监测过程中的质量保证监测过程中的质量保证Quality assurance in monitoring process主要内容：质量保证在环境监测中的意义和内容；监测试验基础；监测数据的统计处理和结果表述；实验室质量保证；学习难点：环境监测数据的统计处理和结果表述方法。

学习重点：环境监测数据的统计处理和结果表述方法。

环境监测实验用水和试剂介绍及制备技术；标准分析方法与分析方法的标准化。

质量保证的意义和内容一、意义环境监测质量保证是环境监测中十分重要的技术工作和管理工作。

质量保证和质量控制，是一种保证监测数据准确可靠的方法，也是科学管理实验室和监测系统的有效措施，它可以保证数据质量，使环境监测建立在可靠的基础之上。

二、内容环境监测质量保证是整个监测过程的全面过程管理，包括制订计划；根据需要和可能确定监测指标及数据的质量要求；规定相应的分析监测系统。

其内容包括：采样、样品预处理、储存、运输、实验室供应、仪器设备、器皿的选择和校准，试剂、溶剂和基准物质的选用，统一测量方法，质量控制程序，数据的记录和整理，各类人员的要求和技术培训，实验室的清洁和安全，以及编写有关的文件，指南和手册等。

对于无人值守连续自动监测系统,质量控制工作将是系统运行成败的关键。

因此正常运行过程中最低限度的质量保证工作，应包括下面一些内容：⒈网络的整体设计。

⒉具体采样点选择。

⒊子站的结构设计。

⒋采样系统选择。

⒌分析方法。

⒍监测仪器选择。

⒎设备装置的安装和布局。

⒏标准的可追踪性。

⒐标准工作。

⒑监测仪器日常零点、跨度值的检查与调节。

⒒零点、跨度漂移控制限的规定以及相应的数据修正工作。

⒓监测仪器单点和多点标准频次的规定和控制性检查。

⒔预防性和弥补性的维护工作。

⒕数据处理方法及数据有效性的鉴别。

⒖检测数据精密度、准确度和完整性、代表性及可比性的检查。

⒗有关质量控制的文件管理。

系统执行质量保证计划的最终目的在于：⒈提供可满足监测目的且合乎质量要求的数据。

⒉将由于仪器故障及各种干扰影响导致数据的损失降到最低限度。

⒊确保系统提供的数据有效、准确、可靠且具有可比性。

也即确保监测数据具有“五性”：准确性、精密性、代表性、可比性、完整性。

监测实验室基础实验室是获得监测结果的关键部门，要使监测质量达到规定水平，必须要有合格的实验室和合格的分析人员。

具体的讲包括仪器的正确使用和定期校正；玻璃仪器的选用和校正；化学试剂和溶剂的选用；溶液的配制和标定、试剂的提纯；实验室的清洁和安全工作；分析人员的操作技术和分离技术等。

仪器和玻璃量器是为分析结果提供原始测量数据的设备。

它的选择视监测目的要求和实验条件而定。

仪器和量器的正确使用、定期维护和校准是保证监测质量、延长使用寿命的重要工作，也是反映操作人员技术素质的重要方面。

一、实验用水水是最常用的溶剂，配制试剂、标准物质、洗涤均需大量使用。

它对分析质量有着广泛和根本的影响，对于不同用途需要不同质量的水。

市售蒸馏水或去离子水必须经检验合格才能使用。

实验室中应配备相应的提纯装置。

纯水的分级见表9-1。

实验室用水分三个等级，应在独立的制水间制备。

1、一级水：基本不含有溶解杂质或胶态粒子及有机物，可用二级水经再蒸馏、离子交换混合床、0.2μm滤膜过滤等方法处理，或用石英蒸馏装置作进一步蒸馏制得。

一级水用于制备标准水样或超痕量物质的分析。

2、二级水：常含微量的无机、有机或胶态杂质。

可用蒸馏、反渗透或离子交换法制得的水再蒸馏的方法制备。

用于精确分析和研究工作。

3、三级水：适用于一般实验工作，可用蒸馏、反渗透或离子交换等方法制备。

㈠蒸馏水蒸馏水的质量因蒸馏器的材料与结构而异，常见的几种不同蒸馏器及其所得水的质量如下：①金属蒸馏器:只适用于清洗容器和配制一般试液；②玻璃蒸馏器：适用配制一般定量分析试液，不宜配制分析重金属或痕量非金属试液；③石英蒸馏器：适于配制对痕量非金属进行分析的试液；④亚沸蒸馏器：适于配制除可溶性气体和挥发性物质以外的各种物质的痕量分析用试液。

