環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析考試題目及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核過程中，發(fā)現(xiàn)某水樣COD濃度值為85mg/L，而實驗室空白值為2mg/L，標準方法限量為50mg/L，該數(shù)據(jù)最可能的問題是？A.系統(tǒng)誤差B.隨機誤差C.數(shù)據(jù)記錄錯誤D.樣品污染2.在環(huán)境監(jiān)測中，用于衡量數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計量是？A.中位數(shù)B.變異系數(shù)C.算術平均值D.簡單平均值3.測定某水樣中溶解氧（DO），平行樣測定結果分別為8.12mg/L、8.15mg/L、8.18mg/L和8.05mg/L，計算其算術平均值和標準偏差（s）分別為？A.8.12mg/L,0.057mg/LB.8.12mg/L,0.067mg/LC.8.13mg/L,0.067mg/LD.8.13mg/L,0.057mg/L4.當懷疑數(shù)據(jù)中存在異常值時，常用的判斷方法不包括？A.格拉布斯（Grubbs）檢驗B.箱線圖法C.t檢驗D.肖哈特（Shewhart）控制圖法5.環(huán)境監(jiān)測質量保證（QA）的核心內容是？A.確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和代表性B.選擇最先進的監(jiān)測分析方法C.最大程度地減少監(jiān)測成本D.及時完成監(jiān)測報告6.進行環(huán)境空氣質量監(jiān)測時，為了減少系統(tǒng)誤差，應采取的主要措施是？A.增加采樣頻率B.使用標準氣體進行校準C.選擇無風天氣采樣D.提高分析人員操作速度7.對一組監(jiān)測數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗，目的是？A.判斷數(shù)據(jù)的平均值是否顯著B.判斷數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，以便選擇合適的統(tǒng)計方法C.刪除不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)D.計算數(shù)據(jù)的變異程度8.環(huán)境監(jiān)測報告應包含的主要內容不包括？A.監(jiān)測項目、監(jiān)測時間和地點B.監(jiān)測數(shù)據(jù)和質量控制結果C.數(shù)據(jù)分析結論和管理建議D.監(jiān)測人員的個人工資信息9.使用重鉻酸鉀法測定水中化學需氧量（COD）時，需要設置平行樣測定的主要原因是？A.提高監(jiān)測效率B.滿足方法標準要求C.評估分析結果的精密度D.減少實驗室消耗10.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的置信區(qū)間表示？A.數(shù)據(jù)的測量誤差范圍B.樣本統(tǒng)計量（如平均值）的估計范圍C.總體參數(shù)（如總體平均值）的估計范圍D.數(shù)據(jù)的不確定度二、填空題（每空2分，共20分）1.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核應遵循________、________和________的原則。2.評價監(jiān)測數(shù)據(jù)精密度常用的統(tǒng)計量是________，評價準確度常用的統(tǒng)計量是________。3.測定某水樣pH值，三次平行測定結果分別為6.82、6.85和6.83，其算術平均值為________，用極差法判斷該組數(shù)據(jù)中沒有異常值（設允許極差R=0.30）。4.質量控制樣品（如空白樣、平行樣、質控樣）是實施________的重要手段。5.統(tǒng)計學中的t檢驗主要用于比較兩組數(shù)據(jù)的________是否存在顯著差異。6.環(huán)境監(jiān)測報告的編制應遵循________、客觀性和規(guī)范性的原則。7.測量結果的不確定度包含________不確定度和________不確定度兩部分。8.為減少系統(tǒng)誤差，環(huán)境監(jiān)測儀器在使用前必須進行________和________。9.異常值的處理方法包括________、_______和________。10.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的基本流程包括數(shù)據(jù)________、數(shù)據(jù)________、數(shù)據(jù)________和數(shù)據(jù)解釋與報告。三、判斷題（每小題2分，共20分，請在括號內打√或×）1.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值一定比中位數(shù)更能代表數(shù)據(jù)的集中趨勢。（）2.任何環(huán)境監(jiān)測分析方法都存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差。（）3.當格拉布斯檢驗結果表明數(shù)據(jù)異常時，應直接剔除該數(shù)據(jù)。（）4.環(huán)境監(jiān)測的質量保證（QA）和質量控制（QC）是同一個概念。（）5.空白試驗可以用來評估樣品采集和運輸過程中的污染風險。（）6.標準偏差越小，說明監(jiān)測數(shù)據(jù)的精密度越高。（）7.置信區(qū)間的大小只與樣本量有關，與總體分布無關。（）8.環(huán)境監(jiān)測報告只需包含監(jiān)測數(shù)據(jù)，無需說明數(shù)據(jù)的質量情況。（）9.進行方差分析（ANOVA）時，要求各個樣本的方差必須相等。（）10.使用計算機軟件進行數(shù)據(jù)處理可以完全避免人為錯誤。