测定高锰酸盐指数的重要控制指标分析

王燕青

高锰酸盐指数指的是向水样品中添加高锰酸钾，水中包含的各种无机物或有机物与高锰酸钾发生还原反应，对高锰酸钾的质量造成损耗，通过测量高锰酸钾的损耗量，可以计算得到水中包含的还原性有机物或无机物。在对水质进行检测时，高锰酸盐指数是非常重要的指标，可以很好地反映水中有机物和还原性无机物的污染情况。但与此同时，高锰酸盐指数也是测量难度最大的指标之一，为了提升高锰酸盐指数测量结果的可靠性，需要对相关指标进行严格控制。

本文在全国范围内选择了多家水质监测实验室，统计分析了他们对9种不同浓度标准样品的检测数据。统计结果表明，标准样品和实际样品的相对标准偏差指标需要分别控制在4%和5%之内，标准样品的重复性和再现性浓度指标需要分别控制在0.106-0.252mg/L和0.21-0.477mg/L，相对误差指标需要控制在±10%以内。

一、监测内容

为了对水质监测中高锰酸盐指数测定的准确性进行评价，需要对结果统计分析中的部分重要指标进行严格控制。为了分析重要控制指标，本文在全国范围内选取了多家水质监测实验室的高猛酸盐指数测定数据。为了确保数据的可靠性，所选取的水质监测实验室包括省级实验室、市级实验室和县级实验室，这些实验室分布在全国各地，均具有监测资质。我们深入统计分析多家水质监测实验室对于标准样品、实际样品的测定结果数据，分别计算出标准样品在相同实验室内、实验室之间的相对标准偏差（RSD、RSD'），标准样品和实际样品的相对误差（RE、RD）等重要的控制指标情况。

二、监测数据

为了对测定高锰酸盐指数的重要控制指标进行分析，本文统计了不同实验室对不同样品高锰酸盐指数的测定结果数据。基于Grubbs方法对这些结果数据中的无效数据进行剔除处理，同时对有效数据进行统计分析，情况如下：

1.在全国范围内，80家水质监测实验室对9种不同浓度的标准样品进行了高锰酸盐指数的测定，将所有实验分为80组，共获得了583个测定数据。

2.在某个省份内的52家水质监测实验室中，对两种对比样品开展了高锰酸盐指数的测定工作，共计获得104个测定数据。

3.在全国范围内，14家水质监测实验室对高锰酸盐指数浓度范围在0.5-10mg/L的实际样品开展了平行双样测定工作，所有的测定样品被划分为145个组，经过测定共计获得290个测定数据。

三、监测数据的统计结果与讨论

1.精密度。精密度是指在给定的测试条件和环境下，利用相同设备经过多次测量得到实验结果的一致性，实验结果一致性越高，说明测定结果的精密度越高，该指标可以很好地反映实验测量装置或测量系统随机误差的大小。在统计学中，通常通过相对偏差和相对标准偏差两个指标对精密度进行描述。

（1）相同实验室内的精密度。①相对标准偏差指标。在全国范围内，80家水质监测实验室分别对9种不同浓度水平的标准样品实施了平行测定实验，9种标准样品的浓度依次为2.31mg/L、2.65mg/L、2.81mg/L、3.29mg/L、3.75mg/L、3.86mg/L、4.21mg/L、4.55mg/L、4.87mg/L。为了更好地统计相对标准偏差指标，对于不同浓度标准样品开展的测定次数在3-7次，共计获得了583个测定数据。对获得的高锰酸盐指数测定数据进行统计学分析，最终计算得到9种浓度标准样品的RSD分别为≤2.5%、≤3.9%、≤2.8%、≤2.4%、≤1.2%、≤3.9%、≤5.9%、≤2.4%、≤3.0%。相对标准偏差的统计结果表明，不同高锰酸盐指数浓度标准样品的统计结果没有出现显著性差异，RSD≤3.1%所占据的比例达到了95%。基于以上统计结果，在实际操作过程中，如果标准样品的高猛酸盐指数浓度在2-5mg/L范围时，RSD指标的数据控制在4.0%以内为宜。②相对偏差指标。在全国范围内，14家水质监测实验室对高锰酸盐指数浓度范围在0.5-10mg/L的实际样品开展了平行双样测定工作，共计获得样本数据290个。对这些数据的相对偏差进行统计后发现，相对偏差≤3.23%的样本数量为124个，所占比例为85%;相对偏差≤3.80%的样本数量为131个，所占比例为90%;相对偏差≤4.35%的样本数量为138个，所占比例为95%。基于以上结果可以看出，在实际测定高锰酸盐指数时，应该将相对偏差指标控制在5%以内为宜。

