环境监测课件.ppt

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1、第九章第九章 环境监测质量保证环境监测质量保证 第一节第一节第一节第一节 质量保证的意义和内容质量保证的意义和内容质量保证的意义和内容质量保证的意义和内容第二节第二节第二节第二节 实验室认可和计量认证实验室认可和计量认证实验室认可和计量认证实验室认可和计量认证/审查认可概述审查认可概述审查认可概述审查认可概述第三节第三节第三节第三节 监测实验室基础监测实验室基础监测实验室基础监测实验室基础第四节第四节第四节第四节 监测数据的统计处理和结果表述监测数据的统计处理和结果表述监测数据的统计处理和结果表述监测数据的统计处理和结果表述第五节第五节第五节第五节 实验室质量保证实验室质量保证实验室质量保证实

2、验室质量保证第六节第六节第六节第六节 标准分析方法和分析方法标准化标准分析方法和分析方法标准化标准分析方法和分析方法标准化标准分析方法和分析方法标准化第七节第七节第七节第七节 环境标准物质环境标准物质环境标准物质环境标准物质第八节第八节第八节第八节 环境监测管理环境监测管理环境监测管理环境监测管理第九节第九节第九节第九节 质量保证检查单和环境质量图质量保证检查单和环境质量图质量保证检查单和环境质量图质量保证检查单和环境质量图第一节第一节 质量保证的意义和内容质量保证的意义和内容 定义定义对监测全过程进行技术上、管理上的全面监对监测全过程进行技术上、管理上的全面监督，以保证监测数据的准确可靠。督

3、，以保证监测数据的准确可靠。内容内容监测全过程：监测计划的制定，采样网络，监测全过程：监测计划的制定，采样网络，采样频率、采样时段，样品的运输和保存，采样频率、采样时段，样品的运输和保存，分析的方法，实验室条件，人员培训，数据分析的方法，实验室条件，人员培训，数据处理和结果表达以及编写有关的文件指南和处理和结果表达以及编写有关的文件指南和手册等。手册等。意义意义保证数据准确性和可比性，以便作出正确的保证数据准确性和可比性，以便作出正确的结论。结论。质量控制质量控制是质量保证的一部分，主要是对实验室的质是质量保证的一部分，主要是对实验室的质量、管理进行监督，包括实验室内部质量控量、管理进行监督，

4、包括实验室内部质量控制和外部质量控制。制和外部质量控制。第二节第二节 实验室认可和计量认证实验室认可和计量认证/审查认可概述审查认可概述 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三、实验室认可与计量认证三、实验室认可与计量认证/审查认可（验收）审查认可（验收）的关系及其发展的关系及其发展 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公证数据的检验机构(实验室实验室)进行强制考核的一种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手段，也可以说计量认证是具有中国特

5、点的政府对实验室的强制认可。实验室的强制认可。审查认可审查认可(验收验收)是政府质量管理部门对依法设置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、最终授权件、界定任务范围、检验能力考核、最终授权(验收验收)的强制性管理手段。这种授权的强制性管理手段。这种授权(验收验收)前的前的评审，当然也完全可以建立在计量认证评审，当然也完全可以建立在计量认证/审查认审查认可评审或实验室认可评审的基础上。这样就可以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减少对实验室的

6、重复评审，将计量认证和审查认可可(验收验收)评审内容统一是必然趋势。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四、我国环境监测机构计量认证的评审内容与考核要求与考核要求 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 抱怨表表9.1纯水分级表纯水分级表第三节第三节 监测实验室基础监测实验室基础级别电阻率(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

7、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 (一一)蒸馏水蒸馏水 金属蒸馏器，玻璃蒸馏器，石英蒸馏器，亚沸蒸金属蒸馏器，玻璃蒸馏器，石英蒸馏器，亚沸蒸馏器。馏器。图图9.1亚沸蒸馏器示意图亚沸蒸馏器示意图（二）去离子水（二）去离子水 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（三）特殊要求的纯水二、试剂与试液二、试剂与试液根据实际需要妥善保存

