简析水质检验中的数据误差与处理

2022-09-10

引言

因为有较多的检测项目的存在, 分析人员、分析仪器和分析方法都会成为造成水质分析检测过程中系统误差和偶然误差出现的原因, 错误的分析结果常会因为分析误差超过一定范围而出现。只有对全部分析过程 (从取样到分析结果的计算) 进行质量控制, 并且采取一系列措施来减小误差以保证分析结果的准确可靠性。

一、误差产生的原因

误差是由系统误差、随机误差和粗大误差这些组成的。由不可控制的实验条件 (如温度、光照等) 的影响所造成的系统误差和随机误差又一起被称为不可避免误差;而可避免误差是指因为实验人员的不细心, 读数和记录的错误, 操作的失败而造成的粗大误差。我们可以通过对操作过程进行规范来避免这类与正常值相差很大的误差。

二、误差的解决办法

1. 系统误差

一些固定的因素就会引起系统误差。在一样条件下进行多次测量用以来保持误差数值的大小和正负恒定, 随着条件的改变, 误差变化就会呈现出一定的规律。

解决办法:

(1) 按要求的准确度来筛选分析方法。

分析结果中总误差不能超出规定的检出限。

实验过程中不能使水样质量控制误差超过规定检出限的一半。

(2) 以与做样品时的操作步骤一样的步骤来做空白测定。

(3) 采用多种分析方法的比较试验能给系统误差提供有意义的定量依据。我们可以参考它的结果。

(4) 如果有保存剂存在样品中, 那么也应该将保存剂加入在标液中。

2. 随机误差

一些不好控制的因素会造成随机误差。误差数值和符号的大小和正负在相同条件下进行多次测量都是不确定的。依照统计的规律, 随机误差与测量次数都有关系。平均值的随机误差随着测量次数的增加虽然会减小但是不会消除。

解决办法:

(1) 总标准差对常规分析项目有重要的意义。

(2) 证明该方法有充分的精密度要依靠多个实验室数据。

(3) 对两个浓度要采取接近该方法的上、下限的方法来得到较为可靠的精密度。

(4) 用标准差来评定的不确定性会随着重复分析数目的增加而减少。所以, 为减少随机误差, 应有多余一个的自由度。

3. 粗大误差

在与规定条件下与预期明显不一致的误差叫作粗大误差, 这可能是因为实验人员在操作时的不小心或仪器故障导致的显示值的不准确但没有被操作人员及时发现等因素造成这种误差。我们通常能够通过对操作程序进行规范并依据常用的准则在整理数据时依据进行筛选来避免这种与正常值相差很大的误差。

解决办法:

(1) 仪器需要经常进行保养, 并且要定期检定来保持仪器的较高的精度。

(2) 操作者在严格遵守操作规程同时要具有熟练的检测技能。

(3) 进行实验时操作者要非常细心谨慎, 在记录数据时尽量使人为失误得到避免。

三、消除误差时应注意的问题

操作者在实验过程中必须要对一些具体的问题进行注意用以克服水质分析结果中出现的误差。

1. 要对实验方法进行统一

每次要采取相同的测定方法来测定同一测定项目。为获得可比较的结果每次需要使用相同的分析方法和测定仪器来测定一些非特异性指标, 比如像浑浊度这些。

2. 要对相对标准差值进行规定

在提供最佳相对标准差的浓度的基础上分析被测样品的浓度, 为了能够在分析实验结果时对结果的可靠性有个初步的判定, 就要尽最大可能地使这个浓度接近方法浓度的上限。

3. 试剂的选择

实验成功的根本保证在于对实验试剂的正确选择上, 在选择和使用试剂方面, 以下几个问题需引起我们的注意:

(1) 为了较理想化地消除系统误差必须选用同样等级和同样产地的试剂。

(2) 要通过查证试剂的主体和试剂的杂质含量能否满足实验要求来对试剂体进行选择。

(3) 需要在室温条件下用超纯水配置实验里所有的溶液, 与此同时要测定空白样品。

(4) 实验者在操作时要戴上塑料手套以防止手污染溶液, 这个是在避免在配置溶液和测定过程可能出现的污染典型例子。

4. 器皿和容器

在实验前要合理地选择和处理器皿和容器以避免因选择不当引起的实验误差。

(1) 实验者选择不同容器和器皿要根据不同情况进行确定。这是因为不同的容器和器皿的制作材料中含有各种各样的微量元素会对实验结果产生较大的影响。

(2) 在实验以前容器和器皿要用溶液进行充分润洗来避免因容器和器皿对溶液的吸附作用从而影响溶液浓度进而造成误差。

(3) 在实验前清洗和润洗后, 包括像滴定管等测量容器在内的所有容器都要进行校准。

四、结果报出控制

水质分析的最终产品是检验结果, 实验成功的重要指标取决于报出结果规范与否, 要有效控制报出结果。

1. 报出结果要求

(1) 进行结果报出时, 不得随意更改指标名称和单位, 与此同时还要与和标准要求相同。

(2) 一个结果对应一个指标, 即使几个平行样被同时测定, 取的数据也要符合相对标准偏差的要求并以其平均值报出。

2. 确定报出结果有效数字位数

要确定好报出结果有效数字的位数, 不仅要对最低检测质量浓度的方法给出进行考虑还需要考虑到标准限值的要求对仪器测定值计算的最低检测质量浓度影响。报出结果的有效数字位数应以与仪器测定值计算的最低检测质量浓度或方法给出的最低检测质量浓度位数一致, 其增减取决于标准限值是否太低或太高。如果标准限值与最低检测质量浓度相近, 报出结果有效数字位数可适当进行增加, 在能保证检测结果对评价没有影响前提下, 如果标准限值远超过最低检测质量浓度, 应适当减少报出结果或提高最小报出值有效位数。