相关性分析在饮用水水质卫生检验和控制中的应用
陶晓燕,张义庭,张文琴     
新疆维吾尔自治区博乐市疾病预防控制中心
摘要: 目的 利用溶解性总固体与总硬度、氯化物和硫酸盐之间的相关性,验证水样测定数据的有效性和可靠性。 方法 根据《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)进行检验。 结果 溶解性总固体与总硬度、氯化物和硫酸盐之间的相关性有非常显著意义。 结论 采用分析水样不同特性结果的相关性作为质量控制方法,对检验结果的准确性、合理性和有效性起到指导和评价作用。
关键词: 相关性     溶解性总固体     总硬度     氯化物     硫酸盐    
Application of Correlation Analysis in Drinking Water Sanitary Examination and Quality Control
TAO Xiaoyan , ZHANG Yiting , ZHANG Wenqin
Published online: 2016-06-25 12: 00
Abstract: Objective To study the correlations of total dissolved solids with total hardness, chloride and sulphate to verify the validity and reliability of data in the sanitary examination of drinking-water quality.Method The examination methods were based on the Standard Examination Methods for Drinking Water (GB/T 5750-2006). Result There were some strong correlations of total dissolved solids with total hardness, chloride and sulphate. Conclusion The correlations of total dissolved solids with total hardness, chloride and sulphate in different water samples could be used as a method for the quality control of data, which has played an effective role in the appraisal of accuracy, rationality and validity of results.
Key words: correlation     total dissolved solids     total hardness     chloride     sulphate    

相关性是指两个变量之间的变化趋势,同一水样各指标之间存在着一定的相互关系,同一类型水样各指标也可能有着某些规律,分析一个样品不同特性结果的相关性是检验检测工作中一种质量控制措施[1]。本文分析了博乐市农村饮用水中溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)与总硬度、氯化物、硫酸盐之间的相关性,利用这些规律可以核对水样的测定数据是否合理,发现异常值,为实验室水质分析质量控制提供监测手段。

1 材料与方法 1.1 样品

2015年博乐市疾病预防控制中心检测的33份农村生活饮用水水样。

1.2 方法及评价方法

按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750- 2006)[2]中给出的标准方法进行检测,溶解性总固体采用称量法;总硬度、氯化物采用容量法;硫酸盐采用分光光度法。以《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[4]对测定结果进行评价。

采用直线相关与直线回归对检测结果进行统计分析[3]。对相关系数和回归系数进行假设检验,以P<0.05或t<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 33份生活饮用水中4项指标的检测结果

根据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[4]对溶解性总固体等4项指标的标准限值规定,溶解性总固体和硫酸盐的超标率均为21.2%,总硬度的超标率为27.3%,氯化物的超标率为15.2%,总硬度的超标率略高于其他3项(表 1)。

表 1 生活饮用水中4项指标检测结果(n=33)
 mg/L
指标x±s 范围 超标率/%
溶解性总固体 763±551 168~1 919 21.2
总硬度(CaCO3) 392±260 83.1~951 27.3
氯化物(Cl-) 113±137 3.61~437 15.2
硫酸盐(SO42-) 170±161 9.26~588 21.2

2.2 溶解性总固体与其他3项指标的相关性分析

33份水样溶解性总固体与其他3项指标之间的相关性分析结果见图 1图 3表 2,计算相关系数,并进行相关显著性检验。散点图 1图 3表明溶解性总固体与其他3项的变化趋势总是同向的,为正相关。相关系数rTDS-总硬度rTDS-硫酸盐rTDS-氯化物r总硬度-硫酸盐r总硬度-氯化物r硫酸盐-氯化物,溶解性总固体与总硬度、硫酸盐、氯化物之间,以及其他3个指标之间差异有统计学意义(P<0.01),且相关系数较大,表明其相关性较高。

图 1 TDS与总硬度的相关散点图

图 2 TDS与氯化物的相关散点图

图 3 TDS与硫酸盐的相关散点图

表 2 TDS与其他3项指标的相关分析结果和回归方程
指标 相关系数 P 回归方程 tb t
溶解性总固体—总硬度 0.967 <0.01 y=44.6+0.456x 20.7 <0.01
溶解性总固体—硫酸盐 0.922 <0.01 y=35.7+0.269x 13.4 <0.01
溶解性总固体—氯化物 0.868 <0.01 y=51.3+0.216x 10.8 <0.01
总硬度—硫酸盐 0.858 <0.01 y=38.9+0.531x 9.33 <0.01
总硬度—氯化物 0.839 <0.01 y=60.0+0.442x 8.67 <0.01
硫酸盐—氯化物 0.584 <0.01 y=3.26+0.650x 6.57 <0.01

对溶解性总固体与总硬度、硫酸盐以及氯化物和其他3个项目之间进行线性回归分析,分别得到双变量的二元一次方程,并对回归系数b的显著性检验均发现,所建立的线性回归方程有统计学意义(t<0.01),存在直线回归关系。

3 讨论

相关性分析表明,总硬度、硫酸盐和氯化物随着溶解性总固体升高而增大,溶解性总固体与其他3项指标间具有较为显著的相关性,且由此得到不同变量的线性回归方程是有效的。在进行水质检测数据审核时,可利用溶解性总固体与其他3项指标之间的逻辑关系,来判定数据的合理性。对检测结果分析得出,溶解性总固体超标时,总硬度和硫酸盐均超标。溶解性总固体大于1 650 mg/L时,其他3项均超标。溶解性总固体不超标时,其他3项有单项超标。其他3项中有2项或3项超标时,溶解性总固体必定超标。

在实验室进行样品分析时,对于溶解性总固体浓度较高的水样,可利用溶解性总固体与3个指标的相关性,根据测定出的溶解性总固体浓度来初步判断总硬度、硫酸盐和氯化物的浓度,可以确定合理的水样稀释倍数。本实验室对溶解性总固体浓度超标的水样,在进行总硬度、硫酸盐和氯化物测定时,一般把测定取样体积减少一倍,既可减少其他3项试验过程中试剂的使用量和重复试验时间,又能提供样品测定的准确性。

在质量控制中,本中心采用分析水样不同特性结果的相关性作为质量控制方法,当溶解性总固体结果偏高或超标,总硬度、硫酸盐和氯化物的测定结果出现偏低或正常时,校核人就会对检测结果提出异议,检测人员必须采取重复性实验对检测结果进行复查,因此通过检测数据的比较来检查测定结果的准确性,对检测结果的错报误报起到积极的检 查作用,对检验结果的准确性、合理性和有效性起到了应有指导和评价的作用。

参考文献
[1] 质量与认证-质量领域、检测认证行业综合信息平台. 检验检测机构资质认定评审准则[EB/OL].(2015-09-29)[2016-03-10].http://www.cncete.com/news/show-169.html.
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[2] 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会. GB/T 5750.1-2006生活饮用水标准检验方法[S]. 北京:中国标准出版社,2007.
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[3] 王燕, 安琳. 卫生统计学[M]. 北京: 北京医科大学出版社, 1999 : 89 -98.
[4] 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会. GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S]. 北京:中国标准出版社,2007.
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DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.03.019
中国疾病预防控制中心主办。
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陶晓燕, 张义庭, 张文琴
相关性分析在饮用水水质卫生检验和控制中的应用
Application of Correlation Analysis in Drinking Water Sanitary Examination and Quality Control
环境卫生学杂志, 2016, 6(3): 249-250,253
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL HYGIENE, 2016, 6(3): 249-250,253
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2016.03.019

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