常作为最终的纯水器与其他纯水装置联用。

图示㈡去离子水是用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以一定形式组合进行水处理。

水中含金属杂质极少，适于配制痕量金属分析用的试液，但不适于配制有机分析试液。

㈢特殊要求的纯水主要有：⒈无氯水⒉无氨水⒊无二氧化碳水⒋无铅水⒌无砷水⒍无酚水⒎不含有机物的蒸馏水。

二、试剂和试液实验室中所用试剂和试液应根据实际需要，合理选用相应规格的试剂，按规定浓度和需要量正确配制，并按规定要求妥善保存，注意空气、温度、光、杂质等影响。

同时要注意保存时间，一般浓溶液稳定性较好，稀溶液稳定性较差，如10-3mol/L的某溶液可贮存一个月以上,10-4mol/L只能贮存一周,而10-5mol/L溶液需当日配制。

故许多试液常配成浓的贮存液，临用时稀释成所需浓度。

一般化学试剂分为三级：一级试剂用于精密的分析工作，在环境分析中用于配制标准溶液；二级试剂常用于配制定量分析中普通试液。

如无注明,环境监测所用试剂均应为二级或二级以上；三级试剂只能用于配制半定量、定性分析中试液和清洁液等。

三、实验室的环境条件实验室空气中如含有固体、液体的气溶胶和污染气体，对痕量分析和超痕量分析会导致较大误差。

所以要求实验室的空气清洁度达到较高的标准。

最好能在超净实验室或超净工作台中进行或使用。

四、实验室的管理及岗位责任制其内容包括：㈠对监测分析人员的要求㈡对监测质量保证人员的要求㈢实验室安全制度㈣药品使用管理制度㈤仪器使用管理制度㈥样品管理制度监测数据的统计处理和结果表述监测中所得到的许多物理、化学和生物学数据统计，是描述和评价环境质量的基本依据。

由于监测系统的条件限制以及操作人员的技术水平，测试值与真值之间常存在差异；环境污染的流动性、变异性以及与时空因素关系，使某一区域的环境质量由许多因素综合所决定；描述某一河流的环境质量，必须对整条河流按规定布点，以一定频率测定，根据大量数据综合才能表述它的环境质量，所以这一切均需通过统计处理。

一、基本概念㈠误差和偏差⒈真值（X）在某一时刻和某一位置或状态下，某量的效应体现出客观值或实际值称为真值。

真值包括：⑴理论真值：例如三角形内角之和等于180℃。

⑵约定真值：由国际计量大会定义的国际单位制，包括基本单位、辅助单位和导出单位。

由国际单位制所定义的值叫约定真值。

⑶标准器（包括标准物质）的相对真值：高一级标准器的误差为低一级标准器或普通仪器误差的1/5（或1/3-1/20）时，则可以认为前者是后者的相对真值。

⒉误差及其分类由于被测量的数据形式通常不能以有限数表示，同时由于认识能力不足和科学技术水平的限制，使测量值与真值不一致，这种矛盾在数值上表现为误差。

误差按其性质和产生的原因，可分为系统误差、随机误差和过失误差。

系统误差：又称可测误差、恒定误差或偏倚(bias)。

指测量的总体平均值与真值之间的差别，是由测量过程中某些恒定因素造成的，在一定条件下具有重现性，并不因为增加测量次数而减少系统误差，它的产生可以是方法、仪器、试剂、恒定的操作人员和恒定的环境所造成。

