浅析土壤污染状况详查中实验室测试数据的检验及处理方法

　　【摘 要】本文针对土壤污染状况详查检验实验室测试数据的记录、运算、修约、结果表示、异常数据的检验及处理等过程进行分析和探讨，旨在提高分析测试效率，保证监测数据质量。

　　【关键词】土壤污染状况详查;测试数据;处理及检验

　　中图分类号： X53文献标识码： A 文章编号： 2095-2457(2019)25-0166-002

　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.082

　　《土壤》创刊于1958年10月，当时为月刊，由中国科学院土壤队主办。1960年2月中国科学院土壤队改建为中国科学院土壤及水土保持研究 所，《土壤》随之改由该所主办，并于次年8月改为双月刊。1961年11月，中国科学院土壤及水土保持研究所与中国科学院南京土壤研究所合并，《土壤》归中国科学院南京土壤研究所主办。

　　0 引言

　　2016年5月，国务院印发的《土壤污染防治行动计划》(以下简称“土十条”)，对今后一个时期我国土壤污染防治工作做出了全面战略部署，并且把“开展土壤污染调查，掌握土壤环境质量状况”作为首要任务。根据“土十条”要求，2018年年底完成农用地土壤污染状况详查任务，共布设农用地详查点位55.3万个，超过2005年—2013年开展的土壤污染状况调查任务量10倍左右[1]。本次详查时间紧、任务重，对实验室分析测试数据的处理及检验工作是一项极大的挑战。

　　土壤监测数据是客观评价土壤环境质量状况、反映污染治理成效、实施环境管理与决策的基本依据。本文针对土壤污染状况详查检验实验室测试数据的记录、运算、修约、结果表示、异常数据的检验及处理等过程进行分析和探讨，旨在提高土壤污染状况详查实验室分析测试效率，保证土壤监测数据质量。

　　1 数据计算与修约

　　1.1 数据记录与运算

　　记录测量数据，要采用法定计量单位，有效数字的位数应根据计量器具的精度确定，不得随意增添或删除;如：用于分析金属总量的样品，取样量单位为克(g)，用万分之一电子天平称量，应记录至小数点后4位;用于分析有效态金属的样品，取样量单位为克(g)，用百分之一电子天平称量，应记录至小数点后2位。

　　数据运算过程中，分数、倍数等根据需要确定有效位数;如：参与计算的干物质含量(%)，有效数字保留至小数点后一位;样品的稀释倍数有效数字保留至整数位。

　　1.2 數据修约

　　土壤样品分析测定结果一般采用“四舍六入五留双”规则进行修约。拟修约数字应一次修约获得结果，不得多次连续修约[2]。

　　拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的末位数字不变[2];如：分析测定某个土壤标准物质中金属元素总量，计算出总铜的含量为22.04mg/kg，则结果修约后为22.0mg/kg。

　　拟舍弃数字的最左一位数字大于5;或者是5，而其后跟有并非全部为0的数字时，则进一，即保留的末位数字加1[2];如：分析测定某个土壤标准物质中金属元素总量，计算出总锌的含量为99.086mg/kg，则结果修约后为99.09mg/kg;分析测定某个土壤样品中有效态金属元素，计算出样品中有效态镍的含量为0.551mg/kg，则结果修约后为0.6mg/kg。

　　拟舍弃数字的最左一位数字为5，而右面无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数(1，3，5，7，9)则进一，为偶数(2，4，6，8，0)则舍弃[2]。如：分析测定某个土壤标准物质中金属元素总量，计算出总铅的含量为27.15mg/kg，则结果修约后为27.2mg/kg;分析测定某个土壤样品中有效态金属元素，计算出样品中有效态镉的含量为0.745mg/kg，则结果修约后为0.74mg/kg。

　　1.3 结果表示

　　土壤样品测定结果采用法定计量单位，如：无机项目分析结果以mg/kg表示;有机项目分析结果以μg/kg表示。结果数据一般保留三位有效数字，有效数字的位数不可超过方法检出限的最低位数;含量低的镉和汞保留两位有效数字[2]，并注明检出限数值。如表1。

