关于生活饮用水检测原始数据记录问题的探讨

◎ 龚 强

（国家室内车内环境及环保产品质量检验检测中心，北京 101102）

实验室生活饮用水检测过程是专业性极强的工作，实验人员依据相关检测标准对样品进行检测，同时完成实验室原始数据的记录、数据传递计算以及检测数据结果表达，正确的记录、传递、结果表达尤为重要。但由于检测人员水平不统一以及检测标准颁布时间不一致，且未阐述相关细节，故实际检测工作中，易出现样品量具选取不当、原始数据记录错误、数据传递计算处理不当及结果有效数字表达错误等问题。对此，笔者分别进行阐述，并列举实例加以说明。

1 原始数据的记录

在日常检测过程中，原始数据的记录容易出现保留小数点位数、记录有效数字不准确以及选取量具不满足标准要求或过度选取的情况。数据的有效数字为一个数，由所有准确的数字和其后的不确定数字组成[1]。原始数据的记录，数据主要来源如下。

1.1 量出和量入玻璃量器

主要包括滴定管、分度吸量管、单标线吸量管、单标线容量瓶、量筒和量杯。对于滴定管、分度吸量管、单标线吸量管和单标线容量瓶分为A级和B级，A级允差是B级的一半，如精密度要求高，应选A级；量筒和量杯不分级[2]。玻璃量器量取的体积有效数字位数是根据量器的容量允许差和读数误差来确定的[3]。

1.1.1 单标线吸量管、单标线容量瓶、比色管

读数的小数点位数应当与其容量允许差小数点位数相同。列举如表1所示。

表1 单标线吸量管、单标线容量瓶、比色管数据读取实例表

1.1.2 滴定管、分度吸量管、量筒和量杯

对检定合格的计量器具，有效数字可以记录到最小分度值，最多保留一位不确定数字，估读值分为两种情况[4]。

（1）最小分度值为1、0.1、0.01和0.001的量具。其估读值的确定是将最小分度值进行十等分，再根据器具内溶液的弯月面所在刻度间的位置进行估读，记录数据。

（2）最小分度值为0.2、0.02、0.05和0.005的量具。该种类的量具，根据溶液弯月面所在位置，估读数值的判定分为两种情况。①弯月面不在量具的刻度线上，估读数值定义为两条刻度线数值之间的某个数，读数与最小分度值小数位保持一致，举例如表2所示。②弯月面位于量具的刻度线上，估读数值为刻度线值，但应多保留一位小数，举例如表3所示。

表2 滴定管、分度吸量管数据读取实例表

表3 滴定管、分度吸量管、量筒数据读取实例表

1.2 直接从测量仪表读数获取被测量量值

通常情况下，固体样品的量取，主要使用电子天平，按照检定分度值e和检定分度数n，划分为4个准确度级别，分别为特种准确度级高准确度级中准确度级及普通准确度级[5]。例如电子天平最小分度值0.1 mg，在进行称量时，数据可以记录到小数点后面第4位，如1.325 6 g此时有效数字为5位；称取0.856 2 g，有效数字则为4位。

在实际称量过程中，要根据实际情况选择适用的天平量程。对于结果有效位数要求不高或者试剂配制精度要求不高的称量，抑或标准中明确写明称取的准确数值（例如称取5.0 g）时，则没有必要选用精度高的天平称量测试样品。

1.3 标准溶液

标准溶液在运算过程中保留5位有效数字，报出结果取4位有效数字[6]。

2 数据传递计算

2.1 数值修约

数值修约的本质是通过省略原数值的最后若干位数字，调整所保留的末位数字，使最后所得到的值最接近原数值的过程[7]。规则可归纳为“四舍六入五成双，五后非零则进一，五后为零看奇偶，奇进一偶舍去”。另外必须注意的是修约过程中不允许连续修约。例如根据修约规则，数值11.550修约到个数位为12，修约到一位小数为11.6，修约到二位小数为11.55。

