环境监测数据的测量不确定度能救企业的命吗?

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引   题
 
讲一个小道故事:
 
有一个制浆造纸企业受到监督性监测的时候,COD测出来的结果是91mg/L,按照国家《制浆造纸工业水污染物排放标准》,标准是90mg/L,超标1mg/L,按照环境保护法,应该给予处罚10-100万元。
 
那么,企业提出不确定度申请,给出的不确定度为3.4mg/L。
 
按照这个不确定度,实际上不能认定企业是超标的。
 
处罚解除了。
 
企业避免遭受处罚,挽救了税收优惠政策、融资条件、违法纪录等,你说是不是,环境监测数据的测量不确定度是不是救了企业的命?
 
对于测量不确定度,培训是云里雾里,书上是五花马千金裘,总之一句话,工作很重要,理解起来很难。
 
随便上知网一查,测量不确定度的论文多如牛毛,也不知道催生了多少高工、硕士甚至博士,但究竟要怎么做,有什么作用,却一直不明朗。夸张一点说,测量不确定度是检测工作者们的禁区,很多东西只可意会不可言传。
 
经过一些思考,我按照自己的理解,只希望把概念化作实用。此文仅供探讨,不作为权威作用,也欢迎批评指正。因为作者是没有上岗证的。
 

(一)不确定度是一个测量范围,标准是一条线

 
上述的例子,为什么测量不确定度这么重要?
 
原因在于,从科学的角度看,数值位于标准上下是正常的,比如体检的时候,没有倍数以上的超标,医生是不认为患者的身体有毛病的,也比如科研的时候,在标准左右的时候,研究者是认为没有本质上的判别的。
 
当然体检的标准和科研的标准都可能是参考的,但强制的污染物排放标准就显得多么地冷漠无情。
 
中国的污染物排放标准是一个底线,是一个硬梆梆冷冰冰的数据,是一个雷池,不得越过半步。所以,从管理的角度看,不管是超标1倍还是10倍,哪怕是超标一点点,都会受到法律的严惩。
 
因为超标即违法。
 
然鹅,不是每一次监测都会有一个不确定度给你的。
 
原因在于很多执法监测的监测站都是CMA认证,而CMA认证执行的《检验检测机构资质认定能力评价-检验检测机构通用要求》(RBT214-2017 )和《检验检测机构资质认定生态环境监测机构评审补充要求》,214文件中4.5.15对测量不确定度只是选用和条件要求,不是强制要求。见下:
 
“根据需要、保持程序、建立模型、给出案例、可在”等说法,均非强制性要求。
 

(二)如何计算不确定度

 
但是,如果一个企业监测出来的数据,刚好是超标一点点,那测量不确定度可谓是白蛇娘娘救许仙的灵芝仙草,可能会起到起死回生的作用。
 
简单的理解就是:由于采样、实验室检测等系列条件存在差异,化验的结果有可能出现一个合理的偏差,这个偏差可以通过计算出来,这就是不确定度。
 
不确定度由两部分组成,一是用对观测列的统计分析进行评定得出的标准不确定度称为A类标准不确定度。
 
二是用不同于对观测列的统计分析来评定的标准不确定度称为B类标准不确定度。
 
A类不确定度是由一组观测得到的频率分布导出的概率密度函数得出。
 
B类不确定度则是基于对一个事件发生的信任程度。
 
它们都基于概率分布,并都用方差或标准差表征。两类不确定度不存在那一类较为可靠的问题。一般来说,A类比B类较为客观,并具有统计学上的严格性。测量的独立性、是否处于统计控制状态和测量次数决定A类不确定度的可靠性。
 
"A"、"B"两类不确定度与"随机误差"与"系统误差"的分类之间不存在简单的对应关系。"随机"与"系统"表示误差的两种不同的性质,"A"类与"B"类表示不确定度的两种不同的评定方法。随机误差与系统误差的合成是没有确定的原则可遵循的,造成对实验结果处理时的差异和混乱。而A类不确定度与B类不确定度在合成时均采用标准不确定度,这也是不确定度理论的进步之一。用到实际上,是要有一个计算过程,并且需要具体熟悉操作的人才能完成。
 
