环境监测中仪器分析方法不确定度的评估
摘要：本文通过介绍环境监测仪器分析不确定度的概念，构建它的数学模型，通过实践提出不确定度的注意事项以及应用过程，最后，做出总结，提高环境监测仪器分析不确定度的评估水平。
关键词：环境监测；仪器分析；不确定度的评估
中图分类号：X85 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0163-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.095
Abstract： This paper introduces the concept of environmental monitoring instrument analysis of uncertainty， build its mathematical model， put forward by the practice of uncertainty considerations and application process， and finally， to sum up and improve the environmental monitoring instrument analysis of the evaluation of the level of uncertainty.
Key words： Environmental monitoring； Instrumental analysis； Evaluation of uncertainty
环境监测中不确定度的评估对环境质量的探究有重要的意义。环境监测主要是利用特定的仪器检查环境中的一些不确定因素的变量，记录相应的数据，观察这些数据变化，把握环境的实际状况。环境监测中仪器分析方法不确定度的评估从一定程度上给环境保护提供了有针对性的方法。同时，它还是一个误差比较小的评估数据，它可以给环境监测提供很多有效数据，对环境整体变化做出预测，它具有科学合理的特征，对保护环境有重要的意义。通过不同方法计算不确定度，提高计算精度，使计算数据更具有代表性，可以反应地区的实际环境状况，进而进行环境保护，给我们国家的环保提供有力的数据。不确定度的计算要求也比较多，首先是对误差的处理，其次是分量的数据处理，通过分析过程中的变化提高不确定度的精确度。
1 对环境监测仪器分析不确定度的认识
不确定度，顾名思义就是一个测量的数据，不确定这三个字突出了这个数据的分散性，从而可以看出需要测量的数据的多样性。它不是一个定值，会随着环境的变化不断变化，但是总体变化范围在一定的区间内，或者可以说在某个数字之间，这个数字可称为标准数，通过将不确定度与标准数进行比较，进而得知环境质量。不确定度表示的是一种概率，不确定度遵循一定的原则，它对数据有严格的要求，要求数据必须精确；它表示的是一种环境质量变化的程度，与过程有关。由于人为的原因，不确定度在计算过程中会产生误差，但是总的来说，还是处于一定的变化范围内。我们在测量过程中追求数据的稳定性，就是说要使测量的值尽可能接近标准值，也就是说，我们期望的值就是这两个数据的无限接近。我们都期望环境质量好，所以，不确定度的评估过程要科学合理，能够代表实际的环境变化情况，使我们了解真实的环境信息。
2 环境监测仪器分析不确定度中数学模型的建立
我们在测量环境中的不确定度中常用到原子吸收光谱进行分析，它通过运用分光光度计测量环境中被测量元素含量，根据这些元素含量绘制标准曲线图，通过图片我们可以直接看到各种元素的实际含量，进而分析环境中的不确定度，作出准确的评估。原子吸收光谱法的不确定度评定数学模型通常可表达为：
其中w代表的是测量元素的实际含量，c1，c2表示的都是浓度，一个是测量元素的溶液的浓度，另一个是对照的空白溶液的浓度，v指的是被测量元素的溶液的体积，m代表的是被测量元素的质量。
3 环境监测仪器分析不确定度的评估注意事项
4 环境监测仪器分析不确定度的综合研究
4.1 环境监测仪器分析不确定度的误差分析
误差是在环境监测仪器分析不确定度的过程中产生的，误差有两种，一种是系统误差，它是由仪器本身决定的，很多仪器在制造过程中本身就存在精确度不准的问题，在测量过程中会产生误差，这些误差是不可避免的。还有一种误差是人物误差，相关计算人员不会处理数据，造成数据失真，不能反映测量的真实情况。这种误差是可以避免的，通过对相关人员进行培训，让他们掌握数据处理的能力，进而减小误差。由于环境监测仪器分析不确定度的评估设计的方面比较琐碎，在处理过程中难度也比较大，而不确定度又是一个反应数据综合情况的量，跟数学中的方差作用效果相似，具有一定的分散性。在实际的测量过程中，不确定度的数值越小，就代表环境质量越好；反之，则环境差。用不确定度评估环境质量有一定的科学性。
4.2 环境监测仪器分析不确定度过程中数据的近似处理
