探析环境监测中的不确定度评估

王倩

摘 要：近些年来，环境污染已经成为影响社会发展的重要问题，其相关的监测数据能够准确反映当下的环境情况，能够为环境治理工作提供可靠的依据，同时了解污染的主要原因、发展趋势以及变化规律等特性，能够为环境治理工作提供一定的信息辅助，环境监测对于环境的保护与治理来说起着非常重要的作用，目前，该项工作已经引起了社会各界的密切关注，越来越多的技术人员开始投入到相关的课题研究中。因此，该文也主要针对不确定度的评定、主要程序以及具体应用等多个方面的内容进行分析，希望能为我国环境质量的提升提供一定的帮助。

关键词：环境监测 不确定度 评估

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（a）-0087-02

不确定度主要作为表示环境测量结果分散性的指标之一，其能够有效反映工作人员对数值的了解程度，不确定度评估能够有效提升监测结果的可靠性，从而为管理人员的科学决策奠定基础，目前，我国在环境监测中还缺乏一个规范、系统的不确定度评估体系，这在很大程度上影响了环境监测水平的提升。但是由于测量误差是不可避免的，因此，不确定度的应用能够有效避免测量误差对决策造成的影响，同时，其还能够为环境监测工作提供统一、规范的衡量标准，最大程度减小测量误差，使得误差能够控制在合理、科学的范围内，总而言之，实现不确定度的准确评估对于提升环境监测质量来说起着非常重要的作用。

1 不确定度的简化评定

1.1 忽略原则

在一般情况下，对于不确定度的评定程序相对较为繁琐，但是在环境监测工作中，由于对不确定度的要求不高，因此，相关的技术人员可以通过采取必要的措施对评定程序进行一定的忽略，从而达到简化的目的。不确定度主要是由大量的不确定分量通过计算得到的，忽略原则的应用会在一定程度上使得不确定度减小，因为在实际的应用过程中，技术人员往往通过方差相加求和的方法计算不确定度，在计算中，部分影响较小的分量能够自动忽略，因此，技术人员应该加强对不确定度的选择与筛选，使得忽略数据的结果计算与原始结果的差距控制在10%的范围内，从而最大程度降低忽略原则对不确定度评定结果的影响。

1.2 相关性处理

由于输入量的关系系数一般只具有-1、0与1三种可能，只有在具有明确证据表示输入量存在明显相关的情况下，才能够将输入量进行相关性处理，否则，输入量往往都是按照不相关处理，即相关系数的取值为0，若具有大量的明确数据表示输入量存在明显的相关性，则技术人员可以进一步根据输入量的正相关还是负相关选择1或是-1。对于相关性较强的输入量，技术人员可以通过采取线性相加的方法对评定程序进行一定的简化，首先，技术人员应该选择具有相关性的不确定量进行必要的线性相加，并得到明确的结果；其次，再选择不相关的不确定量进行一定的合成；最后，技术人员需要通过测量理论、方式以及设备仪器等必要措施最大程度提升数据的不确定性。总而言之，相关性处理对于不确定度评定程序的简化来说起着非常重要的作用。

1.3 实际应用

伴随着社会生产水平的高速提升，环境污染对人们生活的负面影响越来越大，环境监测工作也日益复杂与困难，因此，就要求相关的技术人员需要对不确定度评定程序进行必要的简化。评定结果的准确性会在很大程度上影响环境污染的衡量标准，在大部分的化学物质分析的过程中，对其元素的含量都具有严格的衡量标准，若超出安全的评定范围，则说明该环境条件会对人体健康造成较大的影响，从而为相关部门环境处理方案的制定提供有力的数据依据。评定结果的科学性与准确性会在很大程度上决定相关部门对环境情况的判断，因此，不确定度的应用会在很大程度上提升监测数据的准确性，从而制定出一份具有信服力的监测报告。目前，我国还缺乏一套系統、规范的不确定度评定体系，但是在实际的应用中，通过长期的工作经验积累，我国已经具有了一套常用的工作标准，例如室内环境监测中，不确定度的取值应该控制在25%以内。

2 不确定度的测量程序

2.1 建立基础的数学模型

在环境监测不确定度的评定过程中，数学模型的建立是其基本工作，能够为评定工作的顺利开展奠定一定的基础，同时其能够得到准确的数据关系式，并明确监测结果的不确定度。但是，由于数学模型并不具有唯一性，若测量方式与步骤具有差异，最终的数学模型也会不一致，因此，对于数学模型的建立具有一定的复杂性。数学模型是评定工作开展的依据，其需要通过对输入量的明确与忽略，得到最贴切的监测结果，由于技术人员对忽略输入量的选择不同，往往导致模型与公式的差异，因此，相关的技术人员可以通过对监测方法的分析，寻找造成不确定度的主要原因，并针对其原因采取必要的措施加以改进，从而最大程度提升监测结果的准确性。

