关于环境监测中的不确定度评估

环境监测中仪器分析方法不确定度评估发布时间：2021-06-03T09:16:52.787Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：曾琴[导读] 摘要：本文将不确定性的概念引入到环境监测工具的分析中，建立了自己的统计模型，并提出了在实践应用中对监测机制和程序的疑虑，并进行总结，以增加并分析环境监测工具不确定性的局限性。

湖南省衡阳生态环境监测中心湖南衡阳 421001 摘要：本文将不确定性的概念引入到环境监测工具的分析中，建立了自己的统计模型，并提出了在实践应用中对监测机制和程序的疑虑，并进行总结，以增加并分析环境监测工具不确定性的局限性。

关键词：环境监测；仪器分析；评估环境不确定性的评估在环境质量研究中起到非常重要的作用。

环境的预防措施主要涉及使用某些仪器进行非常规的动态环境测试和记录适当的数据，参阅对此数据的更改并检查环境的实际状态。

环境监测工具为环保设备分析方法的不确定度测试提供了目标。

同时，还有一些误差测量的细节可以改善环境就业。

它为预测全球环境变化提供了大量的详细信息。

它具有科学和完善的功能，这对于保护环境非常重要。

以各种方式计算不确定度以提高统计准确性，使数据更具代表性，达到客观真实反映区域实际情况的要求。

环境监测数据为我国环境保护工作提供了重要的信息支持。

首先，它可以解决工作中出现的计算失误，然后在分析过程中分析对象数据，提高不确定性的准确性。

1 对仪器分析不确定度的认识与分析顾名思义，不确定度就是由于测量误差的存在，对被测量值的不能确定的程度。

其中 “不确定性”这个词脱颖而出。

可以在测量需要的各种数据中看到此数据的波动。

这不是一个固定值，它将随着环境的变化而不断变化，但是整个变化都在一定范围内。

由于不确定性在一定范围之内，该数值可以称为正常数值。

将既定标准与标准编号进行比较，即可了解自然质量。

不确定性将导致计算过程中的错误，但通常保持在同一水平上。

在指定的变化范围内。

我们努力在测量过程中整合数据，使数量值尽可能接近标准值，即这两个数据的值的期望值。

环境检测实验室分析工作质量不确定度分析摘要：面对这一发展问题的时候，如何能够促进社会经济逐步壮大的同时,协调好周边的生态环境成了工作人员需要积极思考的内容，这也是社会各界都在关注的问题。

由此可见，强化环境管理是历史发展的必然趋势，一定要做好污染防治工作。

环境监测在环境管理领域中是极为重要的构成部分，应该得到相关工作人员的足够重视，一定要从根本上提升环境检测实验室的工作质量，这样才能够在完成各项工作任务后获得更为真实可靠的数据信息，为后续环保工作的顺利开展做好充足的支撑。

关键词：环境检测实验室；检出限；不确定度指标引言环境检测实验室分析工作是指在实验室内，通过一系列的检测方法与仪器，检测出环境问题的过程，为环境决策提供参照。

实验室的主要任务在于研究污染物在环境中的分布情况，并将其迁移形式、存在状态、转化情况等标示出来，这对于污染物所处环境的治理具有重要作用。

由于环境检测实验室与污染物所处环境不同，污染情况分析的质量与实际情况会存在较大的差异，影响对污染环境的决策与治理[。

实验室质量控制主要分为检测过程质量控制、结果质量控制、检测分析过程中的全面质量控制等三方面。

将三者进行有机结合，形成全方位的实验室质量控制，实现高质量分析。

为了提高工作质量，实现质量控制，有必要对实验室分析中的不确定度进行分析。

1工作内容要点（1）布点。

在环境检测工作的开展中，检测点的布置是基础的环节也是较重要的环节，检测点的选择对环境质量的检测具有重要的意义，在实际操作过程中，布点会受到很多因素影响，如外界的气候因素、人为的操作因素、人为的干扰因素等等，任何因素的影响都会影响到数据结果的准确性，因此布点工作的精准开展是必要的，优化布点技术方法，强化布点操作水平，通过对布点的控制操作实现数据检测精确度的保证。