不确定度的计算过程比较麻烦，它是一个综合性的数据，设计到很多分量的处理。它的计算过程与数学中的方差计算相似，反应的是分量与平均数直接的差距，用它衡量环境质量最为合适。在实际的计算过程中，如果要考虑每个分量的话，计算过程就更加复杂。如果我们还不能搞清楚所有的分量，在计算过程中肯定会忽略一些分量，那么，计算结果就会出现偏差。我们将这些分量进行综合处理，有的分量影响作用是非常小的，在计算时可以忽略这些分量，这样就减少了计算的难度，使环境监测仪器分析不确定度的评估更真实，能够真实的反应环境质量。
4.3 环境监测仪器分析不确定度的实际应用
我们国家在处理环境问题的技术上还不成熟，通过环境监测仪器分析不确定度来评估环境质量，不确定度要尽量减小误差，使数据更有代表性。如果不确定度数据不准确，我们就无法正确的判断环境状况，使我们在治理环境方面更加盲目。所以，不确定度的测定要非常重视，不能偏离标准数据，要合理规划环境安全线，把高于安全线的视为环境污染。在治理方面要有针对性，针对某种物质或者元素超出了正常值，来分析影响环境的因素。相关部門在做环境监测分析报告时，要学会处理数据，使不确定度真实可信；在过程中减少误差，保证数据的精确度；在报告中能够体现影响环境的各个因素，要详细具体，给后期的环保工作提供真实可靠的信息。
5 结束语
本文通过介绍环境监测仪器分析不确定度的评估中数学模型的建立，分析各个数据的意义，给我们提供了了解不确定度的有效方法，方便后期的计算过程。通过在监测过程中需要注意的问题出发，详细介绍环境监测仪器分析不确定度的具体步骤，最后进行综合性的探究，从环境监测仪器分析不确定度的误差分析，掌握减小误差的有效方法。从减少误差开始，对一些分量进行近似处理，使不确定度更具有代表性。提出了不确定度的应用注意事项。现阶段我们国家在环境监测仪器分析不确定度评估中做的还不够完善，还存在很多问题，通过分析这些问题对环境监测仪器分析不确定度有准确的认识，利用已有的信息科学分析环境状况，在实践过程中保护环境，提高环境质量。
参考文献
[1]国家质量技术监督局计量司组编测量不确定度评定与表示指甫[M].北京：中国计量出版社，2000.
[2]中国实验室国家认可委员会编.化学分析中不确定度的评估指甫[M].北京：中国计量出版社，2002.
[3]JJF1059-1999，测量不确定度评定和表示[S].
[4]HJ/T168-2004，环境监测分析方法标准制订技术导则[S].
[5]佴德忠环境监测中仪器分析方法不确定度的评估（I）[J].四川环境，2007，26（2）：42-48.
收稿日期：2018-01-27
作者简介：张纯淳（1986-），男，硕士，工程师，研究方向为环境检测。
关键词：环境监测；仪器分析；不确定度的评估
中图分类号：X85 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0163-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.095
Abstract： This paper introduces the concept of environmental monitoring instrument analysis of uncertainty， build its mathematical model， put forward by the practice of uncertainty considerations and application process， and finally， to sum up and improve the environmental monitoring instrument analysis of the evaluation of the level of uncertainty.
Key words： Environmental monitoring； Instrumental analysis； Evaluation of uncertainty
环境监测中不确定度的评估对环境质量的探究有重要的意义。环境监测主要是利用特定的仪器检查环境中的一些不确定因素的变量，记录相应的数据，观察这些数据变化，把握环境的实际状况。环境监测中仪器分析方法不确定度的评估从一定程度上给环境保护提供了有针对性的方法。同时，它还是一个误差比较小的评估数据，它可以给环境监测提供很多有效数据，对环境整体变化做出预测，它具有科学合理的特征，对保护环境有重要的意义。通过不同方法计算不确定度，提高计算精度，使计算数据更具有代表性，可以反应地区的实际环境状况，进而进行环境保护，给我们国家的环保提供有力的数据。不确定度的计算要求也比较多，首先是对误差的处理，其次是分量的数据处理，通过分析过程中的变化提高不确定度的精确度。
1 对环境监测仪器分析不确定度的认识
