环境监测质量保证和质量控制学习培训模板课件.ppt
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1、本章主要内容本章主要内容 质量保证、质量控制及其意义和内容 环境监测实验室基础 监测数据的统计处理及结果表达 实验室内部质量控制 实验室外部质量控制 标准分析方法和分析方法标准化 环境标准物质 环境监测管理 质量保证检查单和环境质量图两个问题:两个问题:1.在环境监测实验中,测定水中的氨氮,通过测定得出结果(例如为0.1mg/L),如何验证你的结果是准确的?2.测定土壤中的硒和砷过程中,在做回收率实验时,出现二者的回收率分别为40%和99.5%,如何解释?第一节 质量保证质量控制及其意义和内容 环境监测必须面向管理。环境监测必须面向管理。环境监测作为环境管理执法体系的重要组成部分,实质上是一项
2、政府行为,是政府部门强化环境规划、协调、监督和服务职能的重要阵地。环境监督管理的科学依据环境监督管理的科学依据。实现有效的环境管理必须依靠环境监测,监测数据是制定和实施各项环境政策、法规、标准。监测质量是监测工作的关键。监测质量是监测工作的关键。监测质量的优劣、监测数据是否准确可比,直接影响到环境管理宏观决策的正确与否以及环境保护可持续发展战略的实施。因此,要提高环境监测和管理的水平,必须有科学的、权威的监测数据作为基础。质量保证是监测工作成败的关键质量保证是监测工作成败的关键 为了提高环境监测质量,必须建立质量保证体系加强检测工作的规范管理,落实措施保证监测数据质量。全面强化质量建设,以数据
3、的准准、快快、全全为目标,努力实现高效能服务的宗旨。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。一、一、环境监测质量保证及其内容环境监测质量保证及其内容 1.定义定义 是整个监测过程进行技术上、管理上的全面监督,是整个监测过程进行技术上、管理上的全面监督,包含保证环境监测数据正确可靠的全部活动和措施包含保证环境监测数据正确可靠的全部活动和措施 制定监测计划;根据需要和可能,确定对监测数据的质量要求;规定相应的分析测量系统。2.环境监测质量保证的内容环境监测质量保证的内容 包括采样(采样网络,采样频率、采样时段)、样品包括采样(采样网络,采样频率、采样时段)、样品的储存与运输、实验
4、室供应、仪器设备、器皿的选择的储存与运输、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、实验室的清洁和安全以及编写有关要求和技术培训、实验室的清洁和安全以及编写有关的文件、指南和手册等。的文件、指南和手册等。3.系统执行质量保证计划的最终目的系统执行质量保证计划的最终目的(1)提供可满足监测目的且合乎质量要求的数据(2)将由于仪器故障及各种干扰影响导致数据的损失降到最低限度。(3)确保系统提供的数据具有“五性”
5、:准确性、精密性、代表性、可比性、完整性。准确性、精密性、代表性、可比性、完整性。样品具有样品具有 、,测定数据应具有符合要求,测定数据应具有符合要求的的 、。二、环境监测质量控制二、环境监测质量控制 环境监测质量控制:是环境监测质量保证的一个部分,环境监测质量控制:是环境监测质量保证的一个部分,是对于分析过程的控制方法,包括两部分:是对于分析过程的控制方法,包括两部分:1.实验室内部质量控制 2.实验室外部质量控制 第二节 环境监测实验室基础合格的实验室和合格的操作人员包括:仪器的正确使用和定期校正;玻璃仪器的选用和校正;化学试剂和溶剂的选用;溶液的配制和标定、试剂的提纯;实验室的清洁度和安
6、全工作;分析人员的操作技术。表表9.1纯水分级表纯水分级表一、实验用水一、实验用水级别电阻率(25)/(Mcm)制水设备用途特16混合床离子交换柱。0.45m滤膜。亚沸蒸馏器配制标准水样11016混合床离子交换柱。石英蒸馏器配制分析超痕量g/L级物质用的试液2210双级复合床或混合床离子交换柱配制分析痕量(g/Lmg/L)级物质用的试液30.52单级复合床离子交换柱配制分析mg/L级以上含量物质用的试液40.5金属或玻璃蒸馏器配制测定有机物如(COD、BOD5)等用的试液一、实验用水一、实验用水(一)蒸馏水 蒸馏器:金属、玻璃、石英、亚沸蒸馏(二)去离子水(三)特殊要求的纯水无氯水:加入亚硫酸