（2）样品采样。

采样是环境检测工作中影响检测质量占比最重的环节，检测样品的选择直接关系到是否能真正反映出当地的环境质量情况。

室内环境空气中TVOC 浓度测量不确定度评定E.1.1 被测对象：室内环境空气 E.1.2 检测参数：TVOC 浓度E.1.3 依据标准：GB 50325-2010（2013 年版）《民用建筑工程室内环境污染控制 规范》附录 GE.1.4 测试过程：将 T enax-TA 吸附管与空气采样器入气口垂直连接，调节流量在 0.5L/分钟，采集 20 分钟，记录采样温度和大气压。

将采样后的吸附管置于热解 吸直接进样装置中，经温度范围为 280℃~300℃充分解吸后，使解吸气体直接由 进样阀快速进入气相色谱仪进行色谱分析，以保留时间定性，以峰面积定量。

E.1.4 检测结果：室内环境空气 T VOC 浓度（甲苯）为 0.132mg/m 3 E.2 被测量的测量模型环境空气中 T VOC 浓度为各组分浓度的合计值，包括苯（1）、甲苯（2）、乙 苯（3）、对/间二甲苯（4）、邻二甲苯（5）、苯乙烯（6）、乙酸丁酯（7）及 十一烷（8），未识别峰（9）以甲苯计。

以甲苯举例，相应浓度按式（1）计算：式中：C 2 ——环境空气中甲苯的浓度，mg ／m 3；m ——测得样品中甲苯的含量，μg ； V 0 ——换算成标准状态下的采样体积，L E.3 被测量的不确定度来源的分析由测量模型可以看出室内环境空气中 TVOC 浓度的不确定度主要来源于所测样 品中 T VOC 含量带来的不确定度及采样体积带来的不确定度。

E .4 各输入量不确定度分量及标准不确定度分析及其计算E.4.1 换算成标准状态下的采样体积 V 0 的相对标准不确定度uE.4.1.1 样品标准采样体积数学模型：rel (V 0 )V = Q ⨯ t ⨯ T 0 ⨯ PT P 0（E-2）式中：V 0 ——换算成标准状态下的采样体积，L ； Q—— 空气采样器流量，L ／min ；0 0t —— 采样器采样时间，min ；T 0 —— 标准状态绝对温度，K ；T —— 采样时的绝对温度，(现场测得摄氏温度+273)，K ； P —— 空气采样时的大气压； Po —— 标准状态大气压。

环境监测中测量不确定度的研究的开题报告一、研究背景随着工业化进程的加快、城市化进程的推进以及消费水平的提高，人类生产生活的环境越来越受到关注。

环境监测作为保障环境质量的重要手段，其准确性和可靠性对环境治理和保护至关重要。

而环境监测中测量不确定度的研究则是保证监测结果准确性和可靠性的重要保障。

在环境监测中，不确定度是指测量结果与真实值之间的差异范围。

不确定度大小与环境监测结果的可信度和可靠性密切相关，是评价监测数据质量的重要指标。

因此，在环境监测中对于不确定度进行准确可靠的估计和分析，是提高环境监测结果准确度和科学性的重要保障。

二、研究内容本研究旨在针对环境监测中测量不确定度问题，从以下几方面展开研究：1.测量不确定度的基本概念和评价方法。

介绍测量不确定度的基本概念、测量标准误差与扩展不确定度的计算方法，以及评价不确定度的因素等。

2.当前环境监测中测量不确定度存在的问题和规范需求。

针对当前环境监测中存在的测量不确定度问题，比如环境监测人员技能水平不高、环境监测设备不稳定等因素，分析不确定度估计过程中存在的不确定性，总结国内外环境监测规范对于测量不确定度的要求。

3.环境监测中测量不确定度估计方法的研究。

针对环境监测中不确定度的特点，综述国内外常用的测量不确定度估计方法，包括A类和B类不确定度的计算方法、蒙特卡罗方法、贝叶斯方法等。

4.实验验证和应用案例研究。

选取典型的环境监测指标进行实验，验证不同不确定度估计方法的准确度和可靠性；案例研究则通过对实际环境监测数据进行分析，探究测量不确定度估计结果在环境监测结果中的影响。

