环境监测质量管理课件

环境监测质量管理环境监测质量管理 质量管理相关知识1.质量管理 2.质量管理体系 3.环境监测质量管理相关规定 4.环境保护标准 5.环境监测实验室基础知识 6.各专业基本理论 7.法定计量单位 8.监测结果的处理与表达9.环境监测质量控制技术 1.质量管理 质量管理是指在质量方面指挥和控制组织协调的活动 在质量方面的指挥和控制活动，通常包括制定质量方针和质量目标以及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进。l质量保证和质量控制时一种保证监测数据准确可质量保证和质量控制时一种保证监测数据准确可靠的的方法，也是科学管理实验室和监测系统的靠的的方法，也是科学管理实验室和监测系统的有效措施，可以保证监测质量，使环境监测建立有效措施，可以保证监测质量，使环境监测建立在可靠的基础之上在可靠的基础之上l环境监测质量保证是整个监测过程的全面质量管环境监测质量保证是整个监测过程的全面质量管理理 2.质量管理体系 在ISO8402（1994版）中“质量体系“的定义是为实施质量管理所需的组织结构、程序、过程和资源。而ISO9000（2000版）中将质量体系改为“质量管理体系”，其定义为在质量方面指挥和控制组织的管理体系，同时把“管理体系”定义为建立方针和目标并实现这些目标的体系。实验室资质认定评审准则中则称为“管理体系”，是指实验室为了实现管理目的或效能，由组织机构、职责、程序、过程和资源构成的，且具有一定活动规律的一个有机整体。在工作中不管使用何种称谓（质量体系、质量管理体系、管理体系）指的是相同概念。2.质量管理体系质量管理体系的相关知识可参考：实验室资质认定工作指南 中国计量出版社环境监测质量管理工作指南 中国环境科学出版社计量认证和审查认可l本制度始于本制度始于2020世纪世纪8080年代。对产品质量监督检验机年代。对产品质量监督检验机构实行计量认证和审查认可（验收）考核制度。构实行计量认证和审查认可（验收）考核制度。l计量认证。对监督检验机构的基本计量手段、计量计量认证。对监督检验机构的基本计量手段、计量器具和设施进行监督检查器具和设施进行监督检查l审查认可。对从事检验监督的单位的工作范围、工审查认可。对从事检验监督的单位的工作范围、工作能力、工作质量进行监控和界定作能力、工作质量进行监控和界定l环境监测的产品是数据，要严格按照认证和认可的环境监测的产品是数据，要严格按照认证和认可的法律规定通过认可，才能开展监测工作和提供数据法律规定通过认可，才能开展监测工作和提供数据中国环境监测实验室计量认证的主要条件和要求中国环境监测实验室计量认证的主要条件和要求 1 1 组织和管理组织和管理l实验室有明确的法律地位实验室有明确的法律地位 独立法人，承担第三方公正监测独立法人，承担第三方公正监测l实验室满足基本要求实验室满足基本要求 管理人员，配置权力和资源管理人员，配置权力和资源 有措施保证不受外来商业或财务干扰和压力有措施保证不受外来商业或财务干扰和压力 保证判断的独立性和诚实性保证判断的独立性和诚实性 管理文件化管理文件化 技术主管和质量主管技术主管和质量主管 保密和保护知识产权保密和保护知识产权实验室认可与计量认证l计量认证是带有中国特色的政府行为，具有法计量认证是带有中国特色的政府行为，具有法律强制性律强制性l实验室认可是符合国际惯例的市场化行为，与实验室认可是符合国际惯例的市场化行为，与国际接轨国际接轨l二者统一是必然趋势二者统一是必然趋势3.环境监测质量管理相关规定l环境监测管理办法l环境监测质量管理规定l环境监测人员持证上岗考核制度l环境监测人员持证上岗考核实施细则l四川省环境监测资质管理办法l四川省环境监测人员上岗考核技术要求l实验室资质认定评审准则l环境监测技术路线等等。4.环境保护标准包括：l环境质量标准l污染物排放标准l监测分析方法标准l环境标准样品标准l环境保护行业标准l监测技术规范等。5.环境监测实验室基础知识l分析仪器l玻璃仪器l试剂与试液l实验室操作技术l实验室安全等等。