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職業衛生檢測數值修約相關問題探討

發表時間:2013-11-11 來源:職業衛生網 瀏覽次數: 評論: 頂: 踩:

 在職業衛生檢測與評價工作中需要大量引用現場檢測和實驗室測定結果等數據, 正確對數據進行修約是確保報告結論可靠性的前提, 可見有關數據修約問題是職業衛生檢測與評價工作中質量控制的重要內容。鑒于目前在實際工作中對數據修約尚無統一認識, 操作隨意性大, 為此本文將其問題進行深入探討, 并建議根據《數值修約規則》( GB8170 —87)要求盡快制訂相關的技術規定。

1  有效數字及其修約規則

111  有效數字的基本概念[1 ]數值經修約后, 由可靠數字和最后一位不確定數字組成的數值稱為有效數字。最末一位數字的欠準程度通常只能是上下差1 個量值。“0”算不算一個有效數字位數, 要看它在數據中的位置和所起的作用, 如僅作為定位用則不能算為有效數字。在十進位數中, 數據前面的“0”因只作定位用都不是有效數字, 其有效數字位數系指從非零數字最左一位向右數而得到的位數。如211、0121 和010021 均為2 位有效位數,而010210 則為3 位有效位數。在某些以若干個零結尾的整數中, 其有效位數的確定應視其精度來判斷。如12 000 , 精度為

百分之幾時其有效位數為2 位, 故應寫成12 ×103 ;精度是千分之幾時其有效位數為3 位, 故應寫成120 ×102 ; 如寫成12 000 , 它后面的3 個“0”全部可視為有效數字。在記錄測定結果時, 數據中只應保留一位不確定數字。因此有效數字的定位是指確定欠準數字的位置, 這個位置確定后, 其后面的數字均為無效數字, 應予以舍去。

112  數值修約及其規則[2 ]

數值修約是指對擬修約數值中超出需要保留位數時的舍棄, 依舍棄數來保留最后一位數。根據《數值修約規則》

(GB8170 —87) 之進舍規則規定: 數值修約截斷后, 若擬舍棄數字的最左一位數字小于5 時, 則舍去, 即保留的各位數字不變, 如將1211498 修約到一位小數, 得1211 ; 若擬舍棄數字的最左一位數字大于5 , 或者是5 , 而其后跟有并非全部為0的數字時, 則進1 , 即保留的末位數字加1 , 如用萬分之一的天平測定粉塵濃度, 計算結果為11268 mg/ m3 , 應將該結果修約至1 位小數, 即113 mg/ m3 ; 若擬舍棄數字的最左一位數字為5 , 而右面無數字或皆為0 時, 其所保留的末位數字為奇數(1 , 3 , 5 , 7 , 9) 則進1 , 為偶數(2 , 4 , 6 , 8 , 0) 則舍棄,如將12115 修約到一位小數, 得1212 , 將12125 修約到一位小數, 得1212。有效數字在進行數學運算時, 對加減法和乘除法中的處理是不同的。

數值相加減時應以諸數值中絕對誤差最大的數值為準, 確定其他數值在運算中保留的位數和決定結果的有效位數。例:求有效數字112 和21055 之和。首先確定絕對誤差較大的有效數字是“112”, 其有效位數至小數點后1 位, 以此再多保留1位小數對21055 進行修約, 即得2105 , 然后進行相加(112 +2105) 等于3125 , 再對3125 修約至小數點后1 位, 即312。數值相乘除時, 應以諸數值中相對誤差最大(即有效位數最少) 的數值為準, 確定其他數值在運算中保留的位數和決定計算結果的有效位數。例: 在毒物測定中采樣體積為01015 m3 , 測得甲苯含量為11122 mg , 計算其毒物濃度? 有效位數最少的是“01015”, 即有2 位有效位數, 以此再多保留1位有效位數對11122 進行修約, 即得1112 , 然后進行相除(1112 ÷01015) 等于74166667 , 再對74166667 修約至2 位有效位數, 即為75 mg/ m3 。

2  對檢測數據的修約

在職業衛生檢測工作中, 應根據有效數字運算與修約規則對樣品采集、預處理、化學分析和儀器分析等全過程進行數據處理。首先應根據每一個操作步驟的誤差大小來確定有效數字的位數, 然后再根據誤差傳遞原理進行有效數字的運算和修約。不同類型的檢測數據修約情況分述如下。