随机误差:又称偶然误差或不可测误差。

是由测量过程中各种因素的共同作用造成，随机误差遵从正态分布规律。

过失误差：又称粗差。

是由测量过程中犯下的错误所造成，它明显地歪曲测量结果，因而一经发现必须及时改正。

误差的表示方法：分绝对误差和相对误差。

绝对误差是测量值与真值之差，有正负之分。

相对误差指绝对误差与真值之比。

3、偏差个别测量值与多次测量均值之偏离叫偏差，它分绝对偏差、相对偏差、相对平均偏差和标准偏差等。

1)绝对偏差：是测定值与均值之差。

2)相对偏差：是绝对偏差与均值之比，以百分数表示。

3)平均偏差:是绝对偏差绝对值之和的平均值。

4)标准偏差和相对标准偏差5)极差：一组测量值中最大值与最小值之差，表示误差的范围，以R表示。

㈡总体、样本和平均数1、总体和个体：研究对象的全体叫总体，其中一个单位叫个体；2、样本和样本容量：总体中的一部分叫样本，样本中含有个体的数目叫样本容量；3、平均数：代表一组变量的平均水平或集中趋势，样本观测中大多数测量值都靠近平均数。

它包括：算术均数、几何均数、中位数和众数。

平均数表示集中趋势,当监测数据是正态分布时,其算术均数、中位数和众数三者重合。

㈢正态分布相同条件下对同一样品测定中的随机误差，均遵从正态分布。

正态分布曲线说明：（1）小误差出现的概率大于大误差，即误差的概率与误差的大小有关。

（2）大小相等，符号相反的正负误差数目近于相等，故曲线对称。

（3）出现大误差的概率很小。

（4）算术均值是可靠的数值。

二、数据的处理和结果表述1、数据修约原则：四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一。

2、可疑数据的取舍离群数据：与正常数据不是来自同一分布总体，明显歪曲试验结果的测量数据。

可疑数据：可能会歪曲试验结果，但尚未经检验断定其是离群数据的测量数据。

测量中发现明显的系统误差和过失误差，由此而产生的数据应随时剔除。

而可疑数据的取舍应采用统计方法判别，即离群数据的统计检验。

1、狄克逊（Dixon）检验法（1）将一组测量数据从小到大顺序排列为x1、x2…xn,x1和xn分别为最小可疑值和最大可疑值；（2）按表9-5（P299）计算式求Q值；（3）根据给定的显著性水平（α）和样本容量（n），从表9-6（P299）查得临界值（Qα）；（4）若Q≤Q0.05则可疑值为正常值；若Q0.05＜Q≤Q0.01则可疑值为偏离值；若Q＞Q0.01则可疑值为离群值。

2、格鲁勃斯（Grubbs）检验法：适于检验多组测量值均值的一致性和剔除多组测量值中的离群均值；也可用于检验一组测量值一致性和剔除一组测量值中的离群值。

3、监测结果的表述1）用算术平均值表示结果，是表达监测结果最常用的方法，平行测定次数越多，结果越接近真实值。

条件是测定过程中排除系统误差和过失误差，只存在随机误差。

2）用算术平均数和标准偏差表示测定结果。

如果标准偏差越大，算术均数结果的代表性越小。

3）用算术平均值、标准偏差和相对标准偏差表述监测结果。

4）如果分析监测获得的数据或结果低于所选用方法的检出限，则不能将该数据作为最终表达的结果，因为，该数据的可信程度不搞。

遇到这种情况，结果可用“未检出”表述。

三、测量结果的统计检验(t检验)相同的试样由不同的分析人员或不同分析方法所测得均数之间差异；在实验室质量考核中，对标准样的实际测定均值与其保证值之间的差异，到底是由抽样误差引起的，还是确实存在本质的差别，可用计算t值和查t表的方法来判断两均数之差是属于抽样误差的概率有多大，即对这些差异进行“显著性检验”，简称“t检验”，当抽样误差的概率较大时，两均数的差异很可能是抽样误差所致，亦即两均数的差别无显著性意义；如其概率很小，即此差别属于抽样误差的可能性很小，因而差别有显著意义。