可参考环境水质监测质量保证手册化学工业出版社实验室基础l实验室是获得监测结果的关键部门，要使监测水平实验室是获得监测结果的关键部门，要使监测水平达到规定水平，一靠高水平的合格实验室，二靠高达到规定水平，一靠高水平的合格实验室，二靠高素质的专业分析操作人员素质的专业分析操作人员l实验室基础条件看似简单，但关系重大实验室基础条件看似简单，但关系重大l实验室的基本条件包括实验用水、仪器和玻璃量器实验室的基本条件包括实验用水、仪器和玻璃量器l实验室基础管理包括仪器的正确使用、定期校正、实验室基础管理包括仪器的正确使用、定期校正、玻璃仪器的选用和校正、化学试剂和溶剂的选用，玻璃仪器的选用和校正、化学试剂和溶剂的选用，溶液的配置和标定、试剂的提纯，实验室的清洁度溶液的配置和标定、试剂的提纯，实验室的清洁度和安全工作；操作技术和安全工作；操作技术一、实验用水l纯水分级表纯水分级表l（一）蒸馏水（一）蒸馏水l（二）去离子水（二）去离子水l（三）特殊要求的水（三）特殊要求的水 1.1.无氯水无氯水2.2.无氨水无氨水3.3.无无CO2CO2水水4.4.无铅（重金属）水等无铅（重金属）水等（一）蒸馏水（一）蒸馏水l原原 理理：用用 阳阳 离离 子子 交交 换换 树树 脂脂(exchangeresin)和和阴阴离离子子交交换换树树脂脂以以一一定定型型式式组组合合进进行行水水处处理。理。l特特点点：去去离离子子水水含含金金属属杂杂质质极极少少，适适于于配配制制痕痕量量金金属属分分析析用用的的试试液液，因因它它含含有有微微量量树树脂脂浸浸出出物物和和树树脂脂崩崩解解微微粒粒，所所以以不不适于适于配制有机分析试液。配制有机分析试液。（二）去离子水（二）去离子水二、试剂与试液二、试剂与试液l实验室中所用试剂、试液应根据实际需要，合理选用相应规格实验室中所用试剂、试液应根据实际需要，合理选用相应规格的试剂，按规定浓度和需要量正确配制。试剂和配好的试液需的试剂，按规定浓度和需要量正确配制。试剂和配好的试液需按规定要求妥善保存。另外要注意保存时间，有时需对试剂进按规定要求妥善保存。另外要注意保存时间，有时需对试剂进行提纯和精制，以保证分析质量行提纯和精制，以保证分析质量l试剂纯度试剂纯度l试剂保存期限试剂保存期限级别名称代号标志颜色用途一级品优级纯GR(guarantee reagent)绿色精密的分析工作，在环境分析中用于配制标准溶液二级品分析纯AR(analytic reagent)红色配制定量分析中普通试液。如无注明环境监测所用试剂均应为二级或二级以上三级品化学纯CP(chemically pure)蓝色配制半定量、定性分析小试液和清洁液等三、实验室环境l空气清洁度空气清洁度痕量和超痕量分析及某些高灵敏度的仪器，痕量和超痕量分析及某些高灵敏度的仪器，应在超净实验室中进行或使用。这种清洁应在超净实验室中进行或使用。这种清洁度是根据悬浮固体颗粒的大小和数量多少度是根据悬浮固体颗粒的大小和数量多少分类的。分类的。l电磁环境电磁环境l电源稳定度电源稳定度l静电静电6.各专业基本理论 环境监测要素包括：水、生物、土壤底质固废、气、噪声与振动、放射性及电磁辐射等等，要保证各要素监测的质量，应了解各要素的特点、相关专业基本理论以及质量保证要求。这些知识可从各要素监测技术规范、空气和废气监测分析方法、水和废水监测分析方法、环境监测质量管理工作指南环境要素监测质量控制中得到。7.法定计量单位l国际单位制（SI）：了解SI来历和特点；掌握SI构成。