废水水质检测化验误差及数据处理方式分析

2022-07-01沈杨

皮革制作与环保科技 2022年9期

沈杨

（江苏博恩环保科技有限公司，江苏南京 210012）

随着城市化和工业化进程的加快，人类的生产、生活过程产生了越来越多的废水，废水直排将对环境造成严重破坏，因此废水须进行处理达标后才能排放。在这个过程中，对废水进行检测、化验显得非常重要，检测化验工作是开展废水处置工作的基础。废水的检测化验工作易受到外界因素干扰，导致结果出现偏差[1]。为了保证废水水质检测工作的准确性和严谨性，减少检测结果出现偏差，在实际操作过程中，相关工作人员应注重误差的溯源工作，并采取合理的控制措施，提高废水水质检测工作的可靠性[2]。

1 废水相关概述

1.1 废水概念的界定与主要来源

随着工农业生产的迅速发展，水在加热、生产、冷冻、净化、再生产、洗涤、保护等方面都发挥了非常重要的作用。来自人类生产和生活中毫无利用价值的污水，统称为废水。由于废水中存在大量自然环境无法分解消化的有毒有害物质，如果未经处置随意排放，将对自然环境和人类健康产生不可估量的危害[3]。

我国废水的来源如图1所示。

图1 我国废水主要来源

1.2 废水水质检测化验的重要意义

目前我国已经建立了较为完善的废水排放标准，在水质的改进和保障方面发挥着尤为重要的作用。废水达标排放前需要进行处理，处理工艺的选择取决于废水的水质检测结果。通过对废水水质的检测化验，可以清晰地了解到废水水质的实际状况，从而增加废水处理工作的有效性[4]，有效提升自然资源利用率。另外通过对自然资源的合理配置，也能够有效达到对自然资源的循环利用。

综上所述，通过检测废水水质，能够分析污水中的环境污染物或者有害物质，从而有助于提出有针对性的废水处理方法并进行处理，使废水能够在达到相应标准后再排放或再使用，这对于防止污水对周围环境或者水域造成污染[5]具有重要意义。

2 废水水质检测化验误差的分类

误差是指废水水质检测的试验数值与实际数值间的偏差。误差产生的原因很多，所以不是只有一种分类方法。根据误差形成的阶段可分成三类，分别是分析前误差、分析中误差和分析后误差。除此之外，按照测量精度的差异性，也可以把测量误差类型划分为两种，一种为相对误差，另一种则为绝对误差。相对误差一般产生于两种样品在用同一种设备或是相同的测量方法进行测量时的结果误差；而绝对误差则普遍出现在测量过程中存在测量仪器不够精确或是操作人员操作不够规范的情形下。此外，也可以按照形成误差原因的确定性，将误差划分为确定性误差、不确定性误差、随机性误差以及过失性误差。在这四种误差中，前三类误差都是不能确定的、偶然的，难以人为控制的，大多数故障错误主要是由检测员不规范操作行为造成的。因此，我们应该尽量减少疏忽造成的误差，提高数据的准确性。

3 废水水质检测化验误差形成的原因

目前，大部分废水水质的检验工作都是由具有检验资格的第三方检验机构承接，检测化验一般是在实验室完成的，通过实验检测出各项参数，判断水质的状况。在水质检测化验过程中避免不了出现误差，误差的形成原因主要有五个方面，如图2所示。

图2 误差的形成原因

3.1 人员误差

检测人员的业务水平、职业素养、个人因素等会使检测结果受到影响。如采样人员在实际采样中获得的废水样品缺乏代表性，会导致检测数据误差较大。检测分析人员未严格按照标准要求进行操作，也会导致检测结果出现误差。

3.2 仪器误差

仪器的选择在很大程度上影响着检测结果，尤其是检测仪器设备的精密度和准确度都会对检测结果产生严重影响。测量时选择不同的仪器工具，同样会对测量结果的精确度产生较大的影响。一般来说，精密度较高的仪器意味着测量结果的准确度更为可信，而精密度较低的仪器，其测量结果很可能存在较大的数据误差。所以，水质检测人员在水体检测过程中所采用的实验仪器会影响结果的准确性。同时，仪器设备的新旧程度也会对检测结果的准确度产生一定影响。在很多水质检测实验室中，部分仪器或设备由于使用时间过长或是多年未进行更新，会导致检测仪器的灵敏度下降，且准确性已经难以达到测试要求，因而对测定数值的准确度也会造成一定影响，使水质检测数值不正确。