（2）实验室之间的精密度。在本次统计中，RSD'主要集中在2.85%-7.13%。基于以上统计结果，在实际操作过程中，需要将实验室之间的相对标准偏差RSD'控制在7%以内。

（3）重复性和再现性。在对水质进行监测时，每次高锰酸盐指数测定过程能否进行重复和再现，是检验测定过程标准性和结果准确性的重要指标。对于上文所述的9种浓度的标准样品，在全国范围内选取70家水质监测实验室对这些标准样品开展平行检测，并对检测结果进行统计计算，在此基础上统计分析检测过程的重复性和再现性。经过统计计算后发现，9种高锰酸盐指数浓度的标准样品重复性在0.106-0.252mg/L范围内变化，再现性在0.21-0.477mg/L范围内变化。

2.准确度。对于每次高锰酸盐指数的测定实验，人们都会设定参考值区间，最终测定结果与参照值之间的差距称为准确度。两者之间差距越小，说明测定结果的准确度越高，相反则表示准确度越差。该指标不仅反映了实验测量装置的系统误差，还反映了测量过程中产生的随机误差。在全国范围内，156家水质监测实验室对9种不同浓度的标准样品开展了水平测定实验，并得到了对应的结果数据，对这些数据进行统计学分析，主要统计计算了实验结果的相对误差大小。

（1）9种浓度标准样品的相对误差范围分别是-7.9%-6.5%、-10.5%-9.2%、-2.2%-9.9%、 -15.3%-9.5%、-5.5%-4.5%、-4.8%-5.0%、-10%   -6.8%、-10.5%-11.2%、-2.8%-6.5%。基于以上计算结果可以看出，标准样品的浓度大小对相对误差RE的影响并不显著。

（2）相对误差RE≤±7.5%的标准样品数量为133个，所占比例为85.3%;相对误差RE≤±8.5%的标准样品数量为143个，所占比例为91.7%;相对误差RE≤±10.0%的标准样品数量为151个，所占比例为96.8%。基于以上统计结果，在测定高锰酸盐指数的实际操作过程中，应该将相对误差RE控制在±10%以内。

四、重要控制指标的结果分析

在全国范围内选择多家水质监测实验室，并对实验室测定得到的不同浓度样品高锰酸盐指数监测数据进行统计分析，从中研究了需要重点控制的指标。

1.精密度反映的是实验设备或系统测量结果的准确程度。通过统计全国范围内多家水质监测实验室对于不同浓度标准样品和实验样品的监测数据后发现，在精密度指标方面，需要严格控制的情况如下：相同实验室内的标准样品相对标准偏差RSD指标控制在4%以内，实际样品需控制在5%以内;实验室之间的标准样品相对标准偏差RSD'指标控制在7%以内;标准样品重复性的浓度需要控制在0.106-0.252mg/L范围内，标准样品再现性的浓度所需要控制在0.21-0.477mg/L范围内。

2.准确度反映的是实验测定结果与真实结果之间的差距。在全国范围内选择多家水质监测实验室，对9种不同浓度的标准样品的检测数据进行统计分析。经过统計分析认为，在测定高锰酸盐指数的实际操作过程中，实验结果的相对误差指标需要控制在±10%以内。

五、结束语

本文在统计全国范围内多家水质监测实验室关于高锰酸盐指数测定结果数据的基础上，分析研究了相同实验室内的相对标准偏差指标、相对偏差指标，实验室之间的相对标准偏差指标、重复性和再现性指标、相对误差指标等。只有将以上重要指标控制在合理范围内，才可以保障高锰酸盐指数测定结果的准确性。