l我国法定计量单位：掌握法定计量单位的构成和使用方法 法定计量单位使用方法可以学习原国家计量局公布的中华人民共和国法定计量单位使用方法l正确使用量的符号8、监测数据处理与表达l环境监测活动的产品是表达环境质量的数据，环境监测活动的产品是表达环境质量的数据，受多种因素限制，数据与真实状况必然存在受多种因素限制，数据与真实状况必然存在差异，需要处理、校正；差异，需要处理、校正；l通过环境监测取得大量数据，用于表征一个通过环境监测取得大量数据，用于表征一个环境单元质量，需要综合处理、取舍；环境单元质量，需要综合处理、取舍；l环境监测数据的统计处理采用数理统计的基环境监测数据的统计处理采用数理统计的基本理论和方法本理论和方法l监测数据的表达执行国家环境保护主管部门监测数据的表达执行国家环境保护主管部门的统一规定的统一规定一、基本概念一、基本概念 误差和偏差误差和偏差真值真值 一定条件下的客观值或实际值一定条件下的客观值或实际值 理论真值理论真值 约定真值约定真值 标准器和标准物质的相对真值标准器和标准物质的相对真值误差及其分类误差及其分类 测量值与真值之差测量值与真值之差 系统误差系统误差 单向性单向性 有重现性有重现性 增次不可消除增次不可消除 随机误差随机误差 正态分布正态分布 偶然性偶然性 增次减少增次减少 过失误差过失误差 错误导致错误导致基本概念基本概念 误差和偏差误差和偏差l误差误差 绝对误差绝对误差 测量值与真值之差测量值与真值之差 相对误差相对误差 误差与真值之比，百分数误差与真值之比，百分数l偏差偏差 单次值与多次测量平均值之比单次值与多次测量平均值之比(均值代真值均值代真值)绝对偏差绝对偏差是测量值与真值之差；是测量值与真值之差；相对偏差相对偏差是绝对偏差与真值之比是绝对偏差与真值之比 平均偏差平均偏差是绝对偏差绝对值之和的平均值是绝对偏差绝对值之和的平均值 相对平均偏差相对平均偏差是平均偏差与均值之比（常以是平均偏差与均值之比（常以百分数表示）百分数表示）标准偏差和相对标准偏差标准偏差和相对标准偏差1、差差方方和和：亦亦称称离离差差平平方方或或平平方方和和。是是指指绝绝对对偏偏差差的平方之和，以的平方之和，以S表示。表示。2、样本方差样本方差用用s2或或V表示表示3、样本标准偏差样本标准偏差用用s或或sD表示表示4、样样本本相相对对标标准准偏偏差差：又又称称变变异异系系数数，是是样样本本标标准准偏差在样本均值中所占的百分数，记为偏差在样本均值中所占的百分数，记为Cv。5、总体方差和总体标准偏差总体方差和总体标准偏差分别以分别以2和和表示：表示：6、极极差差：一一组组测测量量值值中中最最大大值值（xmax）与与最最小小值值（xmin）之差，表示误差的范围，以）之差，表示误差的范围，以R表示。表示。R=xmax-xmin基本概念基本概念总体、样本和平均数总体、样本和平均数l总体和个体总体和个体 总体总体 研究对象的全体研究对象的全体 个体个体 总体中的一个单位总体中的一个单位l样本和样本容量样本和样本容量 总体中的部分；样本中的个体数称样本容总体中的部分；样本中的个体数称样本容量量 大样本和小样本大样本和小样本平均数平均数l平均数代表一组变量的平均水平或集中趋势平均数代表一组变量的平均水平或集中趋势l算术均数算术均数 最常用最常用l几何均数几何均数 变量成等比关系时用变量成等比关系时用l中位数中位数 大小排序的中间数，用于偏态分布大小排序的中间数，用于偏态分布l众数众数 一组数据中出现最多的数据一组数据中出现最多的数据l例题例题 p196 p196基本概念基本概念 l正态分布：相同条件下反复测定同一样品正态分布：相同条件下反复测定同一样品时，随机误差符合正态分布时，随机误差符合正态分布l正态概率密度函数正态概率密度函数l样本落在样本落在1.0001.000、2.0002.000、3.0003.000区区间的概率分别是间的概率分别是68.2668.26、95.4495.44和和99.7399.73l曲线意义：小误差多于大误差；正负误差曲线意义：小误差多于大误差；正负误差基本相抵；出现大误差概率很小；多数情基本相抵；出现大误差概率很小；多数情况下，算术均值可采信况下，算术均值可采信数据处理l有效数字和数值概念；l原始数据（测量数据）的记录；l数值修约规则与极限数值的表示和判定（GB 81702019）；l其它记数规则（环境水质监测质量保证手册第二版第234页）；l离群值的剔除。