8、注意保存时间按规定注明配制日期及配制人员试剂的规格：一级、二级、三级纯度：“9”表表9.2化学试剂的规格化学试剂的规格级别名称代号 标志颜色某些国家通用等级和符号俄罗斯的等级和符号一级品 保证试剂、优级纯 GR绿色GR分析纯二级品 分析试剂、分析纯 AR红色AR化学纯x三级品化学纯CP蓝色CP纯三、实验室的环境条件三、实验室的环境条件表表9.3空气清洁度的分类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/m1001000.505.010000100000.5655.01000001000000.57005.0 没有超净实验室条件的可采用相应措施。例如，样品的预处理、

9、蒸干、消化等操作最好在专门的毒气柜内进行，并与一般实验室、仪器室分开。几种分析同时进行时应注意防止交叉污染。实验的环境清洁也可采用一些简易装置来达到目的。图图9.2 9.2 简易超蒸发装置示意图简易超蒸发装置示意图四、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对监测分析人员的要求：持证上岗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 第四节第四节 监测数据的统计处理和监测数据的统计处理和结果表述结果表述一、基本概念 （一）误差和偏差 1.真值 2.误差及其分类 3.偏差 4.标准偏差和相对标准偏差 （二）总体、样本和平均数图图9.3 9.

10、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（三）正态分布（三）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+3.00099.73297二、数据的处理和结果表述（一）数据修约规则:四舍六入五考虑四舍六入五考虑（二）可疑数据的取舍 1.狄克逊检验法狄克逊检验法表表9.5狄克逊检验统计量狄克逊检验统计量Q计算公式计算公式n值范围可疑数据为最小值X1时可疑数据为最大值Xn时3781011131425

11、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 2.2.格鲁勃斯检验法格鲁勃斯检验法表表9.7格鲁勃斯检验临界值（格鲁勃斯检验临界值（Ta）表）表三、测量结果的统计检验三、测量结果的统计检验（一）样本均数与总体总数差别的显著性检验（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（二）两种测定方法的显著性检验 四、直线相关和回归四、直线相关和回归（一）相关和直线回归方程（一）相关和直线回归方程（二）相关系数及其显著性检验（二）相关系数及其显著性检验 图图9.5正相关的两种图

12、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五、方差分析五、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 六、模糊聚类分析六、模糊聚类分析（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 第五节第五节 实验室质量保证实验室质量保证一、名词解释一、名词解释 准确度 精密度 灵敏度 空白试验 校准曲线 检测限 测定限 二、实验室内质量控制二、实验室内质量控制 实验室内部质量控制是实验室人员对分析质量进行自我控制的过程。控制方法：比较实验、对照实验、加标、质控图 （一）质量控制图的绘制

13、及使用上控制限（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 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。1.均数控制图均数控制图图图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法法测定砷测定砷时，测得空白试验值如教材表时，测得空白试验值如教材表9-129-12所示，作精密度所示，作精密度控制图。控制图。

14、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0.4mg/0.4mg/（100mL100mL），），测得加标回收率如教材表测得加标回收率如教材表9-139-13所示，作准确度控制图。所示，作准确度控制图。图图9.10准确度控制图准确度控制图2.均数均数-极差控制图极差控制图图图9.11均数均数-级差控制图级差控制图 例例 用镉试剂法用镉试剂法测镉。以浓度为测镉。以浓度为1mg/L1mg/L的控制样品每次作两的控制样品每次作两个平行测定，其结果个平行测定，其结果如教材表如教材表9-159-15所示，所示，绘制均数绘制均数-极差控

15、制图。极差控制图。图图9.12镉的均数镉的均数-级差控制图级差控制图表表9.8某些项目平行样品测定的某些项目平行样品测定的临界限（临界限（Rc）参考表参考表项目浓度范围上限控制(UCL)临界限(R)BOD5/(mgL-1)1 1020 2525 5050 150150 300300 10001000以上3.46.3410.921.336.339.657.93.561121364058Cr/(gL-1)5 1010 2525 5050 150150 500500以上1.051.863.6612.417.274.9124121725Cu/(gL-1)5 1515 2525 5050 100100

16、200200以上3.044.414.737.629.1914.934589153.多样控制图多样控制图图图9.13多样控制图多样控制图（二）其他质量控制方法（二）其他质量控制方法 三、实验室间质量控制三、实验室间质量控制 目的：检查各实验室是否存在系统误差，找出原因，提高监测水平。实验室质量考核 实验室误差测验第六节第六节 标准分析方法和分析标准分析方法和分析方法标准化方法标准化一、标准分析方法一、标准分析方法 标准分析方法又称分析方法标准，是技术标准中的一种，它是一项文件，是权威机构对某项分析所作的统一规定的技术准则和各方面共同遵守的技术依据，它必须满足以下条件：（1）按照规定的程序编制。（

