水环境监测质量保证手册

　　本书共十六章，内容主要包括水环境监测质量保证、必要的概率论与数理统计基础知识、水环境监测网布设、水环境监测样品采集与分析方法、水环境样品采集质量保证、实验室玻璃量器、分析实验室用水、化学试剂与溶液制备、水环境监测安全、正态样本离群值的判断和处理、数值修约规则与极限数值的表示和判定、测量不确定度评定和表示、分析方法与结果的准确度（正确度与精密度）、化学分析中不确定度的评估、水环境标准物质、水环境监测质量保证与质量控制，以及水环境监测数据处理与资料整编等内容。本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事水环境监测、检测分析等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程及相关专业师生参阅。

　　邓英春，男，1952年出生，安徽省水文局/水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心，高级工程师，1976年7月毕业于安徽水电学院，分配到安徽省水利局（即现在的水利厅）工作，1977年5月到安徽省水文局工作到退休。在水文局工作期间担任过水质中心分析室主任、水质科长、副总工程师兼总工程师办公室主任等职务。在职于安徽广播电视大学（首届，1982年2月）理科专业毕业，中国政法大学研究生班（法律专业）结业，高级工程师，中共党员； 2012年8月退休。现在任中国水利标准化专家，首批安徽省标准化高级专家，安徽省生态环境保护协会理事，安徽省分析测试协会理事，《江淮水利科技》杂志副主编（持有责任编辑证书），水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心特聘专家。长期从事水文水资源、水环境监测与评价、旱情监测评价研究工作。主持“天然水十八项水质标准无机分析方法的研究与验证”中5个标准分析方法研究与验证工作；作为主审专家参加了《水文仪器术语及符号》（GB/T）、《水文仪器系列型谱》（GB/T 13336）、《核子水分-密度仪现场测试规程》（SL275）、《切土环刀校验方法》（SL110）60多个国家和行业标准的审查和审定工作。公开发表了学术论文30多篇。在全国性学术交流会上宣读学术论文8篇。

绪论1
一、水环境监测站网设计1
二、采样质量保证与质量控制2
三、实验室质量控制简介2
第一章概率论与数理统计基础知识5
第一节随机变数的基本概念5
一、随机事件和随机变量5
二、概率和分布函数6
第二节随机变量的数字特征9
一、随机变量的基本定理9
二、数学期望10
三、方差11
四、矩13
第三节几种常见随机变量的概率分布及其数字特征13
一、均匀分布（矩形分布）13
二、正态分布（拉普拉斯-高斯分布）15
三、t分布（学生分布）17
四、统计分布中常见术语图示18
第四节标准差与平均值原理19
一、标准差概念19
二、标准差的计算19
三、阿伦方差23
四、平均值原理23
五、系统误差的发现和消除25
六、抽样26
七、测量所得值的简单处理27
八、滤波概念29
第五节统计检验29
一、有关概念29
二、统计检验方法42
三、统计检验与置信区间的关系44
四、统计检验应注意的问题45
五、u检验46
六、t检验49
七、方差的比较54
第六节方差分析58
一、单因素方差分析58
二、多重比较64
三、双因素方差分析67
第七节回归分析75
一、一元线性回归75
二、一元线性回归方程的求法和配线过程76
三、回归线的精度与置信区间80
四、从回归系数的方差看校准曲线的实验安排83
五、由因变量反估自变量的值85
六、相关系数和相关关系显著性的检验86
七、一元非线性回归与变量变换89
八、多元线性回归92
九、两条回归线的比较93
参考文献97
第二章水环境监测站网布设99
第一节水环境监测系统和随机过程99
一、水环境监测系统99
二、常规监测目的100
三、常规监测活动102
四、随机过程的水质变量104
五、水环境数据的获取105
第二节地表水环境监测站点布设108
一、河流水质监测站概要108
二、流域和水系110
三、在流域内确定水质采样河段——宏观位置113
四、在河段内确定水质采样断面——微观位置117
第三节水质监测断面布设126
一、水质站监测断面布设原则126
二、河流水质监测断面布设要求126
三、湖泊、水库水质监测站点布设127
四、地表水功能区水质监测断面布设128
五、受水工程控制或影响的水域水质监测断面布设129
六、水质监测垂线分布130
第四节地下水环境监测站点布设131
一、地下水水质监测井布设131
二、地下水水质监测井布设密度132
第五节其他监测站点布设133
一、大气降水水质监测站点布设133
二、水体沉降物监测断面布设135
三、水生态监测断面与调查单元布设136
四、入河排污口调查与监测点布设138
五、应急监测站点布设140
参考文献144
第三章水环境监测样品采集与分析方法146
第一节水环境监测样品采集频次146
一、地表水监测频次与时间146
二、地下水监测频次与时间147
第二节水环境监测其他样品采集与分析148
一、大气降水监测频次与时间148
二、水体沉降物监测频次与时间149
三、水生态监测频次与时间149
四、入河排污口监测频次与时间150
五、应急监测频次150