各个实验室和各个具体人员计算得出的不确定度是不一样的。
 
比如COD测量为66mg/L时,有一些算出来不确定度为3.2mg/L,有一些是2.4mg/L。
 
用比较通俗的看法大约就是,超标3~5%以内的数值,通过不确定度确认可能会达到不超标的结果,但超过太多的话,就没有这种可能了。
 

(三)真的每一个样品都能给出测量不确定度吗?不可能

 
什么情况下要给出测量不确定度?按照RBT214-2017,大约有以下几个情形:
 
1.检测方法的要求;
 
2.内部质量管理需求;
 
3.客户提出要求;
 
4.当测试结果处于规定指标临界值附近时,测量不确定度对判断结果符合性会产生影响。
 
在环境监测方面,目前知道的检测方法还没有明确的不确定度要求,但资质认定是有要求相关进行方法验证、方法确定或方法开发的人员必须掌握测量不确定度评定方法的。
 
如扩展新类型项目,建议做做最好,既是质控需求也是锻炼人员。
 
考虑到工作量及人员能力,目前很多监测站的做法是尽量按方法、类型去做。
 
还有,当一次监测取得的样品极少,是不可能做出比较客观的A类不确定度的,即就是基本完成不了不确定度的。
 

(四)监督性监测就可以不用给不确定度?否

 
所有的测量过程都应该进行不确定度评定,检测实验室从事测量活动当然必须评定不确定度。也就是说,实验室论证的时候,已经有测量不确定度的评定了。
 
评定不确定度的时间应该在“测量过程确认有效前”进行,在检测样品前选定了测量方案,理所当然必须对选定的测量方案的测量不确定度进行评价,这就是我们常说的如何确定所用的测量方法是否满足测量要求,是否值得相信的问题。
 
这个测量不确定度一般可作为测量结果的不确定度,反映在检测报告中。但这个不确定度本质上是测量方法的,是用测量方法的不确定度作为预评估结果代替测量结果的不确定度使用。
 
如果用被测对象为样品代替CMA标准说的“最佳仪器”单独做一个不确定度报告,就是仅针对这一个测得值评定的不确定度了,只对这个测量结果有效,对其它测量结果无效,且不能代表测量方法的不确定度。
 
我们说的不能给,是指这一个样品测量结果的不确定度。但随着体系文件对测量不确定度的重视和人们法律意识的提高,今后就很难说。
 

(五)企业真的可以靠不确定度救命?错误

 
不确定度的范围很小,企业如果不能保证自己的污染治理效果远远优于国家标准的要求,靠不确定度救命是不可能的。一方面是风险太大,另一方面是可能申请不到测量不确定度。
 
比如二噁英类的标准是0.1ngTEQ/Nm3,如果检测结果是0.11ngTEQ/Nm3,看起来很低,其实是超出了10%。
 
这也是我们在很多可研设计中看到,为什么很多企业的设计参数会比国家标准的再严格要求一些,一方面是留下一个国家标准提标的空间,另一方面是留下自己运营达标的余地。
 
总   结
 
不确定度不是一定要评定,正如上文中所列举几种情况之下才需要。
 
最必须的当然是方法有要求,必做,在评审时必须相应进行评价,需要检查评方法是否正确、是否给出了所有主要的分量以及能否达到所要求的最小测量不确定度。其他情况如数据处于临界值、客户要求、质控需求,这是选做,非必须,这些情况下资质认定部门鼓励报告不确定度。
 
另外,不确定度评定因素很多,有随机的、系统的,不是做一次不确定度报告就能代表这个方法项目永久的不确定度。
 
什么情况下,测量不确定度能够救企业的命?在压标情况下,即企业的数据超标一点点的时候,有时候会救企业的命。
 
企业自救不能靠不确定度,只能做到保证低于标准,远离危险,说白了,“全靠自己救自己”。
 
检测单位在碰到压标(即标准临界)数据时,质控要特别注意,多做平行样,多加质控措施,甚至是人员、方法比对,如不出现超标还好,一旦出现临界超标最好做好不确定度准备,这关系到人家的身家性命,也关系到自己会不会官司缠身。
 
标准的研究出台过程也存在不确定性,为什么没有一个不确定范围?假如标准也给一个不确定度,那又如果?
 
版权声明:本文作者系汕头市生态环境澄海监测站负责人,文章成文前后请教过单位里外多位监测技术人员,也请教过几位资深专家,特别感谢环保小学生张浩、杨素霞高工!



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