环境监测第九章教案
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华北水利水电学院教案 第七章 监测过程的质量保证
授课时间 年 月 日 第 周 星期 第 大节 授课地点 实到人数 授课题目 §7.1 监测实验室基础 授课专业 班级 教学目的 与 教学要求
环境监测质量保证是环境监测中十分重要的技术工作和管理工作。是一种保证监测数据准确可靠的方法，也是科学管理实验室和监测系统的有效措施，通过学习，使学生有一个初步的质量保证概念和一定的实验室质保措施。
主 要 内 容
7.1质量保证在环境监测中的意义和内容； 7.2监测试验基础； 一、实验用水 二、实验用试剂 7.3监测数据的统计处理和结果表述 一、基本概念（误差、偏差、准确度、精密度、标准曲线、检测限、测定限、有效数字） 二、可疑数据的检验方法 Dixon检验法和Grubbs检验法
重点与难点 监测数据的统计处理和结果表述（真值、误差、偏差、标准偏差、相对标准偏差、总体、样本和平均数）概念的掌握，掌握数据修约规则、Dixon检验法和Grubbs检验法的适用范围和使用 教学方法 手段（教具） 多媒体技术与板书相结合的课堂讲授；课间讨论；课后作业。
参考资料 郭影仪. 刘玉玲. 环境监测中常用的质控方法及其应用,环境监测与管理，2005,4:21-23。
课后作业与 思考题
测定某河流酚的含量如下：0.060、0.104、0.116、0.136、0.146、0.190、0.222、0.344、0.066、0.114、0.122、0.138、0.150、0.202、0.263。求：①数值范围、超标率（以地面水质量标准为依据），②样本均数、几何均数、样本相对标准偏差，③若t＝90％，求置信区间。
教学后记 讲稿部分 教学过程 时间分配 一、质量保证的意义 环境监测质量保证是环境监测中十分重要的技术工作和管理工作。质量保证和质量控制，是一种保证监测数据准确可靠的方法，也是科学管理实验室和监测系统的有效措施，它可以保证数据质量，使环境监测建立在可靠的基础之上。 二、质量保证的内容 环境监测质量保证是整个监测过程的全面质量管理，包括制订计划；根据需要和可能确定监测指标及数据的质量要求；规定相应的分析监测系统。 其内容包括采样、样品预处理、贮存、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，统一测量方法，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，实验室的清洁度和安全，以及编写有关的文件、指南和手册等。 环境监测质量控制是环境监测质量保证的一个部分，它包括实验室内部质量控制和外部质量控制两个部分。实验室内部质量控制，是实验室自我控制质量的常规程序，它能反映分析质量稳定性如何，以便及时发现分析中异常情况，随时采取相应的校正措施。其内容包括空白试验、校准曲线核查、仪器设备的定期标定、平行样分析、加标样分析、密码样品分析和编制质量控制图等；外部质量控制通常是由常规监测以外的中心监测站或其他有经验人员来执行，以便对数据质量进行独立评价，各实验室可以从中发现所存在的系统误差等问题，以便及时校正、提高监测质量。常用的方法有分析标准样品以进行实验室之间的评价和分析测量系统的现场评价等。 三、试验用水 （一）蒸馏水 1.金属蒸馏器 2.玻璃蒸馏器 3.石英蒸馏器 4.亚沸蒸馏器 （二）去离子水 去离子水是用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以一定型式组合进行水处理。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 四、试剂 试剂与试样 级别 名称 代号 标志颜色 用途 一级品 优级纯 GR(guarantee reagent) 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(analytic reagent) 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(chemically pure) 蓝色 配制半定量、定性分析小试液和清洁液等 一级试剂用于精密的分析工作，在环境分析中用于配制标准溶液；二级试剂常用于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；三级试剂只能用于配制半定量、定性分析中试液和清洁液等。
