环境分析与监测-电子教案-环境监测质量控制

第六章 环境监测质量控制与保证

§1．监测质量评价的常用术语及应用

一、环境监测质量保证和质量控制

1. 环境监测保证是指为保证监测数据的准确、精密、有代表性、完整性及可比性而应采取的全部措施。

措施包括：

⑴ 制定监测计划

⑵ 确定监测指标

⑶ 规定监测系统

⑷ 人员技术培训

⑸ 实验室清洁度与安全。

2. 环境监测质量控制是指为达到监测计划所规定的监测质量而对监测过程采用的控制方法。它是环境监测质量保证的一个部分。

环境监测质量控制包括：

⑴ 实验室内部控制：空白试验、仪器设备的定期标定、平行样分析、加标回收率分析、密码样分析、质量控制图等。控制结果反映实验室监测分析的稳定性，一旦发现异常情况，及时采取措施进行校正，是实验室自我控制监测分析质量的程序。

⑵ 实验室外部控制：分析监测系统的现场评价、分发标准样品进行实验室间的评价等。 目的在于找出实验室内部不易发现的误差，特别是系统误差，及时予以校正，提高数据质量。

二、准确度

1. 准确度的定义：准确度是测量值与真值的符合程度。一个分析方法或分析测量系统的准确度是反映该方法或该系统存在的系统误差的综合指标，决定着这个结果的可靠性。准确度用E 或E 相对表示。

2. 评价准确度的方法

可采用测定回收率、对标准物质的分析、不同方法的对比等方法来评价准确度。 ⑴ 回收率实验：在样品中加入标准物质，测定其回收率。这是目前试验常用而又方便的确定准确度的方法。多次回收试验还可以发现方法的系统误差。 回收率的计算：%100P ⨯-=

加标量

试样测定值加标试样测定值 回收率的控制：

通常规定95～105%作为回收率的目标值。当超出其范围时，可由下列公式计算可以接受的上、下限。

D

t f n S .95.0P )(05.0-=下 D t f n S

.05.1P )(05.0+

=上 回收率试验方法简便，能综合反映多种因素引起的误差。因此常用来判断某分析方法是否适合于特定试样的测定。但由于分析过程中对样品和加标样品的操作完全相同，以至于干扰的影响、操作损失及环境沾污对二者也是完全相同的，误差可以相互抵消，因而难以对误差进行分析，以致无法找出测定中存在的具体问题，因此我们说回收率对准确度的控制有一定限制，这时应同时使用其它控制方法。

例：用新铜试剂法测定铜样品，加入标准铜为0.40mg/L ，测定5次 。数据如下：0.37、0.32、0.39、0.34、0.35(mg/L)。计算 ①平均值、标准偏差、回收率；②该回收率是否在可接受的上、下限内？（注：此题为双侧检验） 解：①L /35mg .0535.034.039.032.037.0x =++++=

L /027mg .015001.004.003.002.0S 2222=-++++=

%5.87%10040.035.0P =⨯=

②%6.8640.050.02778.295.0n S .95.0P )(05.0=⨯-=-=D t f 下 %4.11340.05027.078.205.1n S .05.1P )(05.0=⨯+=+=D t f 上

回收率87.5%在可接受的上、下限内。

⑵ 对标准物质的分析——七检法

一个方法的准确度还可用对照实验来检验，即通过对标准物质的分析或用标准方法来分析相对照。同样的分析方法有时也能因不同实验室、不同分析人员而使分析结果有所差异。通过对照可以找出差异所在，以此判断方法的准确度。t 检法也称为显著性检验 显著性检验的一般步骤：

a. 提出一个否定假设。

b. 确定并计算七值：n

x t S μ-=± c. 选定n(f)，a ，并查表t a (f)

d. 判断假设是否成立：t ≤t 0.05(f)，则无显著性差异

t ＞t 0.05(f)，则有显著性差异

注：双侧检验和单侧检验。

统计检验有两类。通常我们只关心总体均值μ是否等于已知值x ，至于二者究竟那个大，对所研究的问题并不重要。这种情况的假设为μ=x ，否定假设为x ≠μ。有些时候，也需要专门研究x 是否大于或小于μ。这种情况的假设为（x ≤μ）x ≥μ，否定假设为x ＞μ(或x ＜μ）。前者应用双侧检验，后者采用单侧检验。

例1.某标准物质A 组分的浓度为4.47mg/L 。现以某种方法测定A 组分,其5次测定值分别为

4.28、4.40、4.42、4.37、4.35mg/L 。试问测定中是否存在系统误差？ 解：假设无系统误差，即：μ=x

36.45

4.354.374.424.404.28x =++++= 054.01

501.001.006.004.008.0S 2

2222=-++++= 55.45

054.047.436.4S t -=-=-=n x μ a=0.05，t 0.05(4)=2.78

t ＞t 0.05(f)，故假设不成立，存在系统误差。

例2.测定某标准物质中的铁含量，其10次测定平均值为1.054%，标准偏差为0.009%。已知铁的保证值为1.06%。检验测定结果与保证值有无显著性差异。 解：假设无显著性差异，μ=x

11.210

%009.0%06.1%054.1S t -=-=-=n x μ a=0.05，f=9，查表t 0.05(9)=2.26＞2.11，故假设成立，即测定结果与保证值无显著性差异。 例3. 用某方法9次回收率实验测定的平均值为89.7%，标准偏差为11.8%，试问该回收率是否达到100%。

解：假设P ≥100%

62.29

%8.11%100%7.89n S x t -=-=-=μ 查表t 0.10(8)=1.86＜2.62，故假设不成立，该方法去回收率达不到100%。

例4.用原子吸收分光光度法测定某水样中铅的含量，测定结果为0.306mg/L ，为检验准确度，在测定水样的同时,平行测定含量为0.250mg/L 的铅标准溶液10次所获数据为：0．254、0.256、0.254、0.252、0.247、0.251、0.248、0.254、0.246、0.248。评价水样测定结果。解：假设μ=x ，

79.010

004.0250.0251.0n S x t =-=-=μ 查表t 0.05(9)=2.26>0.79，故假设成立，测定值与预期值无显著性差异，水样的测定结果是准确的。

例5 某监测中心给一个实验室氟化物样品，经过大量分析数据（可以认为→∝n ）,此时μ→x ，含量为18.9μg,总体标准偏差g 9.0μσ=。现有另一个氟化物样品，想知道是否就是上述样品。对其进行5次测定，得到平均值为20.0μg 。问有无统计根椐来说明它们不是同一种样品。

解：设两样品是一致的，属于同一总体

73.25

9.09.180.20n S x t =-=-=μ t0.05(4)=2.78＞2.73，故假设成立，即两样品是同一个样品 。

⑶ 不同方法之间的比较——t 检法

比较不同条件下（不同时间、不同地点、不同仪器、不同分析人员等）的两组测量数据之间是否存在差异。检验的假设是两总体均值相等，检验的前提是两总体偏差无显著差异，偏差来自同一总体，其偏差为偶然误差。

步骤：a.使用精密度检验判断两方法标准偏差有无显著性差异，若无显著性差异，再进行t 检验法；

b.假设两均值无显著性差异；