有效数字在环境监测中的应用(一)

《有效数字在环境监测中的应用(一)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、有效数字在环境监测中的应用（一）关键词：标准溶液单标标准物质标准物质中心北京标准物质网摘要对实验中常用的玻璃量具如单标线吸管、容量瓶、比色管、刻度吸管等进行分析，确定了直读式数据的读数规则及有效位数。如10mL单标线吸管有效数字位数为5位，而10mL刻度吸管随移取溶液体积不同其有效数字位数可能为2，3或4位。分析了环境监测中间接式数据的来源，如标准溶液的浓度、标准曲线的截距、斜率、样品最终浓度等，这些数据应当遵守一定的修约及运算规则，由此确定了间接式数据应当保留合理的有效位数。研究结果可以为环境监测人员开展实验及数据处理提供

2、依据。环境监测数据要求具有代表性、准确性、精密性、可比性、完整性，数据处理是环境监测中一个重要的环节，如果处理不当将会导致监测结果不严谨。环境监测所产生的数据大致可以分为两种：一种是直读式数据，比如滴定管滴定的体积、溶液取用量、药品质量等；另一种是间接数据，这种数据是通过一定公式计算得到的，比如工作曲线的截距、斜率、相关系数、样品的最终浓度等。这两种数据，无论哪一种都不能随意保留小数点位数，这就涉及到有效数字。在实际工作中，发现监测人员对检测数据保留多少位小数点把握不准。其实所谓有效数字，可以理解为在测量过程中，能够反映测量

3、准确的数字和一位估读的数字，跟计量器具的精密度和准确度有直接关系。比如10mL的刻度吸管，其最小分度值是0.1mL，因此实际读数时应保留到小数点后2位，如9.00mL，10.00mL，8.56mL等，最后一位“0”,“0”,“6”都是估读的。而计算所得的数字是以直读数字为基础，按照有效数字的修约规则进行修约、运算所得。由此可见不能通过保留无数位小数来提高检测精度，但至今还未见到系统性整理环境监测中数据有效性的文献报道。为此笔者对环境监测中的有效数字问题进行探讨。1 直读数字环境监测过程所用的计量器具是产生直读数字的直接依据，

4、因此分析人员应当先弄清楚该量具的最小分度值或者能够测量的精准数字，由此来确定实验过程应当记录的小数点位数。单标线量具只有一条刻度线，根据该量具允差来保留有效位数，最后一个“0”当做估读位。1.1单标线吸管单标线吸管是环境监测中经常用到的玻璃量具之一，根据允差分为A级和B级，A级严于B级，此类量具只有一条刻度线，当液体弯月面与刻度线水平相切即达到定量要求，但是此时读数保留几位小数点，往往不容易把握，其遵守的原则是读数的小数点位数应当与该量具的允差小数点位数相同，表1列出了常见单标线吸管的读数及有效位数。由表1中可以看出，A级允

5、差是B级的一半，所以A级管准确度较高，但是两者读数的有效位数相同，因此精确度要求比较高的应尽量选用A级管。1.2　比色管比色管是环境监测中分光光度法经常用到的玻璃量具，具有便于定容、便于清洗等优势。比色管的精度比单标线吸管的精度低，其读数保留小数点位数应当与允差小数点位数相同。表2列出了比色管读数及有效位数。由表2可以看出，比色管允差较单标线吸管大很多，以50mL为例，比色管允差为±0.40，而50mL单标线吸管(A级)允差为±0.050，前者是后者的8倍，前者有效数字4位，而后者为5位，因此比色管是比较粗略的定容量具。1.

6、3　容量瓶容量瓶在实验过程中似乎不参与直接读数，实验人员往往认为定容到“刻度线”就可以了，但是它直接牵涉到配制溶液浓度的有效数字(该保留几位小数点)。表3列出了容量瓶读数及有效位数。由表3可以看出，容量瓶与单标线吸管类似，分为A级、B级，且允差与单标线吸管几乎一样，A级允差是B级的一半，所以A级准确度较高，但是两者读数的有效位数相同，读数保留有效位数的规则为与允差小数点位数平齐。容量瓶的标称容量越大有效位数越多。定容溶液体积越大准确度越高，如定容5mL和定容2000mL时，5mL溶液稍损失一点就会导致很大的误差，因此前者的有

7、效位数只有3位，后者为7位。1.4　带刻度的量具带刻度的量具包括刻度吸管、滴定管、量筒、量杯等，其读数很简单，主要是弄清其最小刻度值是多少，读数时读到最小刻度值的下一位(估读位)即可。但需要注意，有些量具刻度线不是十等分，其最小刻度值不是1，0.1，0.01，0.001，……，而是5，2，0.2，0.002，……，对这类量具读数需要注意。1.4.1　最小分度值为1的10n倍数的量具环境监测实验中经常用到最小分度值为1的10n(n=1，2，3，……)的刻度吸管，此类量具有效位数与量具的最小分度值和分析取用量有关，例如用最小分度

8、值为0.1mL的10mL刻度吸管取用0.5mL溶液读数，应当为0.50mL(2位有效数字)；取用1mL溶液读数应当为1.00mL(3位有效数)；取用10mL溶液，读数应当为10.00mL(4位有效数)。因此当实验要求精度很高时，不能拿大容量移液管取小体积样品，表4列出了最小分度值为1的10