對(duì)環(huán)境的破壞，因此為了減少?gòu)U水對(duì)環(huán)境的污染，在排放廢水之前對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)是十分重要的。水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在很多不確定因素，且很容易產(chǎn)生誤差，為了盡可能減小誤差，保證檢測(cè)結(jié)果的精確度，加強(qiáng)誤差分析和對(duì)數(shù)據(jù)處理方式的研究是關(guān)鍵。

1 廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)誤差分析

1.1 誤差類(lèi)型及特點(diǎn)

在廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，得到的檢測(cè)結(jié)果和實(shí)際水質(zhì)值之間存在一定的差距，即形成誤差。通過(guò)廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻贸銎渲械母黝?lèi)污染物的含量，雖然在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行檢測(cè)相對(duì)穩(wěn)定，但仍容易出現(xiàn)誤差問(wèn)題。隨著實(shí)驗(yàn)環(huán)境的變化，廢水中的部分成分也會(huì)隨之發(fā)生變化，導(dǎo)致廢水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果難以保證精準(zhǔn)度。誤差基本不能完全消除，但是對(duì)誤差產(chǎn)生的因素加以控制，使其在合理范圍內(nèi)，能夠確保廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性。在廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，常見(jiàn)的誤差類(lèi)型包括分析前誤差、分析中誤差和分析后誤差[1]。根據(jù)不同誤差對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響程度又可以將其分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)設(shè)備等（圖1）都容易產(chǎn)生誤差問(wèn)題，根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，又可以將其分為隨機(jī)誤差、過(guò)失誤差、確定誤差和不確定誤差。過(guò)失誤差主要由操作人員引起，隨機(jī)誤差基本不可控制。

圖1 水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備

1.2 誤差產(chǎn)生的原因

廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因有很多，且不同原因引起的誤差效果有所不同。首先，如果在檢測(cè)之前所采集的樣品不夠全面，在檢測(cè)時(shí)缺少代表性，那么檢測(cè)的結(jié)果就難以代表廢水的水質(zhì)情況，進(jìn)而產(chǎn)生誤差。在檢測(cè)過(guò)程中如果所使用的設(shè)備由于缺少維護(hù)或者沒(méi)有定期檢查等，很容易導(dǎo)致其測(cè)量的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而引起檢測(cè)誤差。另外，檢測(cè)技術(shù)人員的操作也是引起誤差的主要原因，如果其在讀取測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)讀數(shù)不夠精確、修約不夠規(guī)范等情況也會(huì)造成檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的誤差，影響檢測(cè)結(jié)果。

2 廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)誤差數(shù)據(jù)處理

2.1 系統(tǒng)誤差處理

在廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，系統(tǒng)誤差較為常見(jiàn)，其主要是由于受到檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中各條件的偏差所導(dǎo)致的結(jié)果誤差。系統(tǒng)誤差通常在檢測(cè)進(jìn)行時(shí)就出現(xiàn)且作用于檢測(cè)結(jié)果，產(chǎn)生一定的影響。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)誤差包括由儀器設(shè)備、試劑選擇、操作方法等產(chǎn)生的誤差。在處理系統(tǒng)誤差時(shí)，首先可以采取對(duì)照測(cè)試的方式進(jìn)行處理，在檢測(cè)結(jié)束后進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將兩次結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)誤差情況并以此進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，或者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行檢測(cè)，保持檢測(cè)的準(zhǔn)確度，將二者加以對(duì)比。其次，可以采用空白測(cè)試的方法。在不對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，同樣操作檢測(cè)過(guò)程中，按照標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)方式進(jìn)行，并在相同步驟、相同條件的檢測(cè)下得出相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將檢測(cè)樣品得到的結(jié)果減去空白測(cè)試得到的數(shù)值，最終得到精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果，降低系統(tǒng)誤差率。另外，還可以采用校準(zhǔn)測(cè)試的方式，在檢測(cè)后對(duì)檢測(cè)儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，并在校準(zhǔn)后的儀器基礎(chǔ)上進(jìn)行再次測(cè)量，將其中的誤差消除掉。

