监测过程的质量保证.ppt
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1、第9章 监测过程的质量保证,第一节 质量保证的意义和内容,第二节 实验室认可和计量认证/审查认可概述,第三节 监测实验室基础,第四节 监测数据的统计处理和结果表述,第五节 实验室质量保证,第六节 标准分析方法和分析方法标准化,第七节 环境标准物质,第八节 环境监测管理,第九节 质量保证检查单和环境质量图,第一节 质量保证的意义和内容,(一)定义: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。(二)意义:环境监测对象成分复杂,时间、空间量级上分布广泛,且随机多变,不易准确测量。这要求各个实验室从采样到结果所提供的数
2、据有规定的准确性和可比性,以便作出正确的结论。是指为保证监测数据的准确、精密、有代表性、完整性和可比性而采取的活动的总和,是整个监测过程的全面质量管理。质量保证既是技术措施又是行政手段。,(三)内容:制定计划;根据需要和可能确定监测指标和数据的质量要求;规定相应的分析监测系统:样品的采集、运输、保存、预处理,仪器设备及分析器皿的选择和校准,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。,分类,环境监测质量控制,环境监测质量保证的一部分,包括实验室内部质量控制、外部质量控制,内部质量控制,实验室自我控制质量的常规程序,能
3、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,外部质量控制,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,质量控制的分类,第二节 实验室认可和计量认证/审查认可概述,一、中国实验室国家认可制度 二、计量认证/审查认可计量认证 审查认可 计量认证与审查认可的发展及改革调整,为了规范质检机构和依照其他法律法规设立的专业检验机构的工作行为,提高检验工作质量,原国家计量局借鉴国外对检验机构(检测实验室)管理的经验,在1985年颁布中华人民共和国计量法时,规定了对检验机构
4、的考核要求。1987年发布的计量法实施细则中将对检验机构的考核称为“计量认证”。,计量认证,审查认可,为了有效地对检验机构的工作范围、工作能力、工作质量进行监控和界定,规范检验市场秩序,提出对检验机构进行审查认可的要求,国家技术监督局在1990年发布标准化法实施条例中以法规的形式明确了对设立检验机构的规划、审查条款(标准化法实施条例第29条),并将规划、审查工作称为“审查认可(验收)”。,三、实验室认可与计量认证/审查认可(验收)的关系及其发展,计量认证是通过计量立法,对凡是为社会出具公证数据的检验机构(实验室)进行强制考核的一种手段,也可以说计量认证是具有中国特点的政府对实验室的强制认可。,
5、审查认可(验收)是政府质量管理部门对依法设置或授权承担产品质量检验任务的质检机构设立条件、界定任务范围、检验能力考核、最终授权(验收)的强制性管理手段。这种授权(验收)前的评审,当然也完全可以建立在计量认证/审查认可评审或实验室认可评审的基础上。这样就可以减少对实验室的重复评审,将计量认证和审查认可(验收)评审内容统一是必然趋势。,四、我国环境监测机构计量认证的评审内容与考核要求,组织和管理 质量体系、审核和评审 人员 设施和环境 仪器设备和标准样品 量值溯源和校准 检验方法,检验样品的处置 记录 证书和报告 检验的分包 外部支持服务和供应 抱怨,第三节 监测实验室基础,9.3.1 实验用水9
6、.3.2 试剂与试液 9.3.3 实验室的环境条件9.3.4 实验室的管理及岗位责任制,9.3.1 实验用水,实验室中应配备相应的提纯装置。表92 纯水分级表,(一)蒸馏水 蒸馏水的质量因蒸馏器的材料与结构而异,水中常含有可溶性气体和挥发性物质。金属蒸馏器、玻璃整流器、石英蒸馏器、亚沸蒸馏器,亚沸蒸馏器示意图,不同蒸馏器组成和所得蒸馏水质量,无氯水无氨水无二氧化碳水 无铅(重金属)水无砷水无酚水不含有机物的蒸馏水,(三)特殊要求的纯水 在分析某些指标时,对分析过程中所用的纯水中这些指标的含量应愈低愈好,这就提出某些特殊要求的纯水以及制取方法。,9.3.2 试剂与试液,实验室中所用试剂、试液应根
