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水质分析结果有效数字和数据之间的合理关系初探

来源:城镇供水 发布时间:2016-11-05 14:47:19 点击次数:
 
【摘要】:对分析结果的有效数字和数据之间的合理关系从理论上进行了探索,为质量控制中数据的审核准确性提供参考。
【关键词】:有效数字合理关系 数据审核 质量控制
 
水质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。而数据审核是水质分析质量控制工作的一个重要环节,是整个质量控制体系中最后有效的质量控制手段。下面从理论上对这两方面进行了初步研究,为数据审核准确性提供参考。
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的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的位数相同。
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)大体等于可滤离子(主要是水中八大离子Na+、K+、Ca+、Mg2+、 SO42-、C1-、 HCO3-、 SiO32-)之和。对于受污染的水样,由于可能含有较高浓度的的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
电导率是水溶液电阻的倒数,水样中可溶性离子越多,电阻就越小,电导率就越大,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,其比值比0.55小,若水样中含有大量的盐分,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Ca2+ 、Mg2+含量很高时,其比值要比0.80大,若水中Ca2+ 、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,所以当其他离子浓度较大时,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 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+1g[HCO3-]-1g[CO2]=10.25+1g[CO32-]-1g[HCO3-]
当pH<7时,游离CO2含量最高,当pH>10时,CO32-含量最高,当7<pH<10时,HCO3-含量最高。
2.6 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 三氮与溶解氧的关系
由于环境中氮的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。
2.8 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得检测值小,即粪大肠菌群<总大肠菌群自值。
2.9 粪大肠菌群、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,水质检验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,数据的审核对质量控制工作显得尤其重要,只有加强这方面的实践和探索,才能提高数据质量,为水质管理提供准确的参考和建议。
 
 
作者简介:
陈应远,河南省信阳市供水集团公司水质水表检测中心助理工程师
毕业于河南省化工学校有机化工专业,2003年加入信阳供水集团工作至今
邮箱:[email protected]
地址:河南省信阳市东方红大道信阳市供水集团公司水质水表检测中心
邮编:464000
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