環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的主要特性
從質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的角度出發(fā),為了使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能修準(zhǔn)確地反映水環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀,預(yù)測(cè)污染的發(fā)展趨勢(shì),要求環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性、精密性、可比性和完整性。環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果的“五性”反映了對(duì)監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量要求。
一、代表性(representation)
代表性是指在具有代表性的時(shí)間、地點(diǎn),并按規(guī)定的采樣要求采集有效樣品。所采集的樣品必須能反映水質(zhì)總體的真實(shí)狀況,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能真實(shí)代某污染物在水中的存在狀態(tài)和水質(zhì)狀況。
任何污染物在水中的分布不可能是十分均勻的,因此要使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如實(shí)反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和污染源的排放情況,必須充分考慮到所測(cè)污染物的時(shí)空分布。首先要優(yōu)化布設(shè)采樣點(diǎn)位,使所采集的水樣具有代表性。
二、準(zhǔn)確性(accuracy)
準(zhǔn)確性指測(cè)定值與真實(shí)值的符合程度,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受從試樣的現(xiàn)場(chǎng)固定、保存、傳輸,到實(shí)驗(yàn)室分析等環(huán)節(jié)影響。一般以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度表征。
準(zhǔn)確度常用以度量一個(gè)特定分析程序所獲得的分析結(jié)果(單次測(cè)定值或重復(fù)測(cè)定值的均值)與假定的或公認(rèn)的真值之間的符合程度。一個(gè)分析方法或分析系統(tǒng)的準(zhǔn)確度是反映該方法或該測(cè)量系統(tǒng)存在的系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差的綜合指標(biāo),它決定著這個(gè)分析結(jié)果的可靠性。準(zhǔn)確度用絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差表示。
準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)方法:可用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品或以標(biāo)準(zhǔn)樣品做回收率測(cè)定的辦法評(píng)價(jià)分析方法和測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。
1.標(biāo)準(zhǔn)樣品分析
通過(guò)分析標(biāo)準(zhǔn)樣品,由所得結(jié)果了解分析的準(zhǔn)確。
2.回收率測(cè)定
在樣品中加入一定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)其回收率,這是目前實(shí)驗(yàn)室中常用的確定準(zhǔn)確度的方法,從多次回收試驗(yàn)的結(jié)果中,還可以發(fā)現(xiàn)方法的系統(tǒng)誤差。按下式計(jì)算回收率P:
3.不同方法的比較
通常認(rèn)為,不同原理的分析方法具有相同的不準(zhǔn)確性的可能性極小,當(dāng)對(duì)同一樣品用不同原理的分析方法測(cè)定,并獲得一致的測(cè)定結(jié)果時(shí),可將其作為真值的最佳估計(jì)。
當(dāng)用不同分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)定時(shí),若所得結(jié)果一致,或經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明其差異不顯離時(shí),則可認(rèn)為這些方法都具有較好的準(zhǔn)確度,若所得結(jié)果呈現(xiàn)顯性差異,則應(yīng)以被公認(rèn)的可靠方法為準(zhǔn)。
三、精密性(precision)
精密性和準(zhǔn)確性是監(jiān)測(cè)分析結(jié)果的固有屬性,必須按照所用方法的特性使之正確實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是指測(cè)定值與真值的符合程度,而其精密性則表現(xiàn)為測(cè)定值有無(wú)良好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。
精密性以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精密度表征,是使用特定的分析程序在受控條件下重復(fù)分析均一樣品所得測(cè)定值之的一致程度。它反映了分析方法或測(cè)量系統(tǒng)存在的隨機(jī)誤差的大小。測(cè)試結(jié)果的隨機(jī)誤差越小,測(cè)試的精密度越高。
精密度通常用極差、平均偏差和相對(duì)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。標(biāo)準(zhǔn)偏差在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中屬于無(wú)偏估計(jì)量而常被采用。