监测结果的正确表达l正确表达有效位数（监测结果的有效位数根据数值修约规则和近似数运算规则确定，测定结果只报有效位数）l结果的有效位数所达到的数位，不能超过方法最低检出浓度的数位。l有平行样的样品，结果用平均值表示l当测定结果小于分析方法最低检出限时，报未检出。（容量法、重量法如只给出测定下限，可报小于下限，如COD测定结果小于下限时，报 COD 10mg/L）数据的处理和结果表示l数据修约规则数据修约规则l数值修约规则与极限数值的表示和判定（GB 81702019）；四舍六入，五后非零进一，五后为零成双四舍六入，五后非零进一，五后为零成双,一次修约到位。一次修约到位。例：例：0.04465 0.04465 0.0446 0.0446 0.04455 0.04455 0.0446 0.0446 0.04455 0.04455 0.045;0.045;0.04455 0.04455 0.04 0.04二、数据的处理和结果表述有效数字保留规则1、不得多于方法检出限小数位；2、不得多于方法确定的有效位数，一般3位；3、必要时使用科学计数法。可疑数据的取舍可疑数据的取舍 理论依据是统计规律，大误差很少，偶然出现的大误理论依据是统计规律，大误差很少，偶然出现的大误差差极大值或极小值往往不属于正常数据的分布总体极大值或极小值往往不属于正常数据的分布总体 判断的方法是统计检验判断的方法是统计检验 判据判据 狄克逊检验法的狄克逊检验法的Q值法和格鲁勃斯检验法的值法和格鲁勃斯检验法的T值法值法 相关系数相关系数是表示两个变量之间关系的性质和密切程是表示两个变量之间关系的性质和密切程度的指标，符号为度的指标，符号为v，其值在，其值在-1+1之间。公式为：之间。公式为：相关系数及其显著性检验相关系数及其显著性检验对于环境分析与监测工作中的标准曲线，应力求相对于环境分析与监测工作中的标准曲线，应力求相关系数关系数r0.999r0.999，否则，应找出原因，加以纠，否则，应找出原因，加以纠正，并重新进行测定和绘制。正，并重新进行测定和绘制。若若x增大，增大，y也相应增大，称也相应增大，称x与与y呈正相关。呈正相关。若若x增大，增大，y相应减少，称相应减少，称x与呈负相关。与呈负相关。若若x与与y的变化无关，称的变化无关，称x与不相关，此时与不相关，此时r=0。r9.环境监测质量控制技术l实验室分析质量控制，包括室内和室间质控。室内质控：主要包括方法适用性检验、全程序空白、校准曲线、精密度控制、准确度控制、密码样分析、质量控制图、人员比对、方法比对、留样复测、仪器比对等。室间质控：主要包括：实验室间比对、能力验证、测量审核、质控考核、统一样品检测等。l现场监测质量控制l环境要素监测质量控制一、主要名词一、主要名词l准确度准确度可采用测定回收率、对标准物质的分析、不同方法的对比可采用测定回收率、对标准物质的分析、不同方法的对比等方法来评价准确度。等方法来评价准确度。多次回收试验还可发现方法的系统误差，这是目前多次回收试验还可发现方法的系统误差，这是目前常用而方便的方法，其计算式是：常用而方便的方法，其计算式是：所所以以，通通常常加加入入标标准准物物质质的的量量应应与与待待测测物物质质的的浓浓度度水平接近为宜。水平接近为宜。通常规定通常规定95105%作为回收率的目标值。作为回收率的目标值。l用分光光度法测定水中总铬时，所得校准曲线的数据为：l微克 0 0.20 0.50 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 吸光度 0.007 0.017 0.027 0.050 0.097 0.190 0.275 0.3157 0.448 测得水样中总铬的吸光度为0.095（A0=0.007），在同一水样中加入4.00mL铬标准溶液1.00微克/毫升，测定加标后的吸光度为0.267，试计算加标回收率 精密度精密度l精密度是指用一特定的分析程序在受控条件下重复分精密度是指用一特定的分析程序在受控条件下重复分析均一样品所得测定值的一致程度，它反映分析方法析均一样品所得测定值的一致程度，它反映分析方法或测量系统所存在随机误差的大小。