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技術論文

水質分析結果有效數字和數據之間的合理關系初探

來源:城鎮供水 發布時間:2016-11-05 14:47:19 點擊次數:
 
【摘要】:對分析結果的有效數字和數據之間的合理關系從理論上進行了探索,為質量控制中數據的審核準確性提供參考。
【關鍵詞】:有效數字合理關系 數據審核 質量控制
 
水質分析結果除了必須達到質量控制分析指標的要求外,記錄、運算和報告中的有效數字以及數據之間的合理性關系問題是數據審核的重點。而數據審核是水質分析質量控制工作的一個重要環節,是整個質量控制體系中最后有效的質量控制手段。下面從理論上對這兩方面進行了初步研究,為數據審核準確性提供參考。
1 有效數字的記錄
有效數字是由全部確定數字和一位不確定數字構成的。根據所用計量器具的不同,準確記錄測量數據,只保留一位可疑數字。表示精密度通常只取一位有效數字,當測定次數很多時,可取兩位有效數字,且最多只取兩位。測量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。回歸方程的相關系數只保留小數點后4位,后面只舍不入。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的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相同;乘方或開方結果的有效位數與真數相同;在對數計算中,所取對數的小數點后的位數(不包括首位)應與真數的有效數字的位數相同。
2 數據之間的合理性關系審核
2.1 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)大體等于可濾離子(主要是水中八大離子Na+、K+、Ca+、Mg2+、 SO42-、C1-、 HCO3-、 SiO32-)之和。對于受污染的水樣,由于可能含有較高濃度的的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。
2.2 溶解總固體和電導率的關系
電導率是水溶液電阻的倒數,水樣中可溶性離子越多,電阻就越小,電導率就越大,因此水樣的電導率和總溶解固體存在一定的相關關系。天然水中,總溶解固體和電導率的比值大約為0.55~0.70,這只是一種粗略的估算。若水樣中含有較多的游離酸或苛性堿,其比值比0.55小,若水樣中含有大量的鹽分,其比值可能比0.70大。
2.3 溶解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<總溶解固體,其比值大約為0.50~0.80,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,若水中Ca2+ 、Mg2+含量很小時,其比值要比0.50小。
2.4 總硬度與鈣、鎂總量的關系
總硬度實為鈣、鎂總摩爾濃度,但由于其它離子也與EDTA絡合,所以當其他離子濃度較大時,測得的總硬度應大于鈣鎂摩爾濃度之和,當其它離子很少時,測得的總硬度近似等于鈣鎂摩爾濃度之和。
2.5 溶液pH與碳酸根、重碳酸根、游離二氧化碳間的關系
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-]
當pH<7時,游離CO2含量最高,當pH>10時,CO32-含量最高,當7<pH<10時,HCO3-含量最高。
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 三氮與溶解氧的關系
由于環境中氮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,硝酸鹽氮和氨氮不可能同時高,一般溶解氧高的水體硝酸鹽氮的濃度高于氨氮濃度,反之氨氮濃度高于硝酸鹽氮濃度,亞硝酸鹽氮濃度與之無明顯關系。
2.8 細菌總數、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,細菌總數數量多的樣品不一定檢出總大腸菌群。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得檢測值小,即糞大腸菌群<總大腸菌群自值。
2.9 糞大腸菌群、糞鏈球菌值比值與糞便污染來源的關系
糞大腸菌群是人或溫血動物糞便中常見的細菌,糞鏈球菌是溫血動物糞便中常見細菌且數量比糞大腸菌群多。檢測糞大腸菌群值和糞鏈球菌值,根據二者比例可得出以下結果,糞大腸菌群值:糞鏈球菌值小于0.7則為人類糞便為主,大于4.1則為溫血動物糞便污染為主,大于0.7小于4.1則為兩者共同污染。
總之,水質檢驗不只是一項簡單的實驗室分析,而是從布點、采樣、分析、數據處理的全過程。在目前全面開展質量保證有一定難度的情況下,數據的審核對質量控制工作顯得尤其重要,只有加強這方面的實踐和探索,才能提高數據質量,為水質管理提供準確的參考和建議。
 
 
作者簡介:
陳應遠,河南省信陽市供水集團公司水質水表檢測中心助理工程師
畢業于河南省化工學校有機化工專業,2003年加入信陽供水集團工作至今
郵箱:[email protected]
地址:河南省信陽市東方紅大道信陽市供水集團公司水質水表檢測中心
郵編:464000
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