簡析水質檢驗中的數據誤差與處理

陳境明（揭陽市第二自來水公司 522031）

引言

因為有較多的檢測項目的存在，分析人員、分析儀器和分析方法都會成為造成水質分析檢測過程中系統誤差和偶然誤差出現的原因，錯誤的分析結果常會因為分析誤差超過一定范圍而出現。只有對全部分析過程（從取樣到分析結果的計算）進行質量控制，并且采取一系列措施來減小誤差以保證分析結果的準確可靠性。

一、誤差產生的原因

誤差是由系統誤差、隨機誤差和粗大誤差這些組成的。由不可控制的實驗條件（如溫度、光照等）的影響所造成的系統誤差和隨機誤差又一起被稱為不可避免誤差；而可避免誤差是指因為實驗人員的不細心，讀數和記錄的錯誤，操作的失敗而造成的粗大誤差。我們可以通過對操作過程進行規范來避免這類與正常值相差很大的誤差。

二、誤差的解決辦法

1.系統誤差

一些固定的因素就會引起系統誤差。在一樣條件下進行多次測量用以來保持誤差數值的大小和正負恒定，隨著條件的改變，誤差變化就會呈現出一定的規律。

解決辦法：

（1）按要求的準確度來篩選分析方法。

分析結果中總誤差不能超出規定的檢出限。

實驗過程中不能使水樣質量控制誤差超過規定檢出限的一半。

（2）以與做樣品時的操作步驟一樣的步驟來做空白測定。

（3）采用多種分析方法的比較試驗能給系統誤差提供有意義的定量依據。我們可以參考它的結果。

（4）如果有保存劑存在樣品中，那么也應該將保存劑加入在標液中。

2.隨機誤差

一些不好控制的因素會造成隨機誤差。誤差數值和符號的大小和正負在相同條件下進行多次測量都是不確定的。依照統計的規律，隨機誤差與測量次數都有關系。平均值的隨機誤差隨著測量次數的增加雖然會減小但是不會消除。

解決辦法：

（1）總標準差對常規分析項目有重要的意義。

（2）證明該方法有充分的精密度要依靠多個實驗室數據。

（3）對兩個濃度要采取接近該方法的上、下限的方法來得到較為可靠的精密度。

（4）用標準差來評定的不確定性會隨著重復分析數目的增加而減少。所以，為減少隨機誤差，應有多余一個的自由度。

3.粗大誤差

在與規定條件下與預期明顯不一致的誤差叫作粗大誤差，這可能是因為實驗人員在操作時的不小心或儀器故障導致的顯示值的不準確但沒有被操作人員及時發現等因素造成這種誤差。我們通常能夠通過對操作程序進行規范并依據常用的準則在整理數據時依據進行篩選來避免這種與正常值相差很大的誤差。

解決辦法：

（1）儀器需要經常進行保養，并且要定期檢定來保持儀器的較高的精度。

（2）操作者在嚴格遵守操作規程同時要具有熟練的檢測技能。

（3）進行實驗時操作者要非常細心謹慎，在記錄數據時盡量使人為失誤得到避免。

三、消除誤差時應注意的問題

操作者在實驗過程中必須要對一些具體的問題進行注意用以克服水質分析結果中出現的誤差。

1.要對實驗方法進行統一

每次要采取相同的測定方法來測定同一測定項目。為獲得可比較的結果每次需要使用相同的分析方法和測定儀器來測定一些非特異性指標，比如像渾濁度這些。

2.要對相對標準差值進行規定

在提供最佳相對標準差的濃度的基礎上分析被測樣品的濃度，為了能夠在分析實驗結果時對結果的可靠性有個初步的判定，就要盡最大可能地使這個濃度接近方法濃度的上限。

3.試劑的選擇

實驗成功的根本保證在于對實驗試劑的正確選擇上，在選擇和使用試劑方面，以下幾個問題需引起我們的注意：

（1）為了較理想化地消除系統誤差必須選用同樣等級和同樣產地的試劑。

（2）要通過查證試劑的主體和試劑的雜質含量能否滿足實驗要求來對試劑體進行選擇。

（3）需要在室溫條件下用超純水配置實驗里所有的溶液，與此同時要測定空白樣品。

（4）實驗者在操作時要戴上塑料手套以防止手污染溶液，這個是在避免在配置溶液和測定過程可能出現的污染典型例子。

4.器皿和容器

在實驗前要合理地選擇和處理器皿和容器以避免因選擇不當引起的實驗誤差。

（1）實驗者選擇不同容器和器皿要根據不同情況進行確定。這是因為不同的容器和器皿的制作材料中含有各種各樣的微量元素會對實驗結果產生較大的影響。

（2）在實驗以前容器和器皿要用溶液進行充分潤洗來避免因容器和器皿對溶液的吸附作用從而影響溶液濃度進而造成誤差。

（3）在實驗前清洗和潤洗后，包括像滴定管等測量容器在內的所有容器都要進行校準。

四、結果報出控制

水質分析的最終產品是檢驗結果，實驗成功的重要指標取決于報出結果規范與否，要有效控制報出結果。

1.報出結果要求

（1）進行結果報出時，不得隨意更改指標名稱和單位，與此同時還要與和標準要求相同。

（2）一個結果對應一個指標，即使幾個平行樣被同時測定，取的數據也要符合相對標準偏差的要求并以其平均值報出。

2.確定報出結果有效數字位數

要確定好報出結果有效數字的位數，不僅要對最低檢測質量濃度的方法給出進行考慮還需要考慮到標準限值的要求對儀器測定值計算的最低檢測質量濃度影響。報出結果的有效數字位數應以與儀器測定值計算的最低檢測質量濃度或方法給出的最低檢測質量濃度位數一致，其增減取決于標準限值是否太低或太高。如果標準限值與最低檢測質量濃度相近，報出結果有效數字位數可適當進行增加，在能保證檢測結果對評價沒有影響前提下，如果標準限值遠超過最低檢測質量濃度，應適當減少報出結果或提高最小報出值有效位數。

小結

因為實驗過程中誤差的出現不可避免，那么實驗者就只能通過減少而不能消除誤差。本文探討了實驗中出現誤差的原因以及減少誤差的措施。在實驗過程中，我們發現只有用有效的方法來減少誤差才能較好地提高實驗水平和分析結果。

[1]李君，淺談水質檢驗中的數據誤差及處理[J]，才智，2012年20期.

[2]高峰，田穎，廢水水質檢測化驗誤差分析與數據處理[J]，包鋼科技，2012年06期.

[3]陳仕明，深入探討水質監測數據誤差來源及質量控制[J]，科技資訊2013年16期.