“水中高锰酸盐指数的测定”技术竞赛分享暨“Z比分数”的应用
2024年8月,本公司组织了一次水质检测技术竞赛,考核参数是水中高锰酸盐指数。本人有幸参与其中,整场比赛组织严密有序,考点设置合理,检测结果统计评价采用了Z比分数法,能够客观反映参赛选手的水平。今天分享给大家,需要组织类似活动的朋友可以有所参考。
1、 技术方案
技术方案设计中,过程分值和结果分值的占比分别为70%和30%。详见表1:水中高锰酸盐指数的测定考核评分表。
试验过程考点包括6个,分别是:(1)移液管的规范使用,正确移取样品和试剂;(2)水浴加热规范操作;(3)滴定管的规范使用,滴定过程控制和滴定终点的判断;(4)原始记录的规范性和符合性;要求记录及时,计算公式和计算过程正确;(5)“三废”处理得当;(6)规定时间内完成检测。
检测结果考点包括2个,分别为精密度,以相对标准偏差表示;准确度,以Z比分数表示。
表1:水中高锰酸盐指数的测定考核评分表
项目 | 考核内容 | 评分标准 | |
一、水样的移取(10分)移取水样100mL于250mL三角瓶中。 二、试剂移取(20分):分别加入5ml 1+3硫酸溶液及10.00ml高锰酸钾溶液,摇匀后立即进行水浴加热30min。 | 用待取溶液润洗移液管2-3次,润洗规范。 | 润洗次数不正确,润洗液不得从顶部流出。 错1处扣1分 | |
润洗时不能用洗耳球吹,不能吸空,污染洗耳球。 | 错1处扣1分 | ||
吸取和调整液面前用滤纸擦去外壁溶液,调刻度线前擦干外壁,调节液面操作熟练。 | 错1处扣1分 | ||
移液不洒落。 | 错1处扣1分 | ||
移液量准确。 | 错1处扣1分 | ||
移液管竖直,移液管尖靠壁,放液后停留约15秒 | 否,扣2分 | ||
分别加入5ml 1+3硫酸溶液及10.00ml高锰酸钾溶液摇匀后水样立即进行水浴加热 | 否,扣3分; | ||
水样在水浴中加热30min,要求沸水液面高于反应液面。 | 加热时间不准确,扣3分;沸水液面低于反应液面,扣2分 | ||
三:滴定(36分)“从水浴中取出三角瓶,趁热加入10.00ml草酸钠溶液,摇匀,立即用高锰酸钾标准溶液滴定至微红色。水样滴定完毕,溶液加热至约70℃,滴定K值 | 溶液加入滴定管前摇匀。 | 否,扣2分 | |
滴定管有气泡应排除。 | 否,扣2分 | ||
手握试剂瓶标签位置不正确。 | 否,扣2分 | ||
滴定管调零前静止15s | 否,扣1分 | ||
滴定时滴定管深入三角瓶深度1-2cm,管尖不得碰壁。 | 否,扣1分 | ||
摇瓶速度和滴定速度合适,不得成线滴定。 | 滴定速度不准确,扣2分;滴定成线,扣2分,滴定过程中活塞漏液,扣2分 | ||
滴定前后管尖悬液处理正确。 | 否,扣2分 | ||
终点判断正确(粉红色),颜色一致。 | 否,扣3分 | ||
读数方式正确(等待30s,眼睛平视弯液面最低点读数) | 未等待30s读数,扣1分;滴定管未从滴定架上取下读数,扣1分;手握滴定管刻度处读数,扣2分; | ||
及时记录数据。 | 未按要求及时记录数据,扣2分;扣完6分为止 | ||
滴定完水样后,加热水样至70℃。正确滴定K值。 | 未重新加热水样至要求温度,扣2分;未按要求滴定K值,扣5分 | ||
滴定管中溶液不得放回试剂瓶中。 | 否,扣2分 | ||
四:数据记录集处理(6分) | 计算公式和计算过程正确。 | 否,扣4分 | |
检测结果保留三位有效数字 | 否,扣2分 | ||