第三节水环境监测项目与分析方法151
一、地表水水环境监测项目与分析方法151
二、地下水水质监测项目与分析方法155
三、大气降水水质监测项目与分析方法158
四、水体沉降物监测项目与分析方法159
五、水生态监测项目与分析方法160
六、入河排污口监测项目与分析方法162
七、应急监测的监测项目与分析方法168
参考文献169
第四章水环境样品采集质量保证170
第一节水环境样品采集一般技术170
一、水样类型170
二、采样类型172
三、采样设备174
四、样品容器的辅助设备177
五、采样容器和常用水样保存方法178
六、标志和记录180
七、样品的运送180
八、采样质量保证与质量控制181
第二节水环境样品采集技术182
一、地表水样品采集技术182
二、地下水样品采集技术183
三、入河排污口样品采集技术184
第三节大气降水样品的采集185
一、采样器及清洗185
二、样品采集186
三、样品保存186
第四节水体沉积物样品采集与保存186
一、样品采集186
二、样品保存187
三、样品制备187
四、样品预处理方法188
五、沉积物样品预处理质量控制191
第五节水生态样品采集与保存191
一、样品采集191
二、样品预处理192
三、样品保存193
四、水生态样品采集质量保证与质量控制194
参考文献195
第五章实验室玻璃量器196
第一节常用玻璃量器196
一、常用玻璃量器分类及结构196
二、常用玻璃量器通用技术要求197
三、计量性能202
第二节专用玻璃量器203
一、专用玻璃量器分类203
二、专用玻璃量器通用技术要求205
三、计量性能要求206
四、玻璃比色皿207
第三节玻璃量器的使用、清洁及保管208
一、玻璃量器的使用208
二、玻璃仪器的洗涤211
三、玻璃仪器的干燥215
四、玻璃仪器的保管215
第四节玻璃量器的检测与校准216
一、影响玻璃量器准确性的主要因素216
二、校准用计量器具控制217
三、玻璃量器检测与校准方法217
四、玻璃量器容量校准220
五、玻璃比色皿检测与校准222
六、玻璃量器容量的扩展不确定度评定223
参考文献225
第六章分析实验室用水227
第一节分析实验室用水规格和试验227
一、实验室用水分级227
二、实验室用水规格227
三、取样及贮存228
四、特殊要求的实验用水228
第二节分析实验室用水试验方法229
一、一般要求229
二、pH值的测定229
三、电导率的测定229
四、可氧化物质测定230
五、吸光度的测定231
六、蒸发残渣的测定231
七、可溶性硅的测定231
参考文献232
第七章化学试剂与溶液制备234
第一节分析化学计量234
一、化学分析和仪器分析234
二、化学分析和计量235
三、仪器分析236
第二节化学试剂241
一、化学试剂的分类242
二、化学试剂级别分类243
三、化学试剂的包装和规格245
四、化学试剂的安全使用246
五、化学试剂保管注意事项247
第三节标准滴定溶液制备247
一、一般规定247
二、标准滴定溶液的配制与标定249
三、含汞废液的处理方法268
四、不同温度下标准滴定溶液的体积的补正值269
五、标准滴定溶液浓度的扩展不确定度评定270
第四节化学分析用标准溶液的制备275
一、一般规定275
二、制备方法276
三、乙醛、六氟合硅酸的质量分数及溶液Ⅰ（氯）浓度的测定281
第五节化学分析中所用制剂及制品的制备282
一、一般规定282
二、制备方法283
参考文献291
第八章水环境监测安全293
第一节安全组织与管理293
一、安全管理体系293
二、安全培训294
三、安全记录和安全保密295
四、安全检查295
第二节实验室安全管理297
一、实验室一般安全措施297
二、实验室用电安全299
三、实验室安全防护设施300
四、实验室楼内易发生中毒事件的化学药品简介303
第三节化学品安全304
一、化学品分类及标志304
二、化学品使用304
三、化学品贮存306
四、化学品搬运306
五、废弃物处理306
六、控制措施307
第四节消防安全308
一、一般规定308
二、烟感探测器308
三、灭火器308
四、其他灭火设施309
五、应急方案309
第五节野外采样及测量安全310
一、交通安全310
二、作业安全310
参考文献312
第九章正态样本离群值的判断和处理314
第一节离群值判断和处理一般规则314
一、一般规则314
二、离群值判断315
第二节离群值处理316
一、处理方式316
二、处理规则316
三、备案316
四、已知标准差情形离群值的判断规则316
五、未知标准差的情形离群值的判断规则（限定检出离群值的个数不超过1时）319
六、未知标准差情形离群值的判断规则（限定检出离群值的个数大于1时）326
七、统计数值表329
第三节选择离群值判断方法和处理指南330
一、选择离群值判断方法和处理规则330
二、当n＞30时的狄克逊（Dixon）检验法332
参考文献332
第十章数值修约规则与极限数值的表示和判定334
第一节数值修约规则334
一、数字舍入误差的期望值334
二、术语与定义336
三、数值修约规则336
第二节极限数值的表示和判定338
一、书写极限数值的一般原则338
二、表示极限数值的用语339
三、测定值或其计算值与标准规定的极限数值做比较的方法340
参考文献341
第十一章测量不确定度评定和表示343