2.2 間接誤差處理

間接誤差是在廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的誤差類(lèi)型，造成間接誤差的原因有很多，處理間接誤差時(shí)也需要根據(jù)引起誤差的原因采取不同的措施。這對(duì)間接誤差，操作人員可以通過(guò)調(diào)整儀器的精度和加強(qiáng)管理、對(duì)檢測(cè)的廢水樣品加以?xún)?yōu)化、提高檢測(cè)操作的標(biāo)準(zhǔn)化等方式對(duì)其進(jìn)行處理。在實(shí)際廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，所有錯(cuò)誤操作都會(huì)引起相應(yīng)的誤差，且錯(cuò)誤越多誤差越明顯。因此，為了最大限度地降低間接誤差，操作人員必須嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在測(cè)量的過(guò)程中采取最科學(xué)合理的檢測(cè)方式，降低在檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的誤差概率[2]。同時(shí)，在間接誤差處理過(guò)程中需要注意，當(dāng)還沒(méi)有完全確定最終的檢測(cè)結(jié)果時(shí)，應(yīng)該采用原始的數(shù)值展開(kāi)計(jì)算。

2.3 直接測(cè)量誤差處理

在對(duì)廢水水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)讀取和處理的方式主要有直接處理和間接處理兩種方式。在讀數(shù)過(guò)程中直接根據(jù)檢測(cè)儀器和設(shè)備進(jìn)行讀數(shù)的方式為直接測(cè)量。在直接測(cè)量中產(chǎn)生誤差的主要原因在于儀器設(shè)備的質(zhì)量產(chǎn)生測(cè)量誤差，根據(jù)誤差程度可分為微小誤差和粗大誤差。在檢測(cè)過(guò)程時(shí)沒(méi)有重復(fù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，僅憑借單次測(cè)量很容易導(dǎo)致最終的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度降低。因此，為了處理直接測(cè)量誤差，如果是微小誤差則應(yīng)對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，得到多個(gè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和計(jì)算，進(jìn)而有效控制誤差。在條件允許的情況下，還可以利用數(shù)學(xué)計(jì)算的方式對(duì)多次檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，使最終的數(shù)據(jù)最接近真實(shí)數(shù)值。而粗大誤差則需要綜合考慮客觀(guān)因素和主觀(guān)因素，并至少重復(fù)10 次以上的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，降低檢測(cè)誤差率。

2.4 間接測(cè)量誤差處理

在廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果后，將實(shí)際測(cè)量值代入相應(yīng)公式當(dāng)中，獲得相應(yīng)的間接數(shù)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)值。在這一過(guò)程中，受到直接測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果和計(jì)算處理公式的影響，很有可能出現(xiàn)間接測(cè)量誤差。在計(jì)算間接測(cè)量值的過(guò)程中，其準(zhǔn)確度與直接測(cè)量值的結(jié)果有直接關(guān)系，因此直接測(cè)量值會(huì)影響間接測(cè)量值，最終影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。為了處理間接測(cè)量誤差，操作人員應(yīng)先根據(jù)相關(guān)的計(jì)算公式對(duì)誤差值加以計(jì)算，并充分考慮當(dāng)所有的誤差同時(shí)存在且誤差值疊加時(shí)會(huì)產(chǎn)生的相應(yīng)結(jié)果。在利用計(jì)算公式計(jì)算間接測(cè)量值時(shí)，應(yīng)同時(shí)計(jì)算出相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差值。在處理間接測(cè)量誤差時(shí)，先進(jìn)行誤差分析再通過(guò)絕對(duì)誤差和相對(duì)誤進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算方法加以分析得到有效的處理結(jié)果。