7、钠还原无氨水:加入硫酸使pH2无CO2水:煮沸或暴气其它:无重金属水、无砷水、无酚水、不含有机物蒸馏水二、试剂与试液二、试剂与试液 试剂:选用相应规格试剂:选用相应规格 一般试剂分为三级:优级纯:Guaranteed Reagent 分析纯:Analytical Reagent 化学纯:Chemical Reagent 其他表示方法:高纯试剂、基准试剂、色谱纯试剂、生化试剂等。试液:适当配制、妥善保存试液:适当配制、妥善保存三、实验室的环境条件三、实验室的环境条件表9.3空气清洁度的分类清洁度分类工作面上最大污染颗粒数/(颗粒m-2)颗粒直径/m1001000.505.010000100000
8、.5655.01000001000000.57005.0实验室空气中如含有固体、液体的气溶胶和污染气体,对痕量分析和超痕量分析会导致较大误差。所以要求实验室的空气清洁度达到较高的标准。最好能在超净实验室中进行或使用。四、实验室的管理及岗位责任制四、实验室的管理及岗位责任制其内容包括:对监测分析人员的要求 对监测质量保证人员的要求 实验室安全制度 药品使用管理制度 仪器使用管理制度 样品管理制度第三节 监测数据的统计处理及结果表达1、真值、真值 某一时刻和某状态下,某量的效应体现出的客观值或实际值,包括:理论真值、约定真值、标准真值。2、准确度、准确度 测定结果与真值的符合程度,通常用误差表示。
9、可分为系统误差、随机误差和过失误差。3、误差的表示方法、误差的表示方法 绝对误差:测定结果与真值之差。只能显示误差绝对值的大小,不能完全反映准确程度。相对误差:绝对误差与真值之比。一、准确度与误差一、准确度与误差二、精密度与偏差二、精密度与偏差 多次测定的平均值代替真值真值 精密度精密度:同一测量中多次平行测定之间的符合程度。偏差偏差:各个测定结果与算术平均值之差。绝对偏差=测得数值-算术平均值 相对偏差=绝对偏差/平均值100%平均偏差=|X-X平均|/n 相对平均偏差 标准偏差标准偏差、相对标准偏差:1)(2nXXis%100XsRSD三、误差种类及其减小方法三、误差种类及其减小方法1、系
10、统误差(可测误差、恒定误差)有测定过程中某些经常性原因造成。在重复测定过程中会重复出现,对测定结果影响比较固定。产生原因有:方法误差:方法本身不够完善而带来的误差。仪器误差:由仪器不够准确造成。试剂误差:试剂或蒸馏水不纯。主观误差:分析人员造成。消除方法:用公认的标准方法与某测定方法比较,找出校正系数,进行校正消除;对仪器误差,可事先将仪器或容器校正;试剂纯度不够使用空白实验校正;建立统一的操作规程,严格的操作,可克服主观误差。误差产生原因偶然原因引起,数值大小不定,初看起来无一定规律性,但当测定次数增多,它服从正态分布规律 两组精密度不同的测量值的正态分布两组精密度不同的测量值的正态分布2、
11、偶然误差(随机误差)、偶然误差(随机误差)图图9.3 9.3 正态分布图正态分布图图图9.4 9.4 偏态分布图偏态分布图正态分布正态分布表表9.4正态分布总体的样本落在下列区间内的概率正态分布总体的样本落在下列区间内的概率区间落在区间内的概率/%+1.00068.26+1.64590.00+1.96095.00+2.00095.44+2.57699.00+3.00099.732972、偶然误差(随机误差)、偶然误差(随机误差)消除方法:根据上述规律,测定次数越多,分析结果的算术平均值的随机误差越小,因此,多次重复测定,取平均值的方法可以减小随机误差。增加测定次数,在减免了系统误差的情况下,其
12、平均值就越接近于真值。从上述可以看出,随机误差决定了测定结果的精密度;随机误差决定了测定结果的精密度;系统误差决定了测定结果的准确度系统误差决定了测定结果的准确度。3、过失误差、过失误差 因工作粗枝大叶、不守操作规程等原因引起,它明显地歪曲测定结果,因而一经发现必须及时改正。四、监测数据的统计处理四、监测数据的统计处理(一)数据修约规则 四舍六入五考虑1.Q1.Q检验法(狄克逊检验法)检验法(狄克逊检验法)表9.5 狄克逊检验统计量Q计算公式n值范围可疑数据为最小值X1时可疑数据为最大值Xn时378101113142512n13XXXXQ11XXXXQnnn32XXXXQnnn1113XXXX
13、Qn22XXXXQnnn112XXXXQd21XXXXQnnn1112XXXXQd表表9.6狄克逊检验临界值(狄克逊检验临界值(Qa)表)表(三三)监测结果的表述监测结果的表述 (四四)均数置信区间和均数置信区间和“t t”值值 表表9.7格鲁勃斯检验临界值(格鲁勃斯检验临界值(Ta)表)表练习题:练习题:某测定所得五次测定值为:某测定所得五次测定值为:31.02%、31.08%、31.10%、31.05%、31.06%,求测定结果的平均偏求测定结果的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差。差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差。2.某样品两人的分析结果为:某样品两人的分析结果为:甲