2.2 近似计算规则

2.2.1 加法和减法

近似值相加减时，其和或差的有效数字位数（决定于绝对误差最大的数值），与各近似值中小数点后位数最少者相同。在实际运算过程中，可以多保留一位小数，计算结果按数值修约规则处理。例如求近似数18.3+5.223+6.231+15≈18.3+5.2+6.2+15=44.7≈45，又如0.019-0.001 236≈0.019-0.001 2=0.017 8≈0.018。

2.2.2 乘法和除法

近似值相乘除时，所得积与商的有效数字位数（决定于相对误差最大的近似值），与各近似值中有效数字位数量少者相同。在实际运算过程中，可先将各近似值修约至比有效数字位数最少者多保留一位，最后将计算结果按上述规则处理。例如 求 近 似 数 23.15×0.22≈23.2×0.22=5.104≈5.1；8.4÷12.22≈8.4÷12.2≈0.689≈0.69。

2.2.3 乘方和开方

近似值乘方或开方时，计算结果的有效数字位数与原近似值有效数字位数相同。

2.2.4 对数和反对数

在近似值的对数计算中，结果的小数点后的位数（不包括首数）应与原数的有效数字位数相同。

2.2.5 平均值

求4个或4个以上准确度接近的数值的平均值时，其有效位数可增加一位。

2.3 校准曲线的绘制

校准曲线是表述待测物质浓度与所测量仪器相应值的函数关系，制好校准曲线是取得准确测定结果的基础。日常检测中，按照分析方法中的要求，绘制校准曲线，同时计算相关系数、截距和斜率。校准曲线相关系数只舍不入，保留到小数点后第一个非9数字。如果小数点后多于4个9，最多保留4位。校准曲线斜率的有效位数，应与自变量的有效数字位数相等或多保留一位。校准曲线截距的最后一位数，应与因变量的最后一位数取齐或多保留一位[3]。

按照《生活饮用水标准检验方法 无机非金属指标》（GB/T 5750.5—2006）[8]9.1中氨氮的测定纳氏试剂分光光度法要求，获得氨氮校准曲线绘制结果一览表如表4所示。

表4 氨氮校准曲线绘制结果一览表

（1）截距为0.004 400，因变量（吸光度A-A0）小数点后4位，故修约后截距0.004 4。

（2）斜率为0.006 800，自变量（含量Cs）3位有效数字，故修约后斜率0.006 80；故校准曲线为A-A0=0.006 80Cs+0.004 4。

（3）相关系数R2=0.999 530，r=0.999 750，修约后相关系数0.999 7。

实际样品测定中，某实验人员按照标准操作测定结果汇总如表5所示。

表5 氨氮测定结果一览表

3 结果表达

测试数据结果表达的精度，影响着检测的准确度。因此对于报告结果表达，可以通过以下3步进行判定，得到精准的数据表达形式。①对于检测数据结果的表述应按照分析方法的要求执行。②分析结果有效数字所能达到的位数不能超过方法最低检测质量浓度的有效位数能达到的位数[3]。对于未明确规定应该保留几位有效数字或者未明确到小数点后几位的分析方法的结果表达，其分析结果有效数字所能达到的小数点后位数，应与分析方法检出限所示的小数点后位数保持一致，分析结果的有效数字一般不超过3位。③实际操作中，可参考相关规范附表中列出的每个参数的最低检出浓度、有效数字最多位数、小数点后最多保留位数。

4 结语

本文通过理论与实践相结合的方式，介绍了生活饮用水水质检测过程中选择合适量程的量具取样及正确的读数方法，这是测量原始数据准确度的关键；并且通过实例，详细阐述了原始数据处理的原理及应用，在数据处理过程中，实验人员对数据的传递计算、有效数字的保留、结果表达等既要严格遵循标准规范，还需与工作中的经验相结合，提高数据处理的精准度，最终为检测报告提供最科学的数据支撑。