7、据实际需要,合理选用相应规格的试剂,按规定浓度和需要量正确配制。试剂和配好的试液需按规定要求妥善保存。另外要注意保存时间,有时需对试剂进行提纯和精制,以保证分析质量。,表9-3 化学试剂的规格,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,表示方法,质量高于一级品的高纯试剂(超纯试剂)目前国际上也无统一的规格,常以“9”的数目表示产品的纯度。在规格栏中标以4个9,5个9,6个9。,痕量和超痕量分析及某些高灵敏度的仪器,应在超净实验室中进行或
8、使用。超净实验室中空气清洁度常采用100号。这种清洁度是根据悬浮固体颗粒的大小和数量多少分类的。,9.3.3 实验室的环境条件,表9.4 空气清洁度的分类,简易超蒸发装置示意图,9.3.4 实验室的管理及岗位责任制,监测质量的保证是以一系列完善的管理制度为基础的。严格执行科学的管理制度是评定一个实验室的重要依据。包括:(一)对监测分析人员的要求(二)对监测质量保证人员的要求。(三)实验室安全制度(四)药品使用管理制度(五)仪器使用管理制度(六)样品管理制度,第四节 监测数据的统计处理和结果表述,9.4.1 基本概念 9.4.2 数据的处理和结果表述 9.4.3 测量结果的统计检验9.4.4 直
9、线相关和回归9.4.5 方差分析9.4.6 模糊聚类分析,9.4.1 基本概念,(一)误差和偏差一、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。真值包括理论真值和约定真值。二、误差及其分类 测量值与真值不一致,这种矛盾在数值上表现即为误差。误差按其性质和产生原因,可分为系统误差、随机误差和过失误差。,误差的分类,误差的表示方法,三、偏差 相对偏差、平均偏差、相对平均偏差和标准偏差等。1、绝对偏差(d)是测定值与均值之差。2、相对偏差是绝对偏差与均值之比(常以百分数 表示)。3、平均偏差是绝对偏差绝对值之和的平均值。4、相对平均偏差是平均偏差与均值之比(常以
10、百 分数表示)。,四、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 4、样本相对标准偏差:又称变异系数,是样本标准偏差在样本均值中所占的百分数,记为Cv。5、总体方差和总体标准偏差:分别以2和表示:6、极差:一组测量值中最大值(xmax)与最小值(xmin)之差,表示误差的范围,以R表示。R=xmax-xmin,(二)总体、样本和平均数,一、总体和个体研究对象的全体称为总体,其中一个单位叫个体。二、样本和样本容量总体中的一部分叫样本,样本中含有个体的数目叫此样本的容量,记作n。三、平均
11、数平均数代表一组变量的平均水平或集中趋势,样本观测中大多数测量值靠近,1、算术均数:简称均数,最常用的平均数,其定义为:,2、几何均数:当变量呈等比关系,常需用几何均数,其定义为:,3、中位数:将各数据按大小顺序排列,位于中间的数据即为中位数,若为偶数取中间两数的平均值。4、众数:一组数据中出现次数最多的一个数据。平均数表示集中趋势,当监测数据是正态分布时,其算术均数、中位数和众数三者重合。,(三)正态分布,相同条件下对同一样品测定中的随机误差,均遵从正态分布。正态概率密度函数为:,式中:x由此分布中抽出的随机样本值;总体均值,是曲线最高点的横坐标,曲线 对对称;总体标准偏差,反映了数据的离散
12、程度。,正态分布图,表9.4 正态分布总体的样本落在下列区间内的概率,图9.4 偏态分布图,9.4.2 数据的处理和结果表述,(一)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。(二)可疑数据的取舍 可疑数据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。,1、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