　　平行样的测定结果用平均数表示，一组数据用格拉布斯Grubbs检验法、狄克逊Dixon检验法检验剔除离群值后以平均值报出;低于分析方法检出限的测定结果以“未检出”报出，参加统计时按二分之一检出限计算[3]。

　　分析结果的精密度数据，一般只取一位有效数字，当测定数据很多时，可取两位有效数字[3]。

　　2 異常数据的检验及处理

　　2.1 数据稳健性统计法

　　每批次送检土壤样品分析测试完毕后，检测实验室应对该批次样品的分析测试结果按检测项目进行稳健统计，计算该批次样品的检测中位值，并对分析测试结果高于中位值5倍以上或低于中位值1/5的异常样品进行复检[3]。如表2。

　　中位值是将该批次样品分析结果数值从小到大或从大到小排列，居中的那个数对应的数值。用M表示中位值，n表示样本量。

　　M=X0.5(n+1)(n为奇数)

　　M=(X0.5n+X0.5n+1)/2(n为偶数)

　　2.2 格拉布斯Grubbs检验法

　　常用的异常值检验方法为格拉布斯Grubbs检验法[5]，这种方法可用于检验一组测量值(个数为n)的一致性，或用于检验多组(组数为m)测量均值的一致性，检验的异常值个数不超过1。

　　检验步骤：

　　单侧检验：(1)测量值从小到大排序，X1.X2.…Xn;

　　(2)计算样本的平均值X和样本标准差S。

　　(3)计算统计量Gn或G1;Gn=(Xn-X)/S，G1=(X-X1)/S。

　　(4)确定检出水平a，确定对应n、a的临界值G(a，n)。

　　(5)比较Gn或G1与G(a，n)的大小;若Gn>G(a，n)，判断最大值Xn为异常值;若G1>G(a，n)，判断最小值X1为异常值;否则，判断“没有异常值”。

　　(6)在给出剔除水平a*的情况下，确定对应n、a的临界值G(a*，n);若Gn>G(a*，n)，判断最大值Xn为高度异常值;若G1>G(a*，n)，判断最小值X1为高度异常值;否则，判断“没有高度异常的异常值”。

　　2.3 异常数据的处理

　　在检验异常值之前，首先对测量的数据进行核查，若有的数据明显是由于采样、运输、储存、分析过程中的某种过失造成的异常，应事先将其舍去，再进行统计检验。

　　经判断某个数据确定异常后，不要轻易舍去，应仔细排查实验过程是否存在问题，复查这个数据，若结果仍为异常，则排除实验因素，必要时，重新取样测试，以做最后判断。尤其对于污染场地微量污染物和其他理化参数数据，考虑到可能发生的高强度污染和数据的高度随机性，可不进行分布检验或者异常值剔除[6]。

　　3 结语

　　土壤污染状况详查是一项重要的国情调查，是推动土壤环境质量逐步改善的基础工程，是打赢土壤污染防治攻坚战的重要内容。因此，承担土壤污染状况详查检验分析的实验室在测试数据检验及处理过程中要认真严谨，对照标准规范，在提高分析测试效率的前提下，保证监测数据质量。以上是本人在土壤污染状况详查分析测试数据处理过程中的浅显经验，希望对大家有所帮助。

　　【参考文献】

　　[1]张春燕.全国农用地土壤污染状况详查进入关键期.中国环境报，2018，7274(5)：1-59.

　　[2]GB/T8170-2008：数值修约规则与极限数值的表示和判定.

　　[3]国家环境保护总局.土壤环境监测技术规范(HJ/T166-2004)，2004.

　　[4]中华人民共和国环境保护部办公厅.关于印发《农用地土壤污染状况详查质量保证与控制技术规定》的通知(环办土壤函【2017】1332号)，2017.

　　[5]中国环境监测总站.土壤环境监测技术，2013

　　[6]刘凤枝，李玉浸.土壤监测分析技术.北京：化学工业出版社，2015.

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文章名称：浅析土壤污染状况详查中实验室测试数据的检验及处理方法

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