环境水质分析结果的有效数据关系论证

关键词：有效数字；数据审核；合理关系

数据审核是水质分析质量保证工作的一个重要环节，是整个质量保证体系中最后有效的质量控制手段。分析结果除了必须达到质量控制分析指标的要求外，记录、运算和报告中的有效数字以及数据之间的合理性关系问题是数据审核的重点。下面从理论上对这两方面进行了研究，为数据审核提供参考。

1有效数字的记录

有效数字是由全部确定数字和一位不确定数字构成的。根据所用计量器具的不同，准确记录测量数据，只保留一位可疑数字。表示精密度通常只取一位有效数字，当测定次数很多时，可取两位有效数字，且最多只取两位。测量结果的有效数字所能达到的数位不能低于方法检出限的有效数字所能达到的数位。回归方程的相关系数只保留小数点后4位，后面只舍不入。有效数字计算要符合计算规则，加减法计算结果所保留的小数点后的位数与各计算数据中小数点位数最少者相同；乘除法计算以有效数字位数最少者为准，其它数据先修约后计算，计算结果的有效数字与各计算数据中有效数字位数最少者相同；乘方或开方结果的有效位数与真数相同；在对数计算中，所取对数的小数点后的位数（不包括首位）应与真数的有效数字位数相同。

2数据之间的合理性关系审核

2.1可滤蒸发残渣和可滤离子总量的关系

对于清洁水样，可滤蒸发残渣（105℃烘干至恒重）大体上等于可滤离子（主要是水中八大离子Na+、K+、Ca+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-、SiO32-）之和。对于受污染的水样，由于可能含有较高浓度的Fe3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+、F-、NO3-等离子，可滤蒸发残渣浓度可能大于八大离子浓度之和。水样中若含有较多的酸性成分，由于烘干时酸因挥发而损失，可滤蒸发残渣浓度可能小于八大离子浓度之和。

2.2溶解总固体和电导率的关系

电导是水溶液电阻的倒数，水样中可溶性离子越多，电阻就越小，电导就越大，因此水样的电导率和总溶解固体存在一定的相关关系。天然水中，总溶解固体和电导率的比值大约为0.55—0.70，这只是一种粗略的估算。若水样中含有较多的游离酸或苛性碱，其比值要比0.55小，若水样中含有大量盐分，其比值可能比0.70大。

2.3溶解总固体和总硬度的关系

由于水中主要离子有八种，其中就含有Ca2+和Mg2+,因此水样的总硬度<总溶解固体，其比值大约为0.50—0.80，这只是粗略的估算。若水中Ca+、Mg2+含量很高时，其比值要比0.80大，而若水中Ca+、Mg2+含量很小时，其比值要比0.50小。

2.4总硬度与钙、镁总量的关系

总硬度实为钙、镁总摩尔浓度，但由于其它离子也与EDTA络合，所以当其它离子浓度较大时，测得的总硬度应大于钙、镁摩尔浓度之和，当其它离子很少时，测得的总硬度近似等于钙、镁摩尔浓度之和。

2.5总碱度与总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度间的关系

碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度是总硬度的两个组成部分，通常用CaCO3(mg·L-1)表示。碳酸盐硬度相当于水中碳酸盐及重碳酸盐结合的钙和镁所形成的硬度；当水中钙和镁含量超出与它们结合的碳酸盐和重碳酸盐含量时，多余的钙和镁就与水中氯化物、硫酸盐、硝酸盐结成非碳酸盐硬度。

总碱度是指水体中碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物总量之和，主要反映水体中CO32+、HCO3-、OH-含量，通常也用CaCO3(mg·L-1)表示。

由以上概念可得出，当总硬度>总碱度时，总硬度等于碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度之和，非碳酸盐硬度应检出；当总硬度<总碱度时，总硬度等于碳酸盐硬度，非碳酸盐硬度应未检出。