三、研究意义本研究旨在系统地探究环境监测中测量不确定度的估计方法和问题，为提高环境监测结果的科学性和准确性提供参考。

该研究的意义具体如下：1.为环境监测机构提供科学的测量不确定度估计方法和规范化环境监测流程。

2.提高环境监测人员的技能和水平，促进环境监测的标准化和自动化。

3.为环境监测结果的评价和质量控制提供科学依据，提升监测数据的可信度和公信力。

环境空⽓氨测定的不确定度评定环境空⽓氨测定的不确定度评定（偏导数求法）1.测量⽅法按照GB/T14668-93 纳⽒试剂⽐⾊法测定2.数学模式0/V W c =()b a y W /-=式中：C —空⽓中⼆氧化硫含量，mg/m 3；V 0—所取空⽓体积 3m ； W —测得的⼆氧化硫质量，mg 。

3.⽅差)()()()()(0202222V u V c w u w c c u ?+?=4.不确定度分量计算4.1空⽓体积测量带⼊的不确定度300000129.0)(m V u = （见附录A ）灵敏系数()232323200)/(778.17)/(17778)0075.0(1)5.7(1m mg m ug m L V C V c -=-=-=-=??=标准不确定度分量：()()3400/1029.20000129.0778.17m mg V u V C -?=?-=?4.2光度法测量所得硫化氢质量的不确定度由附录E ，评定得出吸光度y 测量的不确定度u(y)=0.0662 按照数学模式：()()278.0/0085.0/-=-=y b a y w ug灵敏系数 ()160.3278.011-?===??=A ug b y w y c 由吸光度测量带⼊的硫化氢不确定度()()()mg ug y u y c w u 000238.0126.00662.060.3==?=?=根据数学模型公式：0/V W c = 灵敏系数()3303.1330075.015.711-====??=m m L V W C W C 故光度法测量空⽓中硫化氢质量带⼊的标准不确定度：33/0317.0000238.03.133m mg mg m =?-4.3重复性测量空⽓中硫化氢带⼊的不确定度()()3/000943.0m mg x s A u ==见附录F()32/1222/0317.0]0000129.00317.0000943.0[m mg c u c =++=6.扩展不确定度()()2/064.020317.03==?=?=k m mg k c u U c7．报告：本次测定空⽓中硫化氢的浓度()()2/064.0440.23=±=k m mg c附录A 空⽓采样体积0V 测定不确定度u(0V ) 评定1.测量⽅法⽤⼤⽓采样器在保持流量、定时器恒定的条件下，抽取⼀定的空⽓体积。

环境试验设备温度校准不确定度分析1、概述1.1 测量依据：JJF 1101-2019《环境试验设备温度、湿度校准规范》1.2 测量环境条件：温度：（15～35）℃；相对湿度：≤85%RH；气压：（80～106）kPa。

1.3 测量标准：温湿度试验设备自动检定系统Vtest 1101X：温度：（-30～100）℃：U=0.10℃（k=2）、（100～300）℃：U=0.14℃（k=2）、（300～600）℃：U=1.1℃（k=2）、（600～1000）℃：U=1.1℃（k=2）、湿度：（30～100）%RH：U=1.1%RH（k=2）。