211  粉塵測定

目前多數粉塵采樣儀流量示值誤差在±2 %左右, 即精度為百分之幾時其有效位數為2 位, 因此其測定結果的有效位數一般宜取2 位。例: 在室溫25 ℃下, 以25 L/ min 流量采樣10 min 測定總塵濃度, 其濾膜增重為2155 mg (十萬分之一天平稱重) , 計算其粉塵濃度, 結果為1012 mg/ m3 (2155 ÷250 ×1 000) 。根據上述有效數字運算與修約規則應將測定結果修約為2 位有效數字, 即10 mg/ m3 , 而不宜報告為1012 mg/ m3 。

212  毒物測定

多數小流量毒物采樣儀流量誤差≤±5 % , 電子定時誤差≤±1 % , 因其精度均在百分之幾以內, 故其有效位數為2位, 其測定結果有效位數最多取2 位。例: 依照《工作場所空氣中芳香烴類化合物的測定方法》( GBZ/ T 160142 —2004) ,以50 L/ min 流量、活性炭管吸收采樣3 min、熱解吸氣相色譜法測定空氣中苯濃度, 計算結果為1010233 mg/ m3 , 盡管該實驗室分析方法精度較高, 最低檢出濃度達01033 mg/ m3 , 但因采樣誤差相對較大的原因其報告結果仍應修約至2 位有效位數, 即為10 mg/ m3 。

213  物理因素測定

常用通風溫濕度計溫度示值可讀到小數點后一位。因溫度整數位為可信值, 而小數位為估計值, 故所測氣溫結果的有效位數也應至小數點后一位。因通風溫濕度計配備的“干球、濕球溫度與相對濕度對照表”已將相對濕度值修約至百分整數位, 故查表所得相對濕度結果也應取百分整數位, 如82 %等。濕球黑球溫度指數(WBGT) 儀其黑球和干球溫度計準確度為±1 ℃, 濕球溫度計準確度為±015 ℃, 因此其WBGT指數測定結果應取整數位。現場噪聲測定多用精密聲級計,其固有誤差為±017 dB , 故測定結果最多只能保留一位小數。

其他直讀式儀器(如電風速儀、照度計等) 應根據儀器自身的測量精度來確定測定結果數值的有效位數。

3  檢測與評價工作中對檢測結果判定的幾點認識

311  對標準值有效位數的理解標準值是人為規定判斷事物“正常”與“不正常”、“合格”與“不合格”的尺度, 其數值的有效位數應視為無限位數, 不存在對其數據進行修約的問題。

312  對標準含義的理解判斷工作場所有害因素濃度(強度) 是否達標最常用的標準是《工作場所有害因素職業接觸限值》( GBZ2 —2002) ,該標準規定的限值應理解為: 當工作場所有害因素濃度(強度) 低于或等于該值時為合格(不超標) , 超過該值時為不合格(超標) 。

313  對檢測方法與測定結果的計算要求在選擇檢測方法時, 其測量精度應高于標準值的要求。對測定結果進行計算時, 應嚴格遵循有效數字運算規則, 客觀反映誤差的傳遞。檢驗報告結果必須真實地反映檢驗能力,如實地描述檢驗結果。不得任意變更有效位數, 也不必將有效位數修約至與標準值位數一致, 以免人為地降低檢驗數據的準確性。

314  對結果的判定

在結果判定中, 不應對標準規定的值進行轉換, 不允許改變標準值的要求[3 ] , 只能將結果值轉換成為標準值的樣式,然后再進行比較和判定。如《工業企業設計衛生標準》(GBZ1 —2002) 規定工作地點噪聲聲級的衛生限值是“日接觸噪聲時間8 h 衛生限值為85 dB (A) , 日接觸噪聲時間4 h 衛生限值為88 dB (A) , 日接觸噪聲時間2 h 衛生限值為91 dB(A) , 等等”。我們不可簡單地推斷“日接觸噪聲時間6 h 衛生限值為8615 dB (A) ”, 而應將測定值換算成標準樣式。例:某噪聲作業工人日接觸噪聲時間6 h , 測得噪聲強度為8615 dB(A) , 經計算轉換為8 h 等效連續A 聲級為8513 dB (A) 。可見上述噪聲作業工人已超過了“日接觸噪聲時間8 h 衛生限值為85 dB (A) ”的規定。如果按照上述錯誤地轉換標準值的做法, 則可得出該噪聲作業工人接觸噪聲強度不超標的結論。

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