為滿足某些特殊需要,引用下述三個(gè)精密度的專用術(shù)語(yǔ)。
1.平行性(replicability或parallelism)
在同一實(shí)驗(yàn)室中,當(dāng)分析人員、分析設(shè)備和分析時(shí)間都相同時(shí),用同一分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行雙份或多份平行樣測(cè)定結(jié)果之間的符合程度。
2.重復(fù)性(repeatability)
在同一實(shí)驗(yàn)室中,當(dāng)分析人員、分析設(shè)備和分析時(shí)間中的任一項(xiàng)不相同時(shí),用同一分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行雙份或多份平行樣測(cè)定結(jié)果之間的符合程度。
3.再現(xiàn)性( reproducibility)
用相同的方法,對(duì)同一樣品在不同條件下獲得的單個(gè)結(jié)果之間的一致程度,不同條件是指不同實(shí)驗(yàn)室、不同分析人員、不同設(shè)備、不同(或相同)時(shí)間。
在考查精密性時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
①分析結(jié)果的精密度與樣品中待測(cè)物質(zhì)的濃度水平有關(guān),因此,必要時(shí)應(yīng)取兩個(gè)或兩個(gè)以上不同濃度水平的樣品進(jìn)行分析方法精密度的檢查。
②精密度可因與測(cè)定有關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件的改變而變動(dòng),通常由一整批分析結(jié)果中得到的精密度,往往高于分散在一段較長(zhǎng)時(shí)間里的結(jié)果的精密度,如可能,最好將組成固定的樣品分為若干批分散在適當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)進(jìn)行分析。
③標(biāo)準(zhǔn)偏差的可靠程度受測(cè)量次數(shù)的影響,因此,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差作較好估計(jì)時(shí)(如確定某種方法的精密度)需要足夠多的測(cè)量次數(shù)。
四、可比性(compatibility)
指用不同測(cè)定方法測(cè)量同一水樣的某污染物時(shí),所得出結(jié)果的吻合程度。在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品的定值時(shí),使用不同標(biāo)準(zhǔn)分析方法得出的數(shù)據(jù)應(yīng)具有良好的可比性?？杀刃圆粌H要求各實(shí)驗(yàn)室之間對(duì)同一樣品的監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)相互可比,也要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品的監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)該達(dá)到相關(guān)項(xiàng)目之間的數(shù)據(jù)可比,相同項(xiàng)目在沒(méi)有特殊情況時(shí),歷年同期的數(shù)據(jù)也是可比的。在此基礎(chǔ)上,還應(yīng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的量值傳遞與溯源,以實(shí)現(xiàn)國(guó)際間、行業(yè)間的數(shù)據(jù)一致、可比,以及大的環(huán)境區(qū)域之間、不同時(shí)間之間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可比。
例如,用離子色譜法測(cè)定NO3一N的結(jié)果與酚二磺酸分光光度法的結(jié)果應(yīng)基本一致;用氣和色譜法測(cè)定氯類的結(jié)果應(yīng)與氣相色譜-質(zhì)譜法的結(jié)果相近。
過(guò)去我國(guó)使用紫外分光光度法測(cè)定石油類,這一方法與紅外法測(cè)定結(jié)果就沒(méi)有可比性。因?yàn)樽贤夥ㄊ褂玫氖兔演腿┡c紅外法使用的四氯化碳萃取效果不同,其次紫外法的吸收波長(zhǎng)與紅外法也不同,它們所測(cè)定的是不同的石油成分。
五、完整性(completeness)
完整性強(qiáng)調(diào)工作總體規(guī)劃的切實(shí)完成,即保證按預(yù)期計(jì)劃取得有系統(tǒng)性和連續(xù)性的有效樣品,而且無(wú)缺漏地獲得這些樣品的監(jiān)測(cè)結(jié)果及有關(guān)信息。
只有達(dá)到這“五性”質(zhì)量指標(biāo)的監(jiān)測(cè)結(jié)果,才是真正正確可靠的,也才能在使用中具有權(quán)威性(authoritativeness)和法律性(lawfulness)。
人們常說(shuō):“錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)比沒(méi)有數(shù)據(jù)更可怕。”為獲得質(zhì)量可靠的監(jiān)測(cè)結(jié)果,世界各都在積極制定和推行質(zhì)量保證計(jì)劃,正如工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量必須達(dá)到質(zhì)量要求才能取得客觀的承認(rèn)一樣,環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果的良好質(zhì)量,必然是在切實(shí)執(zhí)行質(zhì)量保證計(jì)劃的基礎(chǔ)上方能達(dá)到。只有取得合乎質(zhì)量要求的監(jiān)測(cè)結(jié)果,才能正確地指導(dǎo)人們認(rèn)識(shí)環(huán)境、評(píng)價(jià)環(huán)境、管理環(huán)境、治理壞境的行動(dòng),擺脫因?qū)Νh(huán)境狀況的盲目性造成的不良后果,這就是實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的意義。
