环境监测第2章环境监测质量保证ppt课件

1、第二章 环境监测质量控制第一节 环境监测质量控制的意义及内容第二节 环境监测质量控制的有关名词术语第三节 误差 第四节 数据处置和常用的统计检验第五节 实验室质量保证定义:对监测全过程进展技术上、管理上的全面监视，以保证监测数据的准确可靠。第一节 环境监测质量控制的意义及内容成果监测数据错误的数据危害更可怕保证数据的准确度和准确度监测的各个环节开展质量保证任务意义是非常重要的技术任务和管理任务；保证监测数据准确可靠；是科学管理实验室和监测系统的有效措施；保证数据准确性和可比性，以便作出正确的结论。质量控制主要是对实验室的质量、管理进展监视；包括实验室内部质量控制、外部质量控制。内容采样、样品预

2、处置、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，一致丈量方法，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，实验室的清洁和平安，以及编写有关的文件，指南和手册等。质量保证体系的构成:质量保证体系是对环境监测全过程进展全面质量管理的一个大系统，功能就是使监测任务的各个环节和步骤都能充分表达并满足“五性的要求，保证监测数据的可靠性。 “代表性、完好性、可比性、准确性、准确性 环境监测的要求质量保证体系六个关键系统： 布点系统 采样系统 运输系统 分析测试系统 数据处置系统 综合评价系统 质量控制体系及控制要点见课本表2-1涵盖了环境监测的整个任务流

3、程第二节 环境监测质量控制有关术语 一、准确度 二、精细度 三、灵敏度 四、空白实验 五、校准曲线 六、检测限 七、测定限 八、方法适用范围 九、最正确测定范围一准确度 通常参与规范物质的量应与待测物质的浓度程度接近为宜。精细度 精细度是指用一特定的分析程序在受控条件下反复分析均一样品所得测定值的一致程度，它反映分析方法或丈量系统所存在随机误差的大小。测试结果的随机误差越小，测试的精细度就越高。 极差、平均偏向、相对平均偏向、规范偏向和相对规范偏向都可用来表示精细度大小，较常用的是规范偏向。为满足某些特殊的需求，还援用了三个精细度的公用术语：1平行性 2反复性 3再现性平行性实验室内分析人员、

4、设备、时间：均一样反复性实验室内分析人员、设备、时间：至少一要素改动再现性不同实验室间留意：1指采用同一分析方法对同一样品进展测定所得结果之间的符合程度；2通常实验室内精细度是指平行性和反复性的总和，而实验室间精细度即再现性常用分析规范物质的方法来确定。灵敏度指该方法对单位浓度或单位量的待测物质的变化所引起的呼应量变化的程度，它可以用仪器的呼应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描画。常用规范曲线斜率来度量灵敏度。因实验条件而变。 A = kc + a A-仪器的呼应量 c-待测物质的浓度 a-校准曲线的截距 k-方法的灵敏度，k值大，阐明方法灵敏度越高空白实验空白测定,是指用蒸馏水

5、替代试样的测定。其所加试剂和操作步骤与实验测定完全一样。并同时进展。目的：为了了解分析中的其他要素，如试剂中杂质、环境及操作进程的沾污等对试样测定的综合影响，以便在分析中加以扣除。测定时，均进展空白实验，空白实验所得的呼应值称为空白实验值。 校准曲线校准曲线是用于描画待测物质的浓度或量与相应的丈量仪器的呼应量或其他指示量之间定量关系的曲线。校准曲线包括：任务曲线、规范曲线任务曲线：绘制校准曲线的规范溶液的分析步骤与样品分析步骤完全一样规范曲线：绘制校准曲线的规范溶液的分析步骤与样品分析步骤相比有所省略，如省略样品的前处置。留意：监测中常用规范曲线的直线部分 某一方法规范曲线的直线部分所对应的待

6、测物质浓度(或含量)的变化范围-方法的线性范围 检测限方法检出限某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测出的待测物质的最小浓度或最小量。 不同的分析方法对检测限的规定不同。 影响要素：分析中所用试剂、水的纯度，仪器的稳定性及 噪声程度等检出限分类：仪器检出限和方法检出限仪器检出限：产生的信号比仪器噪音(空白所产生的背景 信号)大3倍的待测物质的浓度，不同仪器 检出限定义有所差别。灵敏度与检出限的区别： 从不同角度表示检测器对测定物质敏感程度的目的，前者越高、后者越低，阐明检测器性能越好。测定限在一定的置信度能定量测定的物质的浓度或量。测定限：测定下限和测定上限。测定下限：指在测定误差能满