五、监测数据的统计处理和结果表述 （一）基本概念 1.真值（xt）在某一时刻和某一位置或状态下，某量的效应体现出客观值或实际值称为真值。真值包括： （1）理论真值：例如三角形内角之和等于180°； （2）约定真值：由国际计量大会定义的国际单位制，包括基本单位、辅助单位和导出单位。由国际单位制所定义的真值叫约定真值； （3）标准器（包括标准物质）的相对真值：高一级标准器的误差为低一级标准器或普通仪器误差的1/5（或1/3—1/20）时，则可认为前者是后者的相对真值。 2.误差及其分类 （1）系统误差：又称可测误差、恒定误差或偏倚（bias）。指测量值的总体均值与真值之间的差别，是由测量过程中某些恒定因素造成的，在一定条件下具有重现性，并不因增加测量次数而减少系统误差，它的产生可以是方法、仪器、试剂、恒定的操作人员和恒定的环境所造成。 （2）随机误差：又称偶然误差或不可测误差。是由测定过程中各种随机因素的共同作用所造成，随机误差遵从正态分布规律。 （3）过失误差：又称粗差。是由测量过程中犯了不应有的错误所造成，它明显地歪曲测量结果，因而一经发现必须及时改正。 （4）误差的表示方法：分绝对误差和相对误差。绝对误差是测量值（x，单一测量值或多次测量的均值）与真值（xt）之差，绝对值有正负之分。 绝对误差=x-xt 相对误差指绝对误差与真值之比（常以百分数表示）：
3.偏差 相对偏差、平均偏差、相对平均偏差和标准偏差等。 绝对偏差（d）是测定值与均值之差，即 di=xi- x 相对偏差是绝对偏差与均值之比（常以百分数表示）：
平均偏差是绝对偏差绝对值之和的平均值：
相对平均偏差是平均偏差与均值之比（常以百分数表示）：
4.标准偏差和相对标准偏差 （1）差方和：亦称离差平方或平方和。是指绝对偏差的平方之和，以S表示
（2）样本方差用s2或V表示
（3）样本标准偏差用s或sD表示 （二）数据的处理和结果表述 1、数据修约规则 各种测量、计算的数据需要修约时，应遵守下列规则：四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一。 2、可疑数据的取舍 与正常数据不是来自同一分布总体，明显歪曲试验结果的测量数据，称为离群数据。可能会歪曲试验结果，但尚未经检验断定其是离群数据的测量数据，称为可疑数据。 在数据处理时，必须剔除离群数据以使测定结果更符合客观实际。正确数据总有一定分散性，如果人为地删去一些误差较大但并非离群的测量数据，由此得到精密度很高的测量结果并不符合客观实际。因此对可疑数据的取舍必须遵循一定的原则。测量中发现明显的系统误差和过失误差，由此而产生的数据应随时剔除。而可疑数据的舍取应采用统计方法判别，即离群数据的统计检验。检验的方法很多，现介绍最常用的两种。 狄克逊（Dixon）检验法 此法适用于一组测量值的一致性检验和剔除离群值，本法中对最小可疑值和最大可疑值进行检验的公式因样本的容量（n）不同而异，检验方法如下： （1）将一组测量数据从小到大顺序排列为x1、x2…xn，x1和xn分别为最小可疑值和最大可疑值； （2）按表7－6计算式求Q值； 表7－6 狄克逊检验统计量Q计算公式
（3）根据给定的显著性水平（α）和样本容量（n），从表7－7查得临界值（Qa）；
表7－7 狄克逊检验临界值（Qa）表
（4）若Q≤Q0.05则可疑值为正常值；若Q0.05＜Q≤Q0.01则可疑值为偏离值；若Q＞Q0.01则可疑值为离群值。 3、监测结果的表述 （1） 用算术均数（ ）代表集中趋势 （2） 用算术均数和标准偏差表示测定结果的精密度（ ±s） （3） 用（ ±s，Cv）表示结果 六、直线相关和回归
（一）相关和直线回归方程 变量之间关系有两种主要类型： 1.确定性关系 例如欧姆定律V=IR，已知三个变量中任意两个就能按公式求第三个量。 2.相关关系 有些变量之间既有关系又无确定性关系，称为相关关系，它们之间的关系式叫回归方程式，最简单的直线回归方程为：
式中a、b为常数，当x为x1时，实际y值在按计算所得 左右波动。 上述回归方程可根据最小二乘法来建立。即首先测定一系列x1、x2…、xn和相对应的y1、y2…、yn，然后按下式求常数a和b。
第 页 共 页 华北水利水电学院教案 第三章 监测过程的质量保证 授课时间 年 月 日 第 周 星期 第 大节 授课地点 实到人数 授课题目 §7.4-5 实验室质量保证 授课专业 班级 教学目的 与 教学要求
环境监测质量保证是环境监测中十分重要的技术工作和管理工作。是一种保证监测数据准确可靠的方法，也是科学管理实验室和监测系统的有效措施，通过学习，使学生有一个初步的质量保证概念和一定的实验室质保措施。
主 要 内 容
一、基本概念 1、准确度 2、精密度 3、灵敏度 4、空白实验 5、校准曲线 6、检测限 二、 实验室内质量保证 质量控制图 三、 自动连续监测技术
重点与难点 环境监测实验用水和试剂介绍及制备技术；标准分析方法与分析方法的标准化。
教学方法 手段（教具） 多媒体技术与板书相结合的课堂讲授；课间讨论；课后作业。
参考资料 [1]中国环境与发展国际合作委员会. 环境监测、信息、指标体系述评. 北京：中国环境科学出版社，1997。 [2] 环境监测，杨承义编，天津大学出版社 [3] 陈玲，赵建夫.环境监测. 北京：化学工业出版社教材出版中心，2004。
课后作业与 思考题
分别位于某河流上、下游的连歌实验室同时测定各自所在河流水中的氟化物。为此，用浓度为1000ug/L的标准液（单批标准差为1.67ug/L）分别测定，得上游的样本均数为94.34ug/L，s1＝1.81ug/L，下游的样本均数为100.16ug/L，s2＝1.49ug/L，若最大允许差为5％的情况下，这两个实验室的分析结果是否存在显著性差别？
教学后记