1.4 环境试验设备温度、湿度校准装置由输入、输出单元组成；输入信号包括热电阻，热电偶，湿度传感器。

输出单元为电脑采集及显示器。

校准时按校准规范规定布放温湿度传感器，将试验设备的温、湿度控制器设定到所要校准的标称温、湿度，使设备正常工作。

试验设备的温、湿度控制器稳定后开始采集数据，每2min记录所有测试点的温、湿度一次，共测试15次，计算该组数据的波动性、均匀性、温度偏差。

2.测量模型2.1温度上偏差公式∆t max=t max−t s式中：∆t max——温度上偏差，℃；t max——各测量点规定时间内测量的最高温度，℃；t s——设备设定温度，℃；2.2相对湿度上偏差公式∆ℎmax=ℎmax−ℎs式中：∆ℎmax——相对湿度上偏差，%；ℎmax——各测量点规定时间内测量的最高相对湿度，%；ℎs——设备设定相对湿度，%；3.测量不确定度来源和标准不确定度评定3.1温度、相对湿度测量重复性引入的标准不确定度分量u1在重复性条件下，对温度：20℃、100℃、300℃；相对湿度：30%RH、50%RH、70%RH、90%RH每个校准点重复测量10次，得到的测量值列如下：根据公式：1)(12--=∑=n x xi s ni实际测量以单次测量值为测量结果，则s=u 1 ，可得到由测量重复性引起的标准不确定度为：3.2 标准器分辨力引入的标准不确定度分量 3.2.1标准器温度分辨力引入的标准不确定度分量u 2标准器温度分辨力为0.001℃，不确定区间半宽0.0005℃，服从均匀分布，则分辨力引入的标准不确定分量：（℃）00.030005.02==u 3.2.2标准器相对湿度分辨力引入的标准不确定度分量u ′2%03.03%05.02=='u 3.3 标准器修正值引入的标准不确定度分量3.3.1标准器温度修正值引入的标准不确定度分量u 3标准器温度修正值的不确定（-30～0）℃时：U =0.10℃；（0～100）℃时：U =0.10℃；（100～300）℃时：U =0.14℃；以正态分布，k =2，则标准器温度修正值引入的标准不确定度分量：（-30～0）℃时：u 3=U/k =0.10℃/2=0.05（℃） （0～100）℃时：u 3=U/k =0.10℃/2=0.05（℃） （100～300）℃时：u 3=U/k =0.12℃/2=0.06（℃）3.3.2标准器相对湿度修正值引入的标准不确定度分量u ′3标准器相对湿度修正值的不确定30%RH 时：U ′=0.7%RH ；（30～50）%RH 时：U ′=0.8%RH ；（50～70）%RH 时：U ′=0.9%RH ；（70～100）%RH 时：U ′=1.1%RH ，以正态分布，k =2，则标准器湿度修正值引入的标准不确定度分量：30%RH 时：u ′3=U/k =0.7%RH /2=0.35（%RH ） （30～50）%RH 时：u ′3=U/k =0.8%RH /2=0.40（%RH ） （50～70）%RH 时：u ′3=U/k =0.9%RH /2=0.45（%RH ） （70～100）%RH 时：u ′3=U/k =1.1%RH /2=0.55（%RH ）3.4 标准器稳定性引入的标准不确定度分量3.4.1标准器温度稳定性引入的标准不确定度分量u 4本标准器相邻两次校准温度修正值最大变化，按均匀分布，由此引入的标准不确定度分量：（-30～-0）℃时：（℃）01.0302.04==u （0～100）℃时：（℃）06.0316.04==u （100～300）℃时：（℃）11.0319.04==u3.4.2标准器湿度稳定性引入的标准不确定度分量u ′4本标准器相邻两次校准相对湿度修正值最大变化，按均匀分布，由此引入的标准不确定度分量：30%RH 时：%06.0310.04=='u （30～50）%RH 时：%08.0313.04=='u（50～70）%RH 时：%08.0314.04=='u （70～100）%RH 时：%09.0315.04=='u3.5标准不确定度分量汇总表3.5.1温度上偏差标准不确定分量汇总表3.5.1相对湿度上偏差标准不确定分量汇总表4 合成标准不确定度4.1温度上偏差校准合成标准不确定度u c 计算由于u 1、u 2、u 3、u 4相互独立，则合成标准不确定度u c 按式计算（-30～0）℃时：℃05.024232221c =+++=u u u u u（0～100）℃时：℃11.024232221c =+++=u u u u u（100～300）℃时：℃37.024232221c =+++=u u u u u4.2相对湿度上偏差校准合成标准不确定度u c 计算由于u 1、u 2、u 3、u 4相互独立，则合成标准不确定度u c 按式计算30%RH 时：%RH37.024232221c =+++=u u u u u（30～50）%RH 时：%RH44.024232221c =+++=u u u u u（50～70）%RH 时：%RH50.024232221c =+++=u u u u u（70～100）%RH 时：%RH68.024232221c =+++=u u u u u5 扩展不确定度取包含因子k =2，温度上偏差扩展不确定度为：（-30～0）℃：U =k ×u c =2×0.05=0.10℃ （0～100）℃：U =k ×u c =2×0.11=0.22℃ （100～300）℃：U =k ×u c =2×0.37=0.74℃取包含因子k =2，相对湿度上偏差扩展不确定度为：30%RH 时：U =k ×u c =2×0.37=0.74%RH（30～50）%RH 时：U =k ×u c =2×0.44=0.88%RH（50～70）%RH 时：U =k ×u c =2×0.50=1.0%RH（70～100）%RH 时：U =k ×u c =2×0.68=1.4%RH。

一．概述1.目的评定室内环境中甲醛的测量结果的不确定度，指导检测员按规程正确操作，保证检测结果科学、准确。

2.依据的技术标准GB/T18204.26-2000《公共场所空气中甲醛测定方法》3.使用的仪器设备分光光度计，HX021, TL-2型空气采样器（HJ021）。