不确定度，顾名思义就是一个测量的数据，不确定这三个字突出了这个数据的分散性，从而可以看出需要测量的数据的多样性。它不是一个定值，会随着环境的变化不断变化，但是总体变化范围在一定的区间内，或者可以说在某个数字之间，这个数字可称为标准数，通过将不确定度与标准数进行比较，进而得知环境质量。不确定度表示的是一种概率，不确定度遵循一定的原则，它对数据有严格的要求，要求数据必须精确；它表示的是一种环境质量变化的程度，与过程有关。由于人为的原因，不确定度在计算过程中会产生误差，但是总的来说，还是处于一定的变化范围内。我们在测量过程中追求数据的稳定性，就是说要使测量的值尽可能接近标准值，也就是说，我们期望的值就是这两个数据的无限接近。我们都期望环境质量好，所以，不确定度的评估过程要科学合理，能够代表实际的环境变化情况，使我们了解真实的环境信息。
2 环境监测仪器分析不确定度中数学模型的建立
我们在测量环境中的不确定度中常用到原子吸收光谱进行分析，它通过运用分光光度计测量环境中被测量元素含量，根据这些元素含量绘制标准曲线图，通过图片我们可以直接看到各种元素的实际含量，进而分析环境中的不确定度，作出准确的评估。原子吸收光谱法的不确定度评定数学模型通常可表达为：
其中w代表的是测量元素的实际含量，c1，c2表示的都是浓度，一个是测量元素的溶液的浓度，另一个是对照的空白溶液的浓度，v指的是被测量元素的溶液的体积，m代表的是被测量元素的质量。
3 环境监测仪器分析不确定度的评估注意事项
4 环境监测仪器分析不确定度的综合研究
4.1 环境监测仪器分析不确定度的误差分析
误差是在环境监测仪器分析不确定度的过程中产生的，误差有两种，一种是系统误差，它是由仪器本身决定的，很多仪器在制造过程中本身就存在精确度不准的问题，在测量过程中会产生误差，这些误差是不可避免的。还有一种误差是人物误差，相关计算人员不会处理数据，造成数据失真，不能反映测量的真实情况。这种误差是可以避免的，通过对相关人员进行培训，让他们掌握数据处理的能力，进而减小误差。由于环境监测仪器分析不确定度的评估设计的方面比较琐碎，在处理过程中难度也比较大，而不确定度又是一个反应数据综合情况的量，跟数学中的方差作用效果相似，具有一定的分散性。在实际的测量过程中，不确定度的数值越小，就代表环境质量越好；反之，则环境差。用不确定度评估环境质量有一定的科学性。
4.2 环境监测仪器分析不确定度过程中数据的近似处理
不确定度的计算过程比较麻烦，它是一个综合性的数据，设计到很多分量的处理。它的计算过程与数学中的方差计算相似，反应的是分量与平均数直接的差距，用它衡量环境质量最为合适。在实际的计算过程中，如果要考虑每个分量的话，计算过程就更加复杂。如果我们还不能搞清楚所有的分量，在计算过程中肯定会忽略一些分量，那么，计算结果就会出现偏差。我们将这些分量进行综合处理，有的分量影响作用是非常小的，在计算时可以忽略这些分量，这样就减少了计算的难度，使环境监测仪器分析不确定度的评估更真实，能够真实的反应环境质量。
4.3 环境监测仪器分析不确定度的实际应用
我们国家在处理环境问题的技术上还不成熟，通过环境监测仪器分析不确定度来评估环境质量，不确定度要尽量减小误差，使数据更有代表性。如果不确定度数据不准确，我们就无法正确的判断环境状况，使我们在治理环境方面更加盲目。所以，不确定度的测定要非常重视，不能偏离标准数据，要合理规划环境安全线，把高于安全线的视为环境污染。在治理方面要有针对性，针对某种物质或者元素超出了正常值，来分析影响环境的因素。相关部門在做环境监测分析报告时，要学会处理数据，使不确定度真实可信；在过程中减少误差，保证数据的精确度；在报告中能够体现影响环境的各个因素，要详细具体，给后期的环保工作提供真实可靠的信息。
5 结束语
本文通过介绍环境监测仪器分析不确定度的评估中数学模型的建立，分析各个数据的意义，给我们提供了了解不确定度的有效方法，方便后期的计算过程。通过在监测过程中需要注意的问题出发，详细介绍环境监测仪器分析不确定度的具体步骤，最后进行综合性的探究，从环境监测仪器分析不确定度的误差分析，掌握减小误差的有效方法。从减少误差开始，对一些分量进行近似处理，使不确定度更具有代表性。提出了不确定度的应用注意事项。现阶段我们国家在环境监测仪器分析不确定度评估中做的还不够完善，还存在很多问题，通过分析这些问题对环境监测仪器分析不确定度有准确的认识，利用已有的信息科学分析环境状况，在实践过程中保护环境，提高环境质量。
参考文献
[1]国家质量技术监督局计量司组编测量不确定度评定与表示指甫[M].北京：中国计量出版社，2000.
[2]中国实验室国家认可委员会编.化学分析中不确定度的评估指甫[M].北京：中国计量出版社，2002.
[3]JJF1059-1999，测量不确定度评定和表示[S].
[4]HJ/T168-2004，环境监测分析方法标准制订技术导则[S].
[5]佴德忠环境监测中仪器分析方法不确定度的评估（I）[J].四川环境，2007，26（2）：42-48.
收稿日期：2018-01-27
作者简介：张纯淳（1986-），男，硕士，工程师，研究方向为环境检测。