3.3 试剂误差

检测试剂的质量对检测结果也会产生影响。同一种试剂，不同厂家同种纯度的试剂空白也存在差异，检测试剂中的杂质成分也会影响检测结果。例如，废水中的汞含量是通过原子荧光光谱法测定的，如果高锰酸钾的质量差且含有少量的汞，则无法确定汞的含量。此外，部分检测方法和仪器对实验用水的纯度也有要求。

3.4 方法误差

在检测过程中，如果选择的水质检测方法不同，检测结果也会不同。我国的水质检测化验技术一直在持续发展，目前正在应用的检测技术包括分光光度法、离子色谱法、离子选择电极法等。不同的废水具有不同的检测重点，如果水质检测方法选择不当，会导致水质检测结果不准确，容易引发一些实际问题，严重时很容易失去对结果的控制，并导致重大错误。例如，通过原子吸收光谱法测定废水中的镍及废水中的高浓度氯化钠会导致背景衰减。为了减少检测结果的误差，必须采用背景校正或稀释法。

3.5 环境误差

由于有些废水检测参数对环境条件具有特定的要求，当检测环境发生变化时，检测结果就会发生变化，因而导致误差的出现。比如，若等离子体质谱仪没有单独安装接地线，会影响测试人员的人身和设备安全，且无法屏蔽外部电磁场对仪器的干扰，使仪器的零点不稳定，影响仪器的正常运行和使用寿命。

4 减少废水水质检测化验误差的措施

4.1 保证相关人员的检测能力

通过对检测人员进行教育和培训，可以持续保持检测人员的能力，确保检测结果的可信度。

4.1.1 确认人员资格

要依据检测人员岗位任职要求，对检测人员的教育、培训、经验和技能进行能力和资格确认。检测人员经考核认证后予以上岗授权。

4.1.2 人员培训

要结合检测人员的能力现状，确定检测人员的专业教育、培训和技能发展目标，并对人员进行培训。培训方式分为内部培训和外部培训。

4.1.3 人员监督

监督员可采用现场观察、提问、报告记录核查等方式，对检测人员的工作进行监督，确保其能够按照要求进行工作。

4.1.4 检测人员能力的监控

通过质量控制结果包括盲样测试、能力验证、实验室内比对、实验室间比对、现场监督实际操作过程、核查记录等方式对检测人员的能力进行实时监控，并根据监控结果对检测人员的能力进行评价，以确保检测人员持续具备与检测工作相适应的能力和资格。

4.2 提高检测设备的质量

仪器设备是影响水质检测结果的重要因素，因此必须要提高仪器设备的质量。

随着现代社会科学技术的快速发展，需要进一步完善水质检测技术，同时为了进一步提高水质检测的准确性，应及时加强检测仪器的科技创新，引进具有国际领先水平的科技检测仪器设备，且仪器设备的技术指标和功能应满足相关检测标准或技术规范的要求。

4.2.1 定期检定校准仪器设备

为确保废水水质检测结果的真实性与准确性，相关人员必须对测试中所用的仪器及设备进行定期的检测和分析，以便增加测试数据的真实性和可信度。仪器设备应送至国家授权具有测量能力和溯源性的法定计量检定机构或校准机构进行检定校准。为了保证仪器设备校准状态的可信度，在检定/校准周期内应进行期间核查，防止使用不符合检测技术规范要求的仪器设备。

4.2.2 做好仪器设备的维护保养

在长时间的应用过程中，水质检测仪器设备的机械损耗和结构损伤在所难免，所以在使用过程中应严格遵守仪器操作和保养制度，确保仪器设备处于良好的使用状态，以提高水质检测结果的准确性。

4.2.3 做好检测仪器的校正和清洁

检测仪器是影响废水水质检测结果的重要因素之一。为了减少废水水质的检测误差，必须对检测仪器进行校准和清洗。为了使数据更加准确，通常会选一个参照物，即标准物质。在正式测试样品时，首先要测试标准物质，以获得测试数据，并评估其是否在允许的误差范围内。如果在误差范围内，就可以对样品进行测试，否则必须在下次测试前对设备进行校正。在试验过程中，应清洁试验设备，以避免其他污染物粘附在设备上，导致在废水样品试验过程中添加其他污染物，从而改变样品类型并影响最终的实验结果。试验前，应清洁仪器、试管和其他设备，以确保其中无残留，保持样品类型的稳定性，并获得最佳的试验结果。