2.5 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差處理

在廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，如果操作人員沒(méi)有做好水樣采集和相應(yīng)的處理工作，并且在操作過(guò)程中沒(méi)有按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，很容易引起實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差。對(duì)此，操作人員應(yīng)在保證水樣處理質(zhì)量、操作規(guī)范且儀器設(shè)備精準(zhǔn)度均符合要求的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行處理。首先，在對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，管理人員應(yīng)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)選擇兩名及以上的工作人員利用科學(xué)的方法讀取檢測(cè)數(shù)據(jù)，一般采用雙盲法的方式，以此才能夠有效避免實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差的產(chǎn)生，并及時(shí)找出誤差漏洞。其次，解決實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差最直接的辦法為經(jīng)驗(yàn)法，可以獲得較好的處理結(jié)果。由于在廢水水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中，水質(zhì)樣本很有可能是重復(fù)的，受到地域等因素影響，樣品的固定性較強(qiáng)，其中的成分也相對(duì)固定[3]。所以在對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)與以往經(jīng)驗(yàn)存在明顯異常的情況，基本可以初步判斷該廢水存在污染問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上技術(shù)人員再將該數(shù)據(jù)與以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從中發(fā)現(xiàn)誤差問(wèn)題并加以處理。另外，在操作人員讀取檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，需嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，例如，在讀取滴管數(shù)據(jù)時(shí)要確保讀數(shù)的正確位置（圖2），以此避免由于讀數(shù)造成的數(shù)據(jù)誤差。

圖2 滴管正確讀數(shù)

3 提高廢水水質(zhì)檢測(cè)質(zhì)量、降低誤差的策略

3.1 優(yōu)化檢測(cè)方法

為了降低廢水水質(zhì)檢測(cè)的誤差率，需要不斷優(yōu)化檢測(cè)方法，保證檢測(cè)質(zhì)量。首先，應(yīng)保證檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和分析方法的科學(xué)性和權(quán)威性，確保其符合國(guó)家規(guī)定的水質(zhì)檢測(cè)要求，從而保證檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其次，為了降低外界因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾，操作人員應(yīng)定期記錄實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境數(shù)據(jù)，并對(duì)廢水樣品等進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，定期檢查相關(guān)操作儀器設(shè)備，詳細(xì)記錄所有檢查情況，以作為后續(xù)水質(zhì)檢測(cè)中的重要參考。另外，還需要分析和測(cè)定使用的方法，檢驗(yàn)使用方法在廢水水質(zhì)檢測(cè)中的適用性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)找出最合適的檢測(cè)方法，提高廢水水質(zhì)檢測(cè)質(zhì)量，以此為標(biāo)準(zhǔn)，督促企業(yè)排污達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)（表 1）[4]。

表1 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

3.2 升級(jí)檢測(cè)技術(shù)

升級(jí)檢測(cè)技術(shù)能夠從根本上提高廢水水質(zhì)檢測(cè)的質(zhì)量，使水質(zhì)檢測(cè)工作更為科學(xué)。對(duì)此，相關(guān)操作人員和管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)技術(shù)的研究和創(chuàng)新，在現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化升級(jí)檢測(cè)技術(shù)，確保技術(shù)的科學(xué)性和適用性，提高檢測(cè)的質(zhì)量和效率，有效避免出現(xiàn)誤差情況，以此保障廢水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，為了適應(yīng)檢測(cè)技術(shù)的升級(jí)，檢測(cè)操作人員也需要不斷提升個(gè)人能力。對(duì)此，相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)操作人員的技術(shù)能力培訓(xùn)，通過(guò)定期培訓(xùn)和考核的方式，確保其能力達(dá)到檢測(cè)要求之后才能上崗工作[5]。圖3 為水質(zhì)化驗(yàn)員培訓(xùn)。

圖3 水質(zhì)化驗(yàn)員培訓(xùn)

同時(shí)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)還可以制定相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，以此約束操作人員的實(shí)驗(yàn)行為，確保實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并能夠有效激發(fā)檢測(cè)人員的工作熱情和積極性，提高檢測(cè)質(zhì)量。在條件允許的情況下，檢測(cè)機(jī)構(gòu)還可以對(duì)外招聘一些專(zhuān)業(yè)能力更強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)更豐富的操作人員加入本機(jī)構(gòu)的檢測(cè)人員隊(duì)伍當(dāng)中，不斷提升檢測(cè)隊(duì)伍的整體能力和素質(zhì)，從各方面提高廢水水質(zhì)檢測(cè)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)廢水水質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中存在的誤差類(lèi)型和引起誤差的原因，可以分別進(jìn)行系統(tǒng)誤差處理、間接誤差處理、直接測(cè)量誤差處理、間接測(cè)量誤差處理、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差處理，并不斷優(yōu)化檢測(cè)方法和技術(shù)，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，為廢水處理提供重要依據(jù)，從而降低廢水對(duì)環(huán)境的污染程度。