五:操作结束(2分) | 台面清理干净,摆放整齐,“三废”处理得当。 | 否,扣2分 | |
重大失误 | 重新滴定 | 每次扣6分 | |
加错试剂、混淆样品 | 每一次扣3分 | ||
打坏器皿 | 扣10分 | ||
未完成测定或K值的测定 | 扣10分 | ||
篡改(如伪造凑数据等)测量数据 | 总分以零分计 | ||
超时 | 计时60分,超10分钟停止操作 | 每超3分钟,扣1分,扣完2分为止 | |
小计 | |||
六:结果(30分) | 精密度 (10分) | ∣相对偏差∣≤0.20% | 扣0分 |
0.20%<∣相对偏差∣≤0.40% | 扣2分 | ||
0.40%<∣相对偏差∣≤0.60% | 扣4分 | ||
0.60%<∣相对偏差∣≤0.80% | 扣6分 | ||
0.80%<∣相对偏差∣≤1.00% | 扣8分 | ||
∣相对偏差∣>1.00% | 扣10分 | ||
以单个检测结果计算其Z比分数,以∣Z∣较大值判定其准确度得分,平均值不参与Z比分数。 | |||
准确度 (20分) | ∣Z∣≤2 满意结果 | 根据∣Z∣值大小,依次扣分,扣完8分为止 | |
2<∣Z∣<3 可疑结果 | 扣12分 | ||
∣Z∣≥3 不满意结果 | 扣20分 |
2、 Z比分数在水质技术比赛中的应用
1. 数据统计及结果评价
为了保证竞赛的公正性,竞赛试验样品采用了“实际样品”检测,检测结果是“未知状态”。具体做法是,提前准备几个水质样品,现场随机混合。参加选手报告的检测结果采用稳健统计方法处理,以 z 比分数评价参赛选手的结果,即:
(1)∣ z∣ ≤2,首先得基本分12分;然后依据∣Z∣值分档次,中位值得满分,依据参赛选手人次确定分成几个档次,依据∣ z∣确定所有选手得分;
(2)2<∣ z∣ <3,得8分;
(3)∣ z∣ ≥3 不得分。
2.警惕精密度较差,而平均值侥幸接近中位值的结果。
精密度是结果准确度的必要条件,因此本次竞赛中对精密度要求做出了详细的判定方案。为避免精密度较差,而平均值侥幸运接近中位值的情况出现,依据试验,确定精度值的要求。本次竞赛中
具体采用的统计方法为:相对偏差>1.00%时,以单个检测结果计算其Z比分数,以∣Z∣较大值判定其准确度得分,平均值不参与Z比分数。详见表2:水中高锰酸盐指数的测定12人准确度得分表。
表2:水中高锰酸盐指数的测定12人准确度得分表
比赛采用未知现场实际样品检测,同时采用稳健统计方法,以Z比分数评价参赛选手的结果,易于拉开选手的得分档次,保证比赛的公正性和科学性。
3、 从安全角度讨论操作过程中的不规范行为。
不知是不是有和我一样的朋友,也有类似的认知:“检测过程规范与否,并不是那么重要,只要结果准确就行了。”本文仅从安全角度分享两处操作细节:
第1条:润洗移液管,润洗液从移液管顶部倒出;
第2条:使用后未清洗的移液管竖放回至移液管架上。
移液管润洗后,用来移取液体时,操作人员的手是直接接触到移液管顶部的,残留液体回流到皮肤上。从这个角度考虑,“润洗液从移液管顶部倒出”一定是不规范的。同样的道理第二条中,“使用后未清洗的移液管竖放回至移液管架”,会污染滴定管架,污染环境,大概率会伤害到操作人员。
操作过程的规范化,不仅仅时保证检测结果的准确性,同时也在保证人员的安全,环境和设备的安全。试验人员应提高规范意识,养成规范习惯。
4、 结论
一场好的技术比赛,既能让参赛选手获得能力的提升,也能体验比赛的公平性。需要组织人员充分考虑多方面的因素,制定详细可执行的技术方案,比赛成绩应能够充分反映参赛选手的水平和能力。