17、2）按照规定的格式编写。（3）方法的成熟性得到公认。通过协作试验，确定了方法的误差范围。（4）由权威机构审批和发布。二、分析方法标准化二、分析方法标准化 标准是标准化活动的结果，标准化工作是一项具有高度政策性、经济性、技术性、严密性和连续性的工作，开展这项工作必须建立严密的组织机构。由于这些机构所从事工作的特殊性，要求它们的职能和权限必须受到标准化条例的约束。图图9.15我国标准化工作的组织管理系统图我国标准化工作的组织管理系统图图图9.16国外标准国外标准化组织机构化组织机构三、监测实验室间的协作试验三、监测实验室间的协作试验 进行协作试验预先要制订一个合理的试验方案。并应注意下列因素：1.

18、实验室的选择 2.分析方法 3.分析人员 4.实验设备 5.样品的类型和含量 6.分析时间和测定次数 7.协作试验中质量控制 第七节第七节 环境标准物质环境标准物质一、环境标准物质及其分类 （一）环境计量 （二）基体和基体效应 （三）环境标准物质1.国际标准化组织的分类2.我国的标准物质分类3.环境标准物质在环境监测中的应用4.环境监测对标准物质的选择表表9.9我国标准物质库中水环境分析一级标准物质我国标准物质库中水环境分析一级标准物质成分名称成分含量或浓度/(mgL-1)不确定度/%标准物质编号成分名称成分含量或浓度/(mgL-1)不确定度/%标准物质编号水中镉0.1002GBW08607水

19、中汞0.01004GBW0860310.04GBW086081.000.05GBW08609水中铅1.002GBW0860710001GBW08617504GBW08608水中钴10001GBW08613水中铜1.001GBW08607水中氯根22.02GBW08606504GBW08608水中硝酸根4.502GBW08606水中铬0.5002GBW08607水中硫酸根38.01GBW08606307GBW08608水中砷0.5001.5GBW08605水中锌5.001GBW0860710001GBW08611905GBW08608水中铁10002GBW08616水中镍0.5002GBW086

20、07水中铜10001GBW08615605GBW08608水中银10001GBW08610表表9.10我国气体标准物质我国气体标准物质名称编号标准浓度/(molmol-1)不确定度/%标准气体氮中甲烷氮中一氧化碳氮中二氧化碳氮中二氧化硫空中甲烷氮中一氧化氮氮中氧氮中二氧化碳空气中一氧化碳BW0101BW0106BW0111BW0116BW0121BW0122BW0123BW0124BW01251010001010001010003003000110050200021%15501111.5110.10.51氮中丙烷研制中渗透管二氧化硫二氧化氮硫化氢BW0203氨BW0204氯BW0205氟化氢B

21、W0206BW0201BW02020.11.00.11.00.252.00.11.0渗透率/(gmol-1)0.371.4(25)0.32.01%2%2%2%11222臭氧发生器BW02076080010-9(V/V)2扩散管苯正戊烷BW0801BW0802扩散率3001620/(gmin-1)2501820/(gmin-1)1（四）环境监测的质量控制样品（四）环境监测的质量控制样品质量控制样品对每个实验室的质量控制能够起到质量保证的作用。质量控制样品可以检查校准曲线、技术方法、仪器、分析人员等方面的工作。质量控制样品的每个测量参数都应该有准确已知的浓度；样品可以是多参数的，能够进行多种项目的

22、分析；样品具有一定的均匀性，稳定期应在一年以上；应防止样品从贮存容器中蒸发和泄漏。在设计质量控制样品时应考虑实际样品的浓度范围，如废水排放的高浓度和降水中的低浓度、方法的检出限、排放许可证或标准中规定的界限等。二、标准物质的制备和定值二、标准物质的制备和定值 图图9.17固体标准物质制备流程示意图固体标准物质制备流程示意图（一）标准物质制备的一般过程（一）标准物质制备的一般过程（二）稳定性和均匀性的研究和检验（二）稳定性和均匀性的研究和检验 均匀是标准物质第一位和最根本的要求，是保证标准物质具有空间一致性的前提，对固体样品尤其如此。均匀性是一个相对的概念。首先，绝对的均匀是不可能实现的。若样品