常用标准偏差表或测量系统所存在随机误差的大小。常用标准偏差表示。示。精密度与准确度图示精密度与准确度图示精密度差精密度差准确度差准确度差精密度好精密度好准确度差准确度差精密度好精密度好准确度好准确度好灵敏度灵敏度指该方法对单位浓度或单位量的待测物质的变化所指该方法对单位浓度或单位量的待测物质的变化所引起的响应量变化的程度引起的响应量变化的程度常用标准曲线的斜率来度量灵敏度。灵敏度因实验常用标准曲线的斜率来度量灵敏度。灵敏度因实验条件而变。标准曲线的直线部分以下式表示：条件而变。标准曲线的直线部分以下式表示：Akc+a式中：式中：A仪器的响应量；仪器的响应量；c待测物质的浓度；待测物质的浓度；a校准曲线的截距；校准曲线的截距；k方方法法的的灵灵敏敏度度，k值值大大，说说明明方方法法灵灵敏敏度度高。高。特征浓度特征浓度l在原子吸收分光光度法中，国际理论与应在原子吸收分光光度法中，国际理论与应用化学联合会（用化学联合会（IUPAC）建议将以浓度表）建议将以浓度表示的示的“1吸收灵敏度吸收灵敏度”叫做特征浓度，而将叫做特征浓度，而将以绝对量表示的以绝对量表示的“1吸收灵敏度吸收灵敏度”称为特征称为特征量。量。空白试验又叫空白测定。是指用蒸馏水代替试样的空白试验又叫空白测定。是指用蒸馏水代替试样的测定。其所加试剂和操作步骤与试验测定完全相同。测定。其所加试剂和操作步骤与试验测定完全相同。空白试验应与试样测定同时进行。空白试验应与试样测定同时进行。空白试验空白试验校准曲线校准曲线l校准曲线是用于描述待测物质的浓度或量校准曲线是用于描述待测物质的浓度或量与相应的测量仪器的响应量或其他指示量与相应的测量仪器的响应量或其他指示量之间的定量关系的曲线。之间的定量关系的曲线。l校准曲线包括工作曲线和标准曲线。校准曲线包括工作曲线和标准曲线。l某某一一方方法法的的标标准准曲曲线线的的直直线线部部分分所所对对应应的的待待测测物物质质浓浓度度（或或量量）的的变变化化范范围围，称称为为该方法的线性范围。该方法的线性范围。检出限检出限l某一分析方法在给定的可靠程度内可以从某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测待测物质的最小浓度或最小量。样品中检测待测物质的最小浓度或最小量。所谓检测是指定性检测，即断定样品中确所谓检测是指定性检测，即断定样品中确定存在有浓度高于空白的待测物质。定存在有浓度高于空白的待测物质。测定限测定限l测定下限和测定上限。测定下限是指在测测定下限和测定上限。测定下限是指在测定误差能满足预定要求的前提下，用特定定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法能够准确地定量测定物质的最小浓度方法能够准确地定量测定物质的最小浓度或量。测定上限是指在限定误差能够满足或量。测定上限是指在限定误差能够满足预定要求的前提下，用特定方法能够准确预定要求的前提下，用特定方法能够准确地定量测定待测物质的最大浓度或量。地定量测定待测物质的最大浓度或量。对监测结果的质量要求 样品具有代表性、完整性，测定数据具有符合要求的精密性、准确性、可比性代表性：完整性：可比性：表征数据质量指标l准确度：定义、表示方法、评价方法l精密度：定义、表示方法、三个精密度术语（平行性、重复性、再现性）、评价精密度应注意的问题分析方法的选择 当实验室新开展新项目或采用新方法时、都必须对方法进行确认（有的称之为能力确认）。方法确认是确认本单位是否有条件开展新的方法，是否有能力正确应用新的方法。方法适应性检验是方法确认的基础工作。开展适用性检验时，会进行一系列基础实验，只有当基础实验的各项结果达到方法规定的要求后，才能认为掌握了监测分析方法。基础实验包括：方法特性指标测试，质控样、实际样品分析等。方法特性指标主要有方法检出限、测定下限、准确度、精密度等。其测试方法可参考（环境监测 分析方法标准制修订技术导则 HJ1682019 附录A）。谢谢！二O一一年三月谢谢！