第一节适用范围及术语和定义343
一、适用范围343
二、术语和定义345
第二节测量不确定度的评定方法353
一、测量不确定度来源分析353
二、测量模型的建立353
三、标准不确定度的评定355
四、合成标准不确定度的计算361
五、扩展不确定度的确定365
第三节测量不确定度的报告与表示366
一、测量不确定度报告366
二、测量不确定度的表示367
三、报告不确定度时的其他要求368
四、测量不确定度的应用369
五、测量不确定度评定方法案例分析370
参考文献377
第十二章分析方法与结果的准确度(正确度与精密度)试验379
第一节总则379
一、术语和定义379
二、准确度试验定义的实际意义381
三、统计模型383
四、基本模型和精密度的关系385
五、准确度数据的应用385
第二节准确度试验设计386
一、准确度试验的计划386
二、标准测量方法387
三、准确度试验的实验室选择387
四、用于准确度试验物料的选择390
第三节确定重复性与再现性的基本方法391
一、基本模型中的参数估计391
二、精密度试验要求391
三、参与精密度试验的人员393
第四节精密度试验的统计分析395
一、初步考虑395
二、结果列表和所用记号396
三、测试结果的一致性和离群值检查398
四、总平均值和方差的计算407
五、精密度值和平均值水平m之间的函数关系的建立408
六、统计分析程序的步骤411
七、领导小组的报告和领导小组做出的决定413
第五节确定正确度的基本方法413
一、根据实验室间试验确定标准测量方法的偏倚413
二、单个实验室偏倚的确定417
三、领导小组的报告和领导小组做出的决定419
第六节准确度试验案例分析420
一、精密度试验统计案例分析420
二、准确度试验的实例434
三、有关公式推导441
参考文献443
第十三章化学分析中不确定度的评估445
第一节分析测量和不确定度445
一、概述445
二、应用范围和领域446
三、化学分析中不确定度447
四、误差和不确定度448
五、分析方法和不确定度449
第二节化学分析中不确定度来源分析453
一、分析测试过程中的不确定度453
二、分析不确定度来源454
三、有用的统计方法457
四、检出限/测定限的测量不确定度471
五、不确定度的常见来源和数值475
第三节测量不确定度的评估程序478
一、概述478
二、第一步：被测量的表述478
三、第二步：识别不确定度来源480
四、第三步：量化不确定度分量482
五、第四步：计算合成不确定度492
六、不确定度的报告495
第四节化学分析不确定度评估案例分析498
一、简介498
二、案例1：标准溶液的制备499
三、案例2：氢氧化钠标准滴定溶液的标定502
四、案例3：酸碱滴定509
五、案例4：面包中有机磷农药的测定（实验室内部确认研究的不确定度评估）516
六、案例5：原子吸收分光光度法测定陶瓷中镉溶出量524
七、案例6：动物饲料中粗纤维的测定531
八、案例7：使用双同位素稀释和电感耦合等离子体质谱测定水中铅的含量536
参考文献543
第十四章水环境标准物质545
第一节标准物质概述545
一、简介545
二、标准物质基本术语545
三、标准物质的基本要求551
四、标准物质的级别和分类551
五、标准物质的作用553
第二节我国标准物质的管理及其发展555
一、我国标准物质的分类、分组和管理555
二、标准物质的溯源体系556
三、标准物质定值的组织系统557
四、标准物质信息558
五、标准物质的发展趋势559
第三节标准物质的制备559
一、候选物的选择560
二、成分量标准物质的基体选择与成分设计560
三、标准物质的制备561
四、标准物质的均匀性及其检验563
五、标准物质的稳定性及其检验565
第四节标准物质的定值566
一、概述566
二、定值方式的选择566
三、对特性量值测量时的影响的研究567
四、定值数据的统计处理567
五、定值不确定度的估计569
六、定值结果的表示569
七、有证标准物质的使用571
八、标准物质举例572
参考文献579
第十五章水环境监测质量保证与质量控制580
第一节水环境监测质量保证基础580
一、一般规定580
二、实验室质量控制基础581
第二节质量控制图基本知识584
一、概述584
二、控制图原理586
三、常规控制图588
四、常规控制图的性质588
五、常规控制图的类型589
六、计量控制图590
七、计量控制图的控制程序与解释593
八、质量控制图的应用594
九、质量控制图的绘制597
十、水环境监测控制图案例分析599
第三节水环境分析实验室质量控制605
一、实验室内质量控制605
二、实验室间质量控制609
第四节水质自动监测质量控制611
一、水质自动监测站611
二、水质自动监测仪器612
三、水质自动监测质量控制613
四、自动监测站比对试验615
参考文献616
第十六章水环境监测数据处理与资料整编618
第一节数据记录与处理618
一、数据记录618
二、数据记录中有效数字与计量单位619
三、数据处理与审核620
第二节资料整编和汇编622
一、成果表622
二、原始资料整、汇编与审查622
三、监测资料汇编与复审623
四、监测成果资料刊印624
第三节水质数据库系统与资料保存624
一、水质数据库系统624
二、资料保存626
参考文献627
附录628