7、足预定要求的前提下，用特定方法可以准确地定量测定待测物质的最小浓度或量。测定上限：指在测定定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法可以准确地定量测定待测物质的最大浓度或量。 方法适用范围 指某一特定方法检测下限至检测上限之间的浓度范围。 最正确测定范围应小于方法适用范围。 最正确测定范围 即有效测定范围，指在限定误差能满足预定要求的前提下，特定方法的测定下限至测定上限之间的浓度范围。第三节 误 差一、误差 1、真值2、误差 3. 偏向 1、真值在某一时辰和某一位置或形状下，某量的效应表达出客观值或实践值称为真值。包括：实际真值、商定真值。普通情况下，高一级规范器为低一级规范器的相对真值。 2、

8、误差 分析测定结果与被测组分的真实值之间的差值。类型：系统误差、随机偶尔误差、过失误差。两种表示方法：绝对误差、相对误差。误差是不可防止的，存在于一切的丈量中。3. 偏向 个别丈量值与多次丈量均值之偏离叫偏向。包括： 绝对偏向 相对偏向 平均偏向 规范偏向二、误差的分类及产生缘由误差按其性质和产生缘由分为：1、系统误差2、偶尔随即误差3、过失误差1、系统误差可测误差、恒定误差、偏倚定义：在同一丈量条件下，多次丈量反复同一量时，丈量误差的绝对值和符号都坚持不变，或在丈量条件改动时按一定规律变化的误差，称为系统误差。产生的主要缘由： 方法误差、仪器误差、试剂误差、 人员误差、环境误差系统误差阐明了

9、一个丈量结果偏离真值或实践值的程度。系统误差越小，丈量就越准确。特点：可经过实验确定并加以修正系统误差与丈量次数无关根据呈现特征可分为常值和变值系统误差变值系统误差可分为累积的、周期的、按复杂规律变化的系统误差1234tO1不变的系统误差2线性变化的系统误差3周期性变化的系统误差4复杂规律变化的系统误差系统误差的消除：校准仪器：用校准值修正丈量结果。空白实验：消除试剂不纯等产生的误差。对照实验：实践样品与规范物质同条件下测定； 或不同方法比较。回收实验：在实践样品中参与知量规范物质， 在同条件下测定，结果能否认量回收， 以回收率校正。2、偶尔误差随机误差、不可测误差定义: 在同一丈量条件下指在

10、丈量环境、丈量人员、丈量技术和丈量仪器都一样的条件下，多次反复丈量同一量值时等精度丈量，每次丈量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差。产生缘由：噪声干扰、电磁场微变、零件的摩擦和配合间隙、热起伏、空气扰动、大地微震、丈量人员感官的无规律变化等。特点： 单次丈量的随差没有规律 多次丈量的总体却服从统计规律正态分布 可经过数理统计的方法来处置,即求算术平均值OP()规律对称性单峰性有界性抵偿性前提丈量次数无穷大无系统误差3.过失误差粗大误差定义：是一种显然与实践值不符的误差。产生粗差的缘由：丈量操作忽略和失误 如测错、读错、记错以及实验条件未到达预定要求而匆忙实验等。丈量方法不当或错误

11、如用普通万用表电压档直接测高内阻电源的开路电压。丈量环境条件的忽然变化 如电源电压忽然增高或降低，雷电干扰、机械冲击等引起丈量仪器示值的猛烈变化等。含有粗差的丈量值称为坏值或异常值，在数据处置时，应剔除掉。 三、误差的表示方法1、绝对误差E绝对误差：丈量值X对真值的绝对偏离的差别。 既有大小，也有方向正负和单位。2、相对误差RE绝对误差E与真实值的之比。3、绝对偏向di单次丈量偏向的绝对值的平均值。7、差方和、方差、规范偏向8、相对规范偏向9、极差第四节 数据处置和常用的统计检验一、有效数据和常用的统计检验1、有效数据与修约规那么有效数字significant figure是既能表达数值大小,