13、异。:,将测得数据由小到大排列,如x1、x2、x3、xn。求出最大值与最小值之差xn-x1;按上表计算Q值。(求出可疑数据xn或x1与邻近数据之差xn-xn-1或x2-x1,按下式求出Q值):或 根据所要求的置信度和测定次数查表9-7得出Q值;判断:若Q Q0.05则可疑值为正常值;若Q 0.05Q0.01则可疑值为离群值。例题(P420),表96 狄克逊检验统计量Q计算公式,表97 狄克逊检验临界值(Qa)表,2、格鲁勃斯(Grubbs)检验法 此法适用于检验多组测量值均值的一致性和剔除多组测量值中的离群均值;也可用于检验一组测量值一致性和剔除一组测量值中的离群值。方法如下:,将测得数据(或
14、每组均值)由小到大排列计算均值(或总均值)和标准偏差计算T值根据所要求的显著性水平和测定次数(或组数)查表9-8得出T值;(5)判断:若T T0.05则可疑值为正常值;若T 0.05T0.01则可疑值为离群值。例题(P422),表9-8 格鲁勃斯检验临界值(Ta)表,(三)监测结果的表述,对一个试样某一指标的测定,其结果表达方式一般有如下几种:一、用算术均数代表集中趋势 二、用算术均数和标准偏差表示测定结果的精密度。三、用(s,Cv)表示结果,(四)均数置信区间和“t”值,一、均数置信区间 是考察样本均数与总体均数之间的关系,即以样本均数代表总体均数的可靠程度。二、t值 样本均数与总体均数之差
15、对均数标准差的比值称为t值。t与样本容量(n)和置信度有关,而后者可以直接要求指定。t值见表9-11。由表可知,当n一定,要求置信度愈大则t愈大,其结果的数值范围愈大。而置信度一定时,n愈大t值愈小,数值范围愈小。,表9-9 t值表,9.4.3 测量结果的统计检验,(一)t检验定义 相同的试样由不同的分析人员或不同分析方法所测得均数之间差异;在实验室质量考核中,对标准样的实际测定均值与其保证值之间的差异,到底是由抽样误差引起的,还是确实存在本质的差别,可用计算t值和查t表的方法来判断两均数之差是属于抽样误差的概率有多大,即对这些差异进行“显著性检验”,简称“t检验”。,(二)t检验判断的通则,
16、当tt0.05(n),即P0.05,差别无显著意义;当t0.05(n)tt0.01(n),即0.01P0.05,差别有显著意义;当tt0.01(n),即P0.01,差别有非常显著意义。一、样本均数与总体总数差别的显著性检验二、两种测定方法的显著性检验,9.4.4 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 2.相关关系(二)相关系数及其显著性检验 相关系数是表示两个变量之间关系的性质和密切程度的指标,符号为v,其值在-1-+1之间。公式为:,x与y的相关关系,x增大,y也相应增大,x增大,y相应减小,y与x的变化无关,x与y呈正相关,x与y呈负相关,x
17、与y不相关,0v1,若v=1,称完全正相关,-1v0,当v=-1时,称完全负相关,v=0,x与y的相关关系,方差分析,(一)方差分析中的统计名词(二)方差分析的基本思想(三)方差分析的方法步骤(四)应用方差分析的条件,方差分析是分析试验数据和测量数据的一种常用的统计方法,就是通过分析数据,弄清和研究对象有关的各个因素对该对象是否存在影响以及影响程度和性质。,9.3.6 模糊聚类分析,模糊数学是用数学方法来解决一些模糊问题。所谓模糊问题是指界线不清或隶属关系不明确的问题,而环境质量评价中“污染程度”的界线就是模糊的,人为地用特定的分级标准去评价环境污染程度是不确切的。,(一)模糊综合评价的基本知
18、识(二)模糊综合评价(三)模糊聚类分析(四)模糊矩阵的截矩阵,第五节 实验室质量保证,9.5.1 名词解释 9.5.2 实验室内质量控制9.5.3 实验室间质量控制,9.5.1 名词解释,(一)准确度,准确度,分析结果与真值之间符合程度的度量,系统误差和随机误差两者的综合指标决定分析结果的可靠性。,定义,作用,表示,标准物质分析加标回收法,评价方法,绝对误差和相对误差,(二)精密度,精密度是指用一特定的分析程序在受控条件下重复分析均一样品所得测定值的一致程度,它反映分析方法或测量系统所存在随机误差的大小。常用标准偏差表示。,同一实验室中,分析人员、分析设备和分析时间相同,用同一分析方法对同一样
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- 监测 过程 质量保证
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