4.3 加强检测试剂的管理

在检测过程中，试剂对检测结果的质量保证是不可忽视的，因此试剂管理非常重要。采购的检测试剂应进行实际验收，验收合格后方可使用。在测定样品过程中，应先进行空白试验，并在测定值中扣除空白值，以抵消由于试剂中的杂质干扰等因素造成的误差。同时应定期检测实验用水的数据指标，从而保证实验用水的可靠性。

4.4 合理运用检测方法与标准差值

检测分析人员应根据实际情况选择相应的检测方法，必要时可综合考虑使用多种水质检测技术和方法，以提高水质检测效果的准确性和稳定性。

在实际检测时，需要规划好检测结果的标准值，将检测结果设在标准差值内。在实际检测过程中，最佳的最大工作浓度为10%，在测量过程中，大约10%的样品是随机选择的，可以进行平行测量。如果样品数量非常少，则难以平行测量同一批次的样品。因此可以选择各种样品的批次进行测量，平行测量两个样品，始终将测量结果的相对偏差设置在预定的最大允许参数范围内。

4.5 控制检测环境条件

检测分析人员应有效控制实验室内与检测相关的环境条件，保证环境条件符合检测工作的要求，确保检测结果的准确有效。当相邻区域的检测活动不相容时，要进行有效隔离，并采取有效措施以防止各种因素互相影响。对环境条件有明确要求的场所，应进行环境条件的监控和记录。在开始检测前，检测人员应检查环境条件是否满足技术标准规定的要求，当环境条件达到要求后，方可开始进行检测。

5 废水水质检测化验误差数据的处理措施

在检测废水水质过程中，一旦发现数据信息存在非正常的状况，检测技术人员应从测试的基础要求、测试环境及人为影响因素入手，查找造成问题的具体原因，制订实际有效的解决方法。由于测量偏差是造成检测数据信息出现异常的原因，作为检测技术人员必须了解测量信息，防止非正常信息的产生，并进行进一步的研究。

5.1 对直接测量数据进行处理

废水水质检测一般分为直接测量和间接测量两种检测方法。借助检测仪器直接得到水质检测数值的方式称为直接测量。但受制于检测方法自身对于误差的控制，直接测量过程中不可避免地会出现单次测量误差和多次测量误差。而在实际废水水质检测案例中，一些水质检测项目受到外界环境等因素的影响，只能开展一次水质测量工作，因此检测结果无法进行多次重复验证，使直接测量产生的数据误差无法得到修正，也无法减少和把控随机误差量。所以，为尽可能提高废水水质检测结果的可靠性，应充分利用实验条件，将废水水质重复测量次数最大化，并将检测数值按照误差控制方法进行计算处理。一般情况下，先采用平均值法处理多次测量的误差，即计算多次测量结果的平均值，再参考平均值和误差量对最终的检测结果进行定性和定量。

5.2 对间接测量数据进行处理

不同于直接测量的直接读数得到检测结果，间接测量是在直接测量读数的基础上进行相应计算的测量方法，所以直接测量的误差也会影响间接测量的结果，同时间接测量误差也和相应的计算方法存在一定的关联，且直接测量和间接测量结果之间在某些条件下也存在着函数映射关系，也对间接测量结果准确度具有一定影响。以间接测量的误差控制为例，间接测量的误差是以测量结果误差的平均值计算为基础，再进行间接测量结果计算，因此需要结合所有误差条件，确保所有绝对误差是经过叠加计算后获得的。

5.3 对异常数据进行处理

一般情况下，废水水质检测数据会在合理范围内变动，但是如果在同一次废水水质检测中，某一次检测数据相较于其他数据变化过大，则可以认定为该次数据为异常数据。对于异常数据，废水水质检测人员应结合实际情况对误差值进行研判和处置，确保检测结果的可靠性。同时也应对水质进行多次检验操作，通过每次控制单一变量的放大排除异常数据产生的原因，避免再出现异常数据，提高检测结果可靠性、合理性，从而进一步提升废水水质的检测水平。