12、 又能阐明丈量值准确程度的数字表示方法, 它包括测得的全部准确数字和一位可疑数字，可疑数字的误差为1。 有效数字在有效数字的表示中，09这10个数字，只需“0作为定位时是非有效数字。例如溶液体积20.50 mL = 0.020 50 L，后者在在数字“2之前的“0只起定位作用，不是有效数字。0.020 50有四位有效数字。为了准确表述有效数字，需求运用科学计数法scientific notation。科学计数法用一位整数、假设干位小数和10的幂次表示有效数字。如4.2103两位有效数字 4.20103三位有效数字 4.200103四位有效数字表示倍率、分率的数，凡定义给定的值、国际协议的值等，

13、不带有误差者，称为准确值exact number，不受有效数字位数限制。例如以Na2CO3为根本单元，摩尔质量 M(1/2Na2CO3) = (106.02) gmol-1，此处2是自然数。 普通计算时也不思索相对原子质量等常数的有效数字位数。常见的以对数表示的pH、pK及lgc等, 其有效数字的位数, 仅取决于小数部分的位数, 由于整数部分只与其对应真数中的10的方次有关。如pH = 10.20有两位有效数字， 与表示成 H3O+ = 6.310-11 molL-1一致。修约规那么当测定值和计算值的有效位数确定之后，要对它后面的多余的数字进展取舍，这一过程称为修约rounding。通常按“6

14、入4舍5看后，5后有数应进1，5后为0前保偶规那么进展处置。2、可疑数据的取舍偶尔误差 数据离散 偏离较大的数据 假设保管，平均值可靠性差 假设舍去，违背实事求是。对于数据的取舍应有一个尺度，即对偏离较大的数据应检验再取舍。常用检验方法：“4d检验法、Q值检验法、 Dixon检验法、Grubbs检验法狄克逊格拉布斯二、监测结果的数值表述1、算术平均值代表集中趋势2、几何平均值3、中位数4、平均值的置信区间置信界限抑制系统误差测定次数多算术平均值是代表集中趋势表达监测结果最常用的方式。均值与真值接近3、中位数中位数：测定数据按大小顺序陈列的中间值。 假设测定次数为偶数，即为中间两数的 平均值。两

15、端数据分布均匀，中位数才干代表最正确值。测定次数较少时，均值与中位数不完全符合。4、平均值的置信区间置信界限三、监测数据的回归处置与相关分析环境监测中任务曲线普通为直线；横坐标表示被测物质的浓度；纵坐标表示丈量仪表的读数；根据实验点的走向做出一条直线，即任务曲线，作为定量分析的根据；实验点比较分散时，需借助回归处置，求出直线方程。正相关的两种图形负相关的两种图形第五节 实验室质量保证一、实验室根底条件二、实验室质量控制三、实验室间质量控制纯水分级表级别电阻率(25)/(Mcm)制水设备用途特16混合床离子交换柱。0.45m滤膜。亚沸蒸馏器配制标准水样11016混合床离子交换柱。石英蒸馏器配制分

16、析超痕量g/L级物质用的试液2210双级复合床或混合床离子交换柱配制分析痕量(g/L mg/L)级物质用的试液30.52单级复合床离子交换柱配制分析mg/L级以上含量物质用的试液40.5金属或玻璃蒸馏器配制测定有机物如(COD、BOD5)等用的试液一、实验室根底条件一实验用水 1、蒸馏水 金属蒸馏器玻璃蒸馏器石英蒸馏器亚沸蒸馏器图2-1 亚沸蒸馏器表示图51蒸馏水52蒸馏水：把原水用蒸馏器蒸馏、冷凝得到的水。 金属蒸馏器：适用于清洗容器和配制普通试液；玻璃蒸馏器：适用于配制普通定量分析试液，不宜用以配制分析重金属或痕量非金属试液；石英蒸馏器：适用于配制对痕量非金属进展分析的试液；亚沸蒸馏器：适