14、:甲:40.15%、40.15%、40.14%、40.16%乙:乙:40.25%、40.01%、40.10%、40.08%问哪一个结果比较可靠?问哪一个结果比较可靠?(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(一)模糊综合评价的基本知识(二)模糊综合评价(三)模糊聚类分析(四)模糊矩阵的截矩阵 第四节 实验室内部质量控制 实验室内部质量控制:是实验室自我控制质量的常规程序,它反映分析质量稳定性如何,及时发现异常情况并采取相应措施。内部质量控制包括:空白实验、标准曲线的核查、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,编制质量
15、控制图等。一、空白试验一、空白试验 空白试验值是以水代替实际样品,并完全按照实际的分析程序操作后仪器的响应值。作为相对分析法的“空白值”,它是指非待测物质非待测物质所产生以信号值对待测物测定所产生的系统误差系统误差。空白试验值的大小及其重现性在很大程度上反映一个环境监测实验室及其分析人员的水平。若空白检验超过控制范围,测这批样作废。这里所指的空白检验的控制范围应通过质量控制图进行确定。http:/ 控制方法:常规分析中,每次测定两份空白试验平行样,其相对偏差一般不大于50%,取其平均值作为同批试样测定结果的空白校正值。二、标准曲线检验二、标准曲线检验1相关和直线回归方程相关和直线回归方程 影响
16、因素:分析方法本身的精密度。分析仪器的精密度。量取标准液所用量器的精密度。易挥发溶剂所造成的体积变动。分析人员的操作水平图图9.5正相关的两种图形正相关的两种图形图图9.6负相关的两种图形负相关的两种图形三、加标回收试验三、加标回收试验 加标回收试验在一定程度上能反应测定结果的准确度,目前是实验室中常用而又方便的确定准确度的方法。实验方法:在样品中加入一定量的标准物质,测定其回收率。回收率=%100-加标量试样测定值加标试样测定值四、标准参考物的使用四、标准参考物的使用 实验室内存在的系统误差常难以被发现,故需借助标准参考物,以发现和尽量减小可能存在的系统误差。标准参考物质(Reference
17、 Material 简称RM)国际标准化组织(ISO)所下定义:这种物质具有一种这种物质具有一种或数种已被确定的性质,这些性质可以用作校准仪器或或数种已被确定的性质,这些性质可以用作校准仪器或验证测量方法。验证测量方法。组成均匀且稳定的物质,它的组成与试样组成相近,能以足够的准确度确定其组分的含量。标准参考物质可由权威部门制备和分发。五、方法对照试验五、方法对照试验 用不同的方法对同一试样进行分析,如有系统误差就无从抵消,能够很好地核查分析结果的准确度。方法对照常用于以标准方法来检验统一方法或新建方法的准确度。六、质量控制图的使用六、质量控制图的使用 质量控制图是一种简单而有效的统计技术,30
18、年代首先用于工业产品的质量监控,40年代用于分析实验室的质量监控。控制样品:组成与待测环境样品相近,性质均匀稳定。质量控制图的基本组成:横坐标为样品序号或日期 纵坐标为统计值,由中心线(预期值)、上下控制线(可接受范围)、上下警告线(目标值)、上下辅助线(警告线与中心线一半处)组成。上控制限(UCL)上警告限(UWL)上辅助线(UAL)中心线(CL)下辅助线(LAL)下警告限(LWL)下控制限(LCL)图图9.7质量控制图的基本组成质量控制图的基本组成(一)、均数控制图(一)、均数控制图 制作程序:1.测定质量控制样品:至少积累20个数据。2.计算总平均值和标准偏差。3.以 为中心线,s、2s
19、、3s为中心线、上下辅助线、上下警告线、上下控制线。xx 例例 某一铜的控制水样,累计测定某一铜的控制水样,累计测定2020个平行个平行样,结果见教材表样,结果见教材表9-119-11,试作均数控制图。,试作均数控制图。图图9.8均数控制图均数控制图 例例 用二乙基二硫代基甲酸银用二乙基二硫代基甲酸银Ag-DDCAg-DDC法测定砷时,法测定砷时,测得空白试验值如教材表测得空白试验值如教材表9-129-12,作精密度控制图。,作精密度控制图。图图9.9空白试验控制图空白试验控制图 例例 用双硫腙法测定水中痕量汞,加标量为用双硫腙法测定水中痕量汞,加标量为0.40.4mg/mg/(100mL10
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