2.6溶液PH与碳酸根、重碳酸根、游离二氧化碳间的关系

由K＝[CO2­­­­­]/[H2CO3]=3.8×102

Ka1=[H+][HCO3-]/[H2CO3]=4.27×10-7

Ka2=[H+][CO32-]/[HCO3-]=5.59×10-11

可知，水合CO2是碳酸溶液的主要存在形式[H2CO3]≈[CO2­­­­­]

pH＝6.37+lg[HCO3-]-lg[CO2­­­­­]=10.25+lg[CO32-]-lg[HCO3-]

当pH<7时，游离CO2含量最高，当pH>10时，CO32-含量最高，当7 2.7水中阴、阳离子摩尔浓度的关系

这里所指的摩尔浓度关系是指阴、阳离子当量之和的关系。由于水中阴、阳离子始终处于一种相互联系、相互制约的关系，欲要保持水溶液中阴、阳离子电荷平衡，那么阴、阳离子摩尔浓度（指当量浓度）总和应大致相等。

2.7离子积和溶度积的关系

许多化合物在水中溶解度很小，如CuS、HgS、CaF2、MgF2、SrSO4、BaSO4、AgCl、HgCl2等，而且重金属在近中性的天然水体中，多数都会水解为难溶的氢氧化物沉淀而被悬浮物吸附或转移至沉淀相中（如Fe3+），因此，可滤水中重金属离子浓度不可能高。当离子积大于溶度积时，化合物即析出沉淀；当离子积小于溶度积时，则该离子可存在于溶液中。因此，F-与Ca2+、Mg2+之间、SO42-与Ba2+、Sr2+之间S2-与Cu2+、Hg2+之间、Cl-与Ag+、Hg2+之间呈明显负相关，当一方浓度较大时，另一方浓度则很低。

2.8CODCr、CODMn、BOD5之间的关系

根据三者的概念，结合其实际的测定过程，对于同一份水样，应存在以下规律：CODCr>CODMnCODCr>BOD5

2.9三氮与溶解氧的关系

由于环境中的氮存在形式受环境条件的变化而发生改变，特别受水体中溶解氧的浓度影响，硝酸盐氮和氨氮不可能同时高，一般溶解氧高的水体硝酸盐氮的浓度高于氨氮浓度，反之氨氮浓度高于硝酸盐氮浓度，亚硝酸盐氮浓度与之无明显关系。

2.10细菌总数、大肠菌群、粪大肠菌群之间的关系

由于大肠菌群只是细菌种类中的一个种群，受其污染的途径有限。根据长期检测的结果可得出检出大肠菌群的样品细菌总数也能检出，细菌总数数量多的样品不一定检出总大肠菌群。由于粪大肠菌群属于总大肠菌群，且其检测温度为44.5℃，比总大肠菌群的检测温度37℃高，因此粪大肠菌群的检测值要比总大肠菌群的检测值小，即粪大肠菌群值<总大肠菌群自值。

2.11粪大肠菌群值、粪链球菌值比值与粪便污染来源的关系

粪大肠菌群是人或温血动物粪便中常见的细菌，粪链球菌是温血动物粪便中常见细菌且数量比粪大肠菌群多。检测粪大肠菌群值和粪链球菌值，根据二者比例可得出以下结果，粪大肠菌群值：粪链球菌值，小于0.7则为人类粪便污染为主，大于4.1则为温血动物粪便污染为主，大于0.7小于4.1则为两者共同污染。

总之，环境水质监测不只是一项简单的实验室分析，而是从布点、采样、分析、数据处理的全过程。在目前全面开展质量保证有一定难度的情况下，数据的审核工作显得尤为重要，只有加强这方面的实践和研究，才能提高数据质量，为水质管理提供优质、高效的服务。

参考文献：

［1］《环境水质监测质量保证手册》编写组.环境水质监测质量保证手册（第二版）［M］.北京：化学工业出版社.1994.231～236

［2］《水和废水监测分析方法指南》编委会.水和废水监测分析方法指南（上册）［M］.北京：中国环境科学出版社，1990.36～39.

［3］王俊荣.浅谈环境水质分析结果的审核工作［J］.理化分析-化学分册，2005，7（17）：500.

［4］《卫生微生物学》（第二版）［M］.北京：人民卫生出版社，1995.25.

［5］《生活饮用水检验规范》［M］。中华人民共和国卫生部，2001.202～204．