17、用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。但应留意保管，一旦接触空气，在不到5 min内可迅速降至2 Mcm。原理：用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以一定型式组合进展水处置。特点：去离子水含金属杂质极少，适于配制痕量金属分析用的试液，因它含有微量树脂浸出物和树脂崩解微粒，所以不适于配制有机分析试液。2、去离子水无氯水无氨水无二氧化碳水 无铅重金属水无砷水无酚水不含有机物的蒸馏水 3、特殊要求的纯水55特殊要求的水二实验用气常用气体：氮气、氧气、乙炔气、二氧化碳、液化石油气、氢气等。特点：部分气体助燃、易燃、易爆、有毒有害、高压等。检测实验室常见气体钢瓶、性质等，见表2-9

18、三试剂与试液根据实践需求规定浓度、需求量妥善保管留意保管时间按规定注明配制日期及配制人员试剂的规格：一级、二级、三级纯度：“9的个数化学试剂的级别级别名称代号标志颜色用途一级品优级纯GR绿色精密的分析工作，在环境分析中用于配制标准溶液二级品分析纯AR红色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品化学纯CP蓝色配制半定量、定性分析中试剂和清洁液等稳定性：普通浓溶液稳定性较好，稀溶液较差； 通常较稳定的试剂，其 10-3 molL-1溶液可储存一个月以上， 10-4 molL-1溶液只能储存一周， 而10-5 molL-1溶液需当日配制。留意：配制试液通常配成浓的储

19、存液，临用时稀释成所需浓度，配制试液需注明配制日期和配制人员，以备核对。其他表示方法：高纯物质EP；基准试剂；pH基准缓冲物质；色谱纯试剂GC；实验试剂LR；指示剂Ind；生化试剂BR；生物染色剂BS和特殊公用试剂等。表示方法四实验室的环境条件 空气清洁度的分类清洁度分类工作面上最大污染颗粒数 / (颗粒m-2)颗粒直径 /m1001000.505.010 00010 0000.5655.0100 000100 0000.57005.0 实验室空气中假设含固体、液体的气溶胶和污染气体，对痕量和超痕量分析会导致较大误差。这种分析要在超净实验室中进展。 没有超净实验室条件的可采用相应措施。例如，样

20、品的预处置、蒸干、消化等操作最好在专门的毒气柜内进展，并与普通实验室、仪器室分开。几种分析同时进展时应留意防止交叉污染。实验的环境清洁也可采用一些简易安装来到达目的。 简易超蒸发安装表示图五实验室的管理及岗位责任制 对监测分析人员的要求：持证上岗对监测质保人员的要求：懂规章、悉技术实验室平安制度：平安措施、操作规程药品运用管理制度：专人担任、分类存放、定期检查、保证措施仪器运用管理制度：存放规范、操作规程 样品管理制度：采集、运送、保管、容器处置、登记 二、实验室质量控制 实验室内部质量控制是实验室人员对分析质量进展自我控制的过程，以保证内部分析数据的可靠性。 根本内容六个方面： 1、全程序空

21、白实验值控制 2、平行双样 3、加标回收 4、规范参考物的运用 5、方法对照 6、质量控制图的运用1、全程序空白实验值控制即空白测定，指用蒸馏水替代试样的测定。其操作步骤与试样测定完全一样，并同时进展。目的：了解分析中的其他要素如试剂中杂质、环境及操作进程的沾污等对试样的综合影响，以便在分析中加以扣除。2、平行双样同一样品分取两份作用：有助于减小随机误差， 有助于估计同批测定的精细度。测定结果按以下要求检查能否合格：1相对偏向不应大于规范方法或一致方法所列相对规范偏向的2.83倍。2对未列相对规范偏向的方法，当样品的均匀性和稳定性较好，亦可参阅表2-12规定。3、加标回收即在样品中参与规范物质

22、，经过测定其回收率以确定测定方法正确度的方法。4、规范参考物的运用作用：发现和尽量减小系统误差。四种方式：1量值传送2仪器标定3对照分析4质量考核5、方法对照指采用不同分析方法对同一试样进展分析对照的质量保证措施。可检验新方法的准确度。6、质量控制图的运用目的和意义： 对经常性的分析工程常用控制图来控制数据质量。实验室内质量控制图是监测常规分析过程中能够出现的误差，控制分析数据在一定的精细度范围内，保证常规分析数据质量的有效方法。 质量控制图的根本原理由W.A.Shewart提出。绘制控制图的根本假设： 成认每一个分析方法过程都存在差别，即存在系统误差和随机误差；测定结果在受控的条件下具有一定

