談水質分析結果的有效數字和數據合理性分析

王銀芳 宋偉 姚清濤

摘 要：水質檢測項目繁多，檢測手段多種多樣，樣品處理方法各異，檢測環節紛繁復雜，檢測結果之間合理性極易出現問題。水體中各組份之間有一定的聯系且具一定的規律性，利用水中組分之間的聯系和規律，對水質檢測中的有效數字、數據運算、檢測結果進行綜合分析，從而提高檢測數據的準確度和精度，為水質管理提供更難確的參考和建議。

關鍵詞：有效數字;數據關系;數據分析;質量控制;合理性分析

0 引言

水質檢測是水資源管理與保護的基礎工作，反映水質狀況的檢測數據也日益受到社會重視。為獲取水質監測數據，一般要經過布設斷面、樣品采集、樣品運輸、樣品檢測、數據處理等程序和環節。在樣品檢測過程中，還需要有多人分別對不同項目進行檢測。然而，在這些過程中，一些偶發事件以及環境要素的時空變化、分析人員技術水平等諸多因素都可能對監測結果產生影響，導致數據不合理。

由于檢測數據往往直接關系到政府部門的正確決策。所以，要求檢測數據必須能準確、及時、科學的反映水體的真實情況。而要確保水質檢測數據準確可靠，對檢測結果有效數字位數確定和數據的合理性分析就顯得十分重要。

眾所周知。天然水體中各種組成成份存在著一定的聯系，具有一定的規律性，各項指標之間存在者一定的平衡關系。我們可以利用這種聯系、規律性和平衡關累，來判斷水質檢測數據的合理性。本人根據多年來從事水質檢測的實際工作經驗，談一下自己初淺的看法。

1 檢測數據結果有效數字位數確定方法及合理性審核

有效數字是指在分析和測量中所能得到的有實際意義的數字，是由全部確定數字和一位不確定數字構成的。檢測過程中應根據所用計量器具精度，準確記錄檢測數據，只保留一位可疑數字。檢測結果的有效數字所能達到的數位不能低于方法檢出限的有效數字所能達到的數位。有效數字計算要符合計算規則，加減法計算結果所保留的小數點后的位數與各計算數據中小數點位數最少者相同。乘除法計算以有效數字位數最少者為準，其他數據先修約后計算，計算結果的有效數字與各計算數據中有效數字位數最少者相同：乘方或開方結果的有效位數與真數相同，“零”在有效數字中的作用、第一個非零數字前的“0”不是有效數字，非零數字中的“0”是有效數字，小數點中最后一個非零后的“0”是有效數字，以“0”結尾的整數有效數字的位數難以判斷，在此情況下，應根據測定值的準確度改寫成指數形式，檢測數據的有效數字位數確定及數據的合理性均按照上述規則進行取舍與審核。

2 檢測數據之間的合理性關系審核

在水質檢測過程中，某些參數之間均存在著一定的關系，根據多年水質檢測經驗，再查閱相關文獻，現將各參數間的關系總結如下，供大家參考。

2.1 總硬度與鈣、鎂總量，鈣離子與鎂離子間的關系

天然水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量，它包括暫時硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸鹽形式存在的部分，因其遇熱即形成碳酸鹽沉淀而被除去，稱之為暫時硬度;而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分，因其性質比較穩定、不能夠通過加熱的方式除去，稱為永久硬度，天然水總硬度主要是描述鈣離子和鎂離子的含量。而鈣、鎂總量是指天然水中鈣和鎂的之和，但由于水中其他離子如：Fe2+和Zn2+等離子也與EDTA絡合，所以當其他離子濃度較大時，測得的總硬度應大于水中的鈣、鎂總量，當其他離子很少時，測得的總硬度近似等于鈣、鎂總量。

在低礦化度的地表水及地下水中，鈣離子的含量一般應大于鎂離子的含量，其至大好多倍。反常則屬可疑，應查明原因。

2.2 總氮和氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的關系

總氮是指水中可溶性及懸浮顆粒中的所有氮的含量，所以在理論上它應該大于或等于氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的總和，如果出現氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的總和大于總氮反?，F象，則應查找檢測分析上的原因。

