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水质分析中的误差来源及其消除措施

浏览次数:475次发表时间:2017-07-20

水质监测分析中存在测量误差,误差公理揭示:测量结果都具有误差,误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。误差的必然性在于:①一个量依赖于另外若干个量,即一个量与另外若干个量存在着函数关系,研究它们之间的关系要进行实验或测量。②科学始于测量,对自然界的变化的研究必须借助于实验与测量,由于被测量的数值常是不可通约的。③由于认识能力及科学水平的限制,实验与测量的值与其客观真值不一致,这种矛盾在数值上表现就是误差。④随着科学的发展,误差可以控制得愈来愈小,但不能使之降为零。

因而一个没有标明误差的测量结果是没有用处的数据,尽管误差要比测量结果小的很多,也可能在计算上很难,但科技工作者对测量结果和误差的需求同样关切,这是因为①认识与改造客观的需要;②评价与确保质量的需要;③经济与正确的组织实验的需要;④不断促进理论发展的需要。

误差的分类:

误差按性质分为:绝对误差、相对误差、引用误差。

误差按表现形式分为:系统误差、随机误差、粗大误差。

下面结合水质监测分析工作的实际,从误差的几种表现形式、误差的来源以及克服和消除此类误差的措施来做一阐述。

1系统误差

1.1系统误差又称为可测误差、恒定误差。它是在一定的实验条件下,由某些单个或多个因素引起的测定误差。对分析结果的影响比较固定,在重复测定时会重复出现,因此,不能用增加测定次数来发现或减少系统误差。

1.2水质分析中系统误差的来源

在水质化验分析中,系统误差产生的原因可以概括为以下几个方面:

1.2.1方法误差:由于方法本身造成。例如在容量分析中计算终点与滴定终点不相符合,分析反应中有副反应发生等原因引起结果偏高或偏低的现象。

1.2.2仪器误差:因使用的仪器不准确所造成。例如滴定管、移液管、容量瓶等量器刻度不准;测汞仪、酸度计、分光光度计、电导率仪等仪器设备的电压不能满足仪器所要求的额定电压要求;分光光度计波长刻度与实际不符等。

1.2.3试剂误差:因试剂纯度不达标、配制不准;监测分析中所用蒸馏水没有经过特定项目的制备要求制备,或蒸馏水中含有杂质;测汞仪测定使用中要求的氮气不符合标准等原因造成。

1.2.4操作误差:由操作者本人自身素质、操作习惯、偏见或者对操作条件及实验原理、规程理解的差异所导致的误差。

1.3系统误差的消除

系统误差对测量结果的影响是恒定的,而且是经常反复出现的。化验员必须学会发现和克服系统误差,否则水质分析结果将总是比真值偏高或偏低。

系统误差是可以发现和克服的。例如选用水质监测规范所推荐使用的标准方法可以避免方法误差;采用检定、校正仪器的方法对强制检定或实验室自检仪器进行检定,可以克服仪器误差;对水质分析监测人员进行专业培训,对实验规范、实验原理、操作规程的透彻理解,严格按照操作规范进行操作,将有助于克服不良操作习惯,消除操作误差。

2偶然误差

2.1偶然误差又称未定误差、不可测误差或随机误差。

2.2偶然误差的来源:是由一些难以预料、难以控制的因素造成的,它的大小和正负是可变的。例如电压、大气压、温度、湿度的波动;仪器本身的不稳定性;操作者在实验过程中的细微差异等因素变化。从表面看来此类误差似乎难以捉摸,但在统计理论上偶然误差仍有其规律可循。

2.3从统计理论来考察,偶然误差的出现服从正态分布的统计特征,即有界性、单峰性、对称性和抵偿性。其表现概括为:

2.3.1同样大小的正负偶然误差出现的几率在多次测定中大致相等;

2.3.2小误差出现的几率大;

2.3.3大误差出现的几率小,而且在同样条件下重复测定过程中,偶然误差的绝对值不会超过一定的界限范围。

2.4偶然误差的消除

在化验分析过程中,可以采用严格控制实验条件、按照国家标准监测规范或部门规范,适当增加重复测定次数的办法来减少偶然误差。

3粗差

3.1又称粗大误差、过失误差。

3.2粗差的来源:水质分析中,由于操作者实践操作不当、粗心大意而导致的误差。例如读数不当不准、试剂加入错误、操作失误、记录错误、有效数字及计算不当均可导致粗差,使分析成果偏离真值。此类存在较大误差的数据为异常值,根据统计理论必须避免和剔除。水质分析实践中,对于该类误差,必须查找原因,予以剔除。

3.3粗差即过失误差的消除

在水质监测分析中,由过失误差造成的数据异常必须剔除,异常数据决不能作为成果使用。强化质量意识,严格实施实验室质量内控和外空措施,加强上岗人员的业务理论培训,提高业务素质和水质分析工作的实践经验,加强责任心,严格按照操作规程操作,此类误差是可以避免的。

作者单位:河南省水文水资源局



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