23、的精细度和准确度，并服从正态分布。预期值即图中的中心线；目的值图中上、下警告限之间区域；(95.4%)实测值的可接受范围图中上、下控制限之间的区域；(99.7%)辅助线上、下各一线，在中心线与上、下警告限之间各一半处。 (68.3%)质量控制图的根本组成：74质量控制图的类型： 均值质量控制图 均值-极差质量控制图 多样质量控制图等控制图的绘制方法： 普通以选定的分析方法在一段时间内，每天或间隔一天分析一次平行样品，至少累计20批分析数据后，根据质控图的需求计算各种参数均值、规范差、极差等，绘制不同类型的质控图。 最常用751 均值控制图的绘制与运用 使控制样品的浓度和组成尽量与环境样品类似，

24、用同一方法在一定时间内例如每天分析一次平行样反复测定，至少累积20个数据不可将20个反复实验同时进展，或一天分析二次或二次以上，计算总均值、规范偏向、平均极差等。 以测定顺序分析次序为横坐标，相应的测定值为纵坐标作图。同时作有关控制线。76均值质量控制图在绘制控制图时，落在 范围内的点数应约占总点数的68.3%。假设少于50%，那么分布不适宜，此图不可靠。假设延续7点位于中心线同一侧，表示数据失控，此图不适用。绘制后应标明绘图的有关内容和条件，如测定工程、分析方法、溶液浓度、温度、操作人员、绘制日期等。77均值质量控制图的运用方法： 根据日常任务中该工程的分析频率和分析人员的技术程度，每间隔适

25、当时间，取两份平行的控制样品，随环境样品同时测定，对操作技术较低的人员和测定频率低的工程，每次都应同时测定控制样品，将控制样品的测定结果依次点在控制图上，根据以下规定检验分析过程能否处于控制形状： 如此点在上、下警告限之间区域内，那么测定过程处于控制形状，环境样品分析结果有效； 假设此点超出上、下警告限，但仍在上、下控制限之间的区域内，提示分析质量开场变劣，能够存在“失控倾向，应进展初步检查，并采取相应的校正措施；78 假设此点落在上、下控制限之外，表示测定过程“失控，应立刻检查缘由，予以纠正。环境样品应重新测定； 如遇到7点延续上升或下降时虽然数值在控制范围之内，表示测定有失去控制倾向，应立

26、刻查明缘由，予以纠正； 即使过程处于控制形状，尚可根据相邻几次测定值的分布趋势，对分析质量能够发生的问题进展初步判别。 当控制样品测定次数累积更多以后，这些结果可以和原始结果一同重新计算总均值、规范偏向，再校正原来的控制图。792均值-极差控制图的绘制与运用 可同时调查均值和极差的变化情况由每批计算结果的均值对分析结果的可再现性进展纪录和控制。由每批平行测定结果之间减差值对分析的可反复性进展记录和控制。只需均值和极差中有一个超出控制限，即以为是“失控，灵敏度较单纯的均数图或极差图高。控制精细度更严厉。 80均值-极差控制图均数控制图部分均数控制图部分三、实验室间质量控制 目的：检查各实验室能否

27、存在系统误差，找出缘由，提高监测程度。规划设计：假设干实验室参与，中心实验室、上级机关或权威单位担任。一实验室质量考核二实验室误差检验三规范分析方法和分析方法规范化四监测实验室间的协作实验一实验室质量考核考核内容： 分析规范样品或一致样品； 测定加标样品； 测定空白平行样品，核对检测下限； 测定规范系列；检查相关系数和计算回归方程；进展截距检验等。经过质量考核，最后由担任单位综合实验室的数据进展统计处置后作出评价，并予以公布。各实验室可以从中发现问题并及时纠正。 83规范品：任务中规范样品或一致样品应逐级向下分发。二实验室误差检验不存在系统误差图2-6 双样图(a)(b)目的：检查实验室间能否存在系统误差方法：对2个类似浓度的样品进展单次测定85是技术规范中的一种，它是一项文件，是权威机构对某项分析所作的一致规定的技术准那么和各方面共同遵守的技术根据，它必需满足以下条件： 1按照规定的程序编制； 2按照规定的格式编写； 3方法的成熟性得到公认； 4由权威机构审批和发布。分析方法规范1、规范分析方法三规范分析方法和