23、的不均匀度远远小于分析中的误差，就可以认为样品是均匀的。稳定性是标准物质的另一重要性质，是使标准物质具有时间一致性的前提。与固体标准物质相比，液体和气体物质的均匀性容易实现，但保持稳定则困难得多。（三）标准物质的分析与定值（三）标准物质的分析与定值 在准确分析的基础上，标准物质的定值多采用数理统计的办法。目前，我国的环境标准物质多按如下的步骤来处理数据：（1）对一组实验数据，按Grubbs检验法弃去原始数据中的离群值后，求得该组数据的均值、标准偏差和相对标准偏差；（2）对某一元素由不同实验室和不同方法各自测量的均值视为一组等精密度测量值,采用Grubbs检验法弃去离群值后，求得总平均值及标准偏

24、差；（3）用总平均值表示该元素的定值结果，用标准偏差的2倍（2s）表示测量的单次不确定度，以2s除以总平均值表示相对不确定度。第八节第八节 环境监测管理环境监测管理一、环境监测管理的内容和原则环境监测管理的具体内容包括监测标准的管理、监测点位的管理、采样技术的管理、样品运输、保存管理、监测方法的管理、监测数据的管理、监测质量管理、监测综合管理和监测网络管理等。监测技术管理的内容很多，核心内容是环境监测质量保证。原则：实用、经济图图9.18环境监测质量保证系统控制要点环境监测质量保证系统控制要点表表9.11环境监测全过程质控要点环境监测全过程质控要点监测过程控制质控要点布点系统1.监测目标系统的

25、控制2.监测点位点数的优化控制控制空间代表性及可比性采样系统1.采样次数和采样频率优化2.采集工具方法的统一规范控制时间代表性及可比性运输保存系统1.样品的运输过程控制2.样品固定保存控制控制可靠性和代表性分析测试系统1.分析方法准确度、精密度、检测范围控制2.分析人员素质及实验室间质量的控制控制准确性、精密性、可靠性、可比性数据处理系统1.数据整理、处理及精度检验控制2.数据分布、分类管理制度的控制控制可靠性、可比性、完整性、科学性综合评价系统1.信息量的控制2.成果表达控制3.结论完整性、透彻性及对策控制控制真实性、完整性、科学性、适用性二、监测的档案文件管理 为了保证环境监测的质量以及技

26、术的完整性和追溯性，应对监测全过程的一切文件（包括任务来源、制订计划、布点、采样、分析数据处理等）按严格制度予以记录存档。同时对所累积的资料、数据进行整理，建立数据库。第九节第九节 质量保证检查单和质量保证检查单和环境质量图环境质量图 一、质量保证检查单检查单是根据监测中各个步骤列出的表格，工作人员在工作过程中及时填写，连同样品、分析数据一起交给负责汇集、整理的人员进行处理。质量保证检查单上的条目是根据对数据质量的影响区分的，每一条目代表下述一种类型的影响：关键因素：它总是影响着采样结果，并且是不可补救的。主要因素：它很可能对采样结果有不利影响，但并不总是不可补救的。次要因素：它通常对数据没有

27、影响，只是作为一种好的习惯做法。表表9.12DEQ大容量采样器采样检查单大容量采样器采样检查单(滤纸鉴定、制备与分析部分滤纸鉴定、制备与分析部分)调制处理环境的类型 干燥柜 空调室。1.平衡时间 小时；2.平衡时间的长短是否一致：是 否 ；3.是否规定有允许的最短平衡时间：是 否 ，若是，规定时间为 小时；4.分析天平有无温度、湿度控制：温度：有 无 ；湿度：有 无 ；5.如果使用空调室，相对湿度 ，温度范围 到 ，温度 ；6.如果使用干燥柜，为进行可能的更换，多长时间检查一次干燥剂 ；关键因素：颗粒物的吸水性是不同的，美国环境保护局的研究结果表明，相对湿度为80时，其质量可增加15；相对湿度