2.3 可濾蒸發殘渣和可濾離子總量的關系

對于清潔水樣，可濾蒸發殘渣（105℃烘干至恒重）大體上等于可濾離子（主要是水中八大離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO32-、SiO32-）之和。對于受污染的水樣，由于可能含有較高濃度的Fe3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+、F-、NO3-等離子，可濾蒸發殘渣濃度可能大于八大離子濃度之和。水樣中若含有較多的酸性成分，由于烘干時酸因揮發而損失，可濾蒸發殘渣濃度可能小于八大離子濃度之和。

2.4 溶解性總固體和總硬度的關系

由于水中主要離子有八種，其中就含有Ca2+和Mg2+，因此水樣的總硬度<溶解性總固體，其比值大約為050-0.80，這只是粗略的估算，若水中Ca2+、Mg2+含量很高時，其比值要比0.80大，而水中Ca2+、Mg2+含量很低時，其比值要比0.50小。

2.5 總堿度與總硬度、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度間的關系

總堿度與總硬度、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度間的數據分析總硬度的組成中，有兩部分內容就是非碳酸鹽以及碳酸鹽的硬度，一般是通過碳酸鈣表示。水中的碳酸和重碳酸鹽形成的鈣以及鎂所形成的硬度就是碳酸鹽硬度;結合的碳酸鹽以及重碳酸鹽含量小于水中鈣和鎂含量時，多出的鈣以及鎂就會和水中的氯化物、硫酸鹽以及硝酸鹽形成非碳酸鹽硬度。

水體碳酸鹽、重碳酸鹽和氫氧化物的總量就是總堿度，這體現了氧氧根、碳酸根以及重碳酸根含量，一般也是用碳酸鈣表示?？傆捕瘸隹倝A度時，總硬度用碳酸鹽和非碳酸鹽硬度的總和表示，應檢出非碳酸鹽的硬度;總硬度少于總堿度時，總硬度就用碳酸鹽硬度進行表示，非碳酸鹽硬度并沒有檢出。

2.6 水中陰、陽離子摩爾濃度的關系

這里所指的摩爾濃度關系是指陰、陽離子當量之和的關系。由于水中陰、陽離子始終處于一種相互聯系、相互制約的關系，欲要保持水溶液中陰、陽離子電荷平衡，那么陰、陽離子摩爾濃度（指當量濃度）總和應大致相等。

2.7 硝酸鹽氮、氨氮與溶解氧之間的關系

由于水環境中氨的存在形式受環境條件的變化而發生改變，特別受水體中溶解氧的濃度影響，硝酸鹽氮中的氮為+5價態氮，而氨氮中的氮為-3價態氮，水中溶解氧可將-3價態氨氮氧化為+5價態的硝酸鹽氮，所以氨氮可以轉化為硝酸鹽氮，二者不可能同時高含量，一般溶解氧高的水體，硝酸鹽氮的濃度高于氨氮的濃度，反之氨氮濃度高于硝酸鹽氮濃度。

2.8 細菌總數、總大腸菌群、糞大腸菌群之間的關系

由于大腸菌群只是細菌種類中的一個種群，受其污染的途徑有限。根據長期檢測的結果可得出檢出大腸菌群的樣品細菌總數也能檢出。對于樣品中總數數量多細菌來說，總大腸菌群不一定檢出。由于糞大腸菌群屬于總大腸菌群。且其檢測溫度為44.5℃，比總大腸菌群的檢測溫度37℃高，因此糞大腸菌群的檢測值要比總大腸菌群的檢測值小，即類糞大腸菌群<總大腸菌群自值。

總之，水質檢驗不僅是一項簡單的實驗室化驗工作，檢測結果的準確性還有賴于水樣的代表性，水質檢測結果的合理性分析應貫穿于數據形成及處理的全過程。在全面開展質量保證有難度的情況下，數據的審核對質量控制工作顯得重要，通過檢測結果的合理性分析以確保報出數據的可靠性，為水質管理者進行數據積累和正確決策提供依據。

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