2.2 测量方法的确定

在一般情况下，不确定度的评定工作往往是在概率统计理论的基础上进行的，而测量方法的确定对于评定工作的开展来说起着非常重要的作用。首先，相关的技术人员需要根据实际条件与情况制定详细的实验方案，其中包括采样、样品分析以及溶液搭配等程序；其次，技术人员需要对不确定量的获得途径与准确性进行必要的分析与筛选，通过对设备、仪器以及实验程序等分析，了解影响不确定度的主要因素；最后，技术人员应该对不确定量进行必要的评定处理，其主要针对A类与B类两种方法，对测量方法进行一定的分析，从而实现对不确定度的估算与预测。

2.3 不确定度的合成

该程序对不确定度的准确性具有直接的影响作用。首先，相关的技术人员需要明确测量对象，其中包括各大仪器设备、溶液参数等输入量，同时，技术人员还需要对不确定度的来源进行必要的分析，从而最大程度对监测结果的准确性进行有效控制；其次，技术人员需要对分量进行必要的量化处理，对每一个数据进行合理的利用与测量，并准确计算各大标准差；最后，由于在不确定度的测量中，得到的结果往往都是分量，因此，相关的技术人员需要将分量进行必要的合成，从而得到明确的最终结果。

3 不确定度的测量方法

3.1 A类评定方式

目前，我国普遍使用的评定方式主要包括A类与B类两大类型，其差别主要体现在评定方式上，在本质上，这两种方法并未存在较大的差别，其主要是在概率分布的基础上通过方差与标准差，从而对不确定度进行一定的计量。在不同的使用条件下，这两种方法可以进行一定的转化，但是不确定度与实验误差并不具有本质上的联系。在A类评定方式中，贝塞尔法是最常用的方法，其主要是将被测量对象在重复的环境中，经过无数次的独立分析，将得到的结果通过平均值进行进一步的计算与表示。除此之外，最小二乘法也是在A类评定中常用的方法，这一般适用于大于2个测量对象的情况下，其主要通过相关函数的应用得到准确的不确定度。在A类评定中的具体方法还有很多，因此，相关的技术人员需要加强对不确定度评定方法的了解与掌握，科学、合理地使用评定方法，从而最大程度提升监测工作质量。

3.2 B类评定方式

相较于A类评定方式，B类评定方式主要是利用对观测列的计算与分析，得到估算的不确定度，该种方法是建立在实践经验与固有信息的基础上，例如在搭配溶液的过程中，不确定度主要是由仪器、设备以及器皿等物质的误差与不确定造成的。B类评定方式主要基于对以往数据的使用与分析，其中包括有关部门提供的数据与证书、国家相关标准等，例如在确定估计值来源的情况下，可以通过对分量不确定度与包含因子的使用，得到标准的不确定量。

3.3 不确定度的估算

A类与B类评定方法中，都具有单独的不确定度的估算方式，例如对于A类不确定度的计算，其往往是利用原子吸收法，测量样品中的金属溶度，并通过计算相关的估计方差与标准差，得到最终的不确定度数值。而在B类不确定度的估算中，相关的技术人员往往需要对其进行必要的取样，通过使用分度吸管进行三步取样，然后通过对各个步骤的不确定度进行准确的计算与控制，达到提升监测数据准确性与真实性的目的。第一，技术人员需要先计算出吸管体积的不确定度；第二，技术人员需要测量误差进行合理的平均与计算，得到明确的误差范围；第三，相关的技术人员应该对吸管与溶液在不同温度条件下的体积不确定度进行合理的计算，通过对各个环节、各大设备的不确定度与误差的计算，能够有效保证最终监测结果的准确性。总而言之，相关的技术人员在环境监测的过程中，需要密切关注在各个环节与各种情况下不确定度的产生，及时发现不确定度，并对其进行合理的分析與控制，从而有效提升监测报告的质量。

4 结语

综上所述，伴随着不确定度应用范围与用途的不断拓展，其在环境监测中发挥了巨大的作用。在最初，不确定度主要使用于计量的统计，通过多年的应用与研究，目前我国对于不确定度的应用已经取得了显著的理论与实践成果，但是相关技术人员还需要不断努力，继续挖掘不确定度的评定方式与作用，从而实现对环境监测体系的完善，提升监测数据的规范性与准确性。就当下我国不确定度应用情况的分析，这在一定程度上优化了传统的误差分析方法，通过科学的理论与方式，有效提升了数据的精确度，从而增强了监测数据对环境保护的价值。在实际的监测过程中，众多的不确定度评定方法都是在实际应用过程中通过不断地改进与挖掘发展而来的，因此，这要求相关的技术人员需要加强对不确定度评定方法的完善，提升我国的环境监测水平。

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