28、高于55时，湿度与质量之间有指数关系。滤纸应在相对湿度低于50的环境内平衡。表表9.13DEQ气体鼓泡采样检查单气体鼓泡采样检查单(样品制备部分样品制备部分)注：ACS为美国化学会1.制备吸收剂所用全部化学试剂是否均为ACS试剂纯或更纯的试剂：是.否，所用蒸馏水是否符合制备吸收剂的要求：是否，若否，请予解释。主要因素：这些试剂影响所得吸收剂的质量。2.制备吸收剂是否采用了美国联邦记录上的参考手续：是否。若否，请予解释有何困难。主要因素：联邦记录规定了制备吸收剂时拟采用的手续，因此偏离这些手续时必须提出充分证据，说明年这种偏离是正当的。3.吸收剂年在使用前储存了多久月？主要因素：吸收剂一般可稳定

29、6个月，因此储存时间不应超过6个月。4.吸收剂制备以后是否检查过pH值：是否。若是，其可用范围如何?质量控制点：当pH值小于3或大于5时，吸收剂是不可用的。它说明制备过程中存在着问题。5.说明吸收瓶是通过什么途径送到工作人员手中的？主要因素：吸收瓶运输过程中必须防止溢流、破碎或温度过高。二、环境质量图二、环境质量图 用不同的符号、线条或颜色来表示各种环境要素的质量或各种环境单元的综合质量的分布特征和变化规律的图称为环境质量图。环境质量图既是环境质量研究的成果，又是环境质量评价结果的表示方法。好的环境质量图不但可以节省大量的文字说明，而且具有直观、可以量度和对比等优点，有助于了解环境质量在空间上

30、的分布原因和在时间上的发展趋向。这对进行环境规划和制定环境保护措施都有一定的意义。1.1.等值线图等值线图2.2.点的环境质量表示图点的环境质量表示图图图9.19SO2污染的等浓度线表示法污染的等浓度线表示法图图9.20环境监测点的大气污染表示法环境监测点的大气污染表示法3.3.区域的环境质量表示法区域的环境质量表示法4.4.时间变化图时间变化图图图9.21河流水质污染表示法河流水质污染表示法图图9.22某水域酚浓度变化曲线某水域酚浓度变化曲线5.5.相对频率图相对频率图6.6.累积图累积图图图9.23某污染物浓度的相对频率某污染物浓度的相对频率图图9.24汞在各种鱼类中的含量汞在各种鱼类中的

31、含量7.7.过程线图过程线图图图9.25水域中某污染物浓度变化图水域中某污染物浓度变化图图图9.27某水域中六价铬与总铬含量之间的关系某水域中六价铬与总铬含量之间的关系图图9.28臭氧和二氧化氮消长图臭氧和二氧化氮消长图图图9.29某河流氨氮浓度和一年中河水黑臭天数的关系某河流氨氮浓度和一年中河水黑臭天数的关系图图9.26氧化剂高浓度出现频率与风向、风速之间的关系氧化剂高浓度出现频率与风向、风速之间的关系氨氮浓度氨氮浓度/(mgL-1)8.8.相关图相关图Cr6+/(mgL-1)9.9.类型分区法类型分区法10.10.网格表示法网格表示法图图9.30城市功能分区表示法城市功能分区表示法图图9.

32、31城市环境质量网格表示法城市环境质量网格表示法图图9.32某城市悬浮颗粒浓度图某城市悬浮颗粒浓度图水库、湖、海区水库、湖、海区河流断面河流断面大气采样点大气采样点地下水采样点地下水采样点底泥采样点底泥采样点水生生物采样点水生生物采样点土壤采样点土壤采样点农作物采样点农作物采样点噪声监测点噪声监测点人体健康调查点人体健康调查点其他监测点其他监测点编编图图图图式式镉镉铜铜飘尘飘尘降尘降尘二氧化硫二氧化硫氮氧化物氮氧化物氟化物氟化物硫化物硫化物氯化物氯化物氰化物氰化物酚酚滴滴涕滴滴涕六六六六六六有机磷有机磷石油类石油类硝基苯类硝基苯类苯胺类苯胺类环境噪声环境噪声交通噪声交通噪声电磁辐射电磁辐射放射性放射性热热工业废气工业废气工业废水工业废水工业废渣工业废渣生活废水生活废水生活垃圾生活垃圾生活燃煤生活燃煤本本 章章 结结 束束谢谢 谢！谢！