4．测量原理及检测程序采样后，将样品溶液全部转入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并体积为5ml，按绘制标准曲线的操作步骤测定吸光度，在每批样品测定的同时，用5ml未采样的吸收液作试剂空白，测定试剂空白的吸光度5．不确定度评定结果的应用符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本例的评定方法。

二．数学模型空气中甲醛浓度c=（A-A0）*B g/V0式中：c--空气中甲醛浓度。

Mg/m3A—样品溶液的吸光度；A0—空白溶液的吸光度；B g—计算因子，ug/吸光度；V 0—换算成标准状态下的采样体积，L三．测量不确定度的来源分析室内环境中甲醛的测量不确定度来源主要包括：(1)测量重复性的不重复引入的标准不确定度u A1，采用A 类方法评定； (2) 分光光度计误差引入的标准不确定度u B1，采用B 类方法评定； (3)采样体积引入的标准不确定度u B2，采用证书给定的B 类不确定度。

四．标准不确定度的评定1.在同一试验条件下，室内环境中甲醛检测共进行10次，得到测量结果如表1所示：表1 室内环境中甲醛的测量原始数据表1中单次实验标准差使用贝塞尔公式计算：u A1= S(x)= )(211211⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∑=ni i x x n =0.0052. 查分光光度计的精度为0.01%,由仪器引入的标准不确定度为u B1=Ca =3%01.0 =0.0058% 3.采样体积引入的标准不确定度u B2 仪器说明书中给出最大误差为2%u B2=3%2=0.0346 因为取10升样品,所以采样体积引入的相对标准不确定度u B2=0.0346/10=0.00346表2. 室内环境中甲醛的测量不确定度汇总表五．合成标准不确定度评定对于直接测量，各标准不确定度分量通常是互不相关的，采用方和根方法合成：u c =222121B B A u u u ++=22200346.0000058.0005.0++=0.0061七．扩展不确定度评定取包含因子k=2，甲醛不确定度测量结果的扩展不确定度：U=k u c=2×0.0061=0.012八．报告检测结果和扩展不确定度甲醛不确定度测量结果A按规定修约后结果为0.087，其扩展不确定度为：U=0.012；k=2。

环境风险评估中的不确定性与处理措施在现代社会中，环境问题日益突出，对环境风险进行有效评估成为保护生态环境的重要任务之一。

然而，环境风险评估过程中不可避免地存在不确定性，这给评估结果的可靠性和实际应用带来了挑战。

因此，合理处理环境风险评估中的不确定性，采取相应的处理措施，对于保护环境和人类健康具有重要意义。

首先，不确定性来源于环境风险评估的多个环节，包括数据收集、模型建立和参数设定等。

在数据收集方面，由于环境风险评估通常涉及到大量的数据，数据的准确性和可靠性对于评估结果的精确度具有决定性影响。

然而，在实际操作中，由于数据的不完备性、不一致性和准确性问题，导致评估结果的不确定性增加。

在模型建立和参数设定方面，不同的评估方法和假设可能导致评估结果存在差异，进而增加评估不确定性。

对于环境风险评估中的不确定性，采取适当的处理措施是至关重要的。

首先，我们应该采用合适的统计方法来分析和处理不确定性。

通过统计方法，我们可以评估不确定性的范围和程度，并将其纳入评估结果的可靠性区间。

这样可以提高评估结果的准确性，并使其更具可信度。

其次，加强数据质量管控，强调数据的来源和可靠性，并进行数据验证和校正，以减少数据误差对评估结果的影响。

此外，对于模型建立和参数设定，应该建立多种模型和参数组合，进行敏感性分析，以确定评估结果的稳定性和可靠性。

此外，环境风险评估中的不确定性处理还需要注重专家参与和公众参与。

专家在评估中具有重要的作用，他们能够提供专业的知识和经验，对于评估结果的可靠性和合理性进行评价和验证。

通过专家的参与，可以有效地减少环境风险评估中的不确定性，并提高评估结果的科学性和可靠性。

同时，公众的参与也应被充分考虑。

公众参与可以提高透明度和可信度，避免评估结果的偏颇和误解。

因此，在环境风险评估中，应该积极倡导专家参与和公众参与的理念，建立一个科学、公正和透明的评估机制。

此外，在环境风险评估中，应当考虑到不确定性对决策的影响。