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核的主要內容和步驟。2.簡述環(huán)境監(jiān)測中系統(tǒng)誤差和隨機誤差的主要來源及減免方法。3.簡述設置實驗室空白樣在水質監(jiān)測中的目的。4.簡述計算環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值和標準偏差的步驟。五、計算題（每題10分，共20分）1.某監(jiān)測站測定空氣中PM2.5濃度（μg/m3），連續(xù)5天的監(jiān)測結果分別為：35,38,42,40,39。請計算該站PM2.5濃度的算術平均值、標準偏差和變異系數(shù)。2.測定某水樣中COD濃度，平行樣測定結果分別為：125mg/L,128mg/L,127mg/L。已知方法標準偏差（s）為3mg/L，置信水平為95%。請計算該水樣COD濃度的算術平均值及其95%置信區(qū)間。試卷答案一、選擇題1.C解析：數(shù)據(jù)值（85mg/L）遠大于空白值（2mg/L）和標準限量（50mg/L），最可能是操作或記錄過程中引入的錯誤。2.B解析：變異系數(shù)是衡量數(shù)據(jù)相對離散程度的無量綱統(tǒng)計量。中位數(shù)和平均值是衡量集中趨勢的，標準偏差是衡量絕對離散程度的。3.D解析：平均值=(8.12+8.15+8.18+8.05)/4=32.50/4=8.13mg/L。標準偏差s=sqrt[((8.12-8.13)2+(8.15-8.13)2+(8.18-8.13)2+(8.05-8.13)2)/(4-1)]=sqrt[(0.0001+0.0004+0.0025+0.0064)/3]=sqrt(0.0094/3)=sqrt(0.003133)≈0.057mg/L。4.C解析：t檢驗主要用于比較均值差異或進行假設檢驗。格拉布斯檢驗、箱線圖法和肖哈特控制圖法都是用于識別異常值的。5.A解析：QA的核心目標是確保監(jiān)測系統(tǒng)運行良好，從而獲得準確、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。6.B解析：使用標準物質或標準氣體校準儀器，可以校正儀器響應，減少因儀器不準引起的系統(tǒng)誤差。7.B解析：正態(tài)性檢驗確認數(shù)據(jù)是否滿足某些統(tǒng)計方法（如t檢驗、方差分析）的應用前提。8.D解析：監(jiān)測報告應包含與監(jiān)測活動相關且必要的信息，個人工資信息無關。9.C解析：平行樣測定可以評估測量結果的精密度（重復性），即分析人員和技術條件下的變異程度。10.C解析：置信區(qū)間提供了對總體參數(shù)（如總體平均值）可能范圍的估計，表示估計的精度。二、填空題1.客觀性，完整性，一致性解析：這是數(shù)據(jù)審核應遵循的基本原則，確保數(shù)據(jù)質量。2.標準偏差，相對誤差或標準偏差（視課程側重）解析：標準偏差反映精密度，相對誤差或標準偏差/平均值反映準確度。3.6.84，無解析：平均值已在選擇題第3題計算。極差R=8.18-8.05=0.13。允許極差R允=0.30。實際極差R(0.13)<R允(0.30)，故無異常值。4.質量控制解析：質控樣品是QA/QC體系的重要組成部分，用于監(jiān)控分析過程和結果的質量。5.均值解析：t檢驗常用于比較兩組樣本的均值是否存在顯著差異。6.科學性解析：科學性是報告編制的首要原則，確保數(shù)據(jù)和分析方法的科學依據(jù)。7.測量不確定度，隨機效應不確定度解析：根據(jù)來源和性質分類。8.校準，檢定解析：校準確定示值誤差，檢定評定計量器具性能。9.剔除，修正，不報告解析：處理異常值的三種常用方法，需根據(jù)情況判斷。10.審核，整理，統(tǒng)計三、判斷題1.×解析：當數(shù)據(jù)偏態(tài)分布或存在異常值時，中位數(shù)可能比平均值更能代表集中趨勢。2.√解析：任何測量都受多種因素影響，必然存在隨機誤差和可能存在的系統(tǒng)誤差。3.×解析：格拉布斯檢驗僅用于判斷是否為異常值，剔除外還需進一步調查原因，不能直接剔除。4.×解析：QA是保證監(jiān)測系統(tǒng)符合要求，QC是具體實施保證數(shù)據(jù)質量的活動，兩者密切相關但不同。5.√解析：空白試驗結果反映了空白值水平，可判斷樣品在采集、運輸、保存、處理過程中是否存在污染。6.√解析：標準偏差越小，說明數(shù)據(jù)點圍繞平均值的散布越集中，精密度越高。7.×解析：置信區(qū)間的大小與樣本量（n）和總體標準差（或樣本標準差s）有關，也與置信水平（α）有關。8.×解析：報告必須包含數(shù)據(jù)質量信息（如QA/QC結果、不確定度等）才能評價數(shù)據(jù)的可靠性。9.√解析：方差分析要求各組的方差齊性（Homogeneityofvariance）是基本假設之一。10.×解析：計算機軟件可提高效率和準確性，但若輸入錯誤數(shù)據(jù)或選擇不當方法，仍會出錯。四、簡答題1.簡述環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核的主要內容和步驟。解析：主要內容：檢查數(shù)據(jù)的完整性、準確性、一致性；識別和初步處理異常值；評估數(shù)據(jù)間的邏輯關系；確認QA/QC結果符合要求。步驟：接收數(shù)據(jù)->初步檢查（格式、范圍、完整性）->邏輯檢查（與歷史數(shù)據(jù)、相關數(shù)據(jù)比較）->誤差檢查（計算統(tǒng)計量如均值、標準偏差，使用方法如格拉布斯檢驗）->系統(tǒng)偏差檢查（與空白、質控樣比較）->初步處理（剔除或修正異常值）->錄入系統(tǒng)或報出。2.簡述環(huán)境監(jiān)測中系統(tǒng)誤差和隨機誤差的主要來源及減免方法。解析：系統(tǒng)誤差：來源主要有儀器誤差（未校準）、方法誤差（反應不完全）、試劑誤差（純度不夠）、環(huán)境誤差（溫度、濕度影響）、人員誤差（主觀操作）。減免方法：加強儀器校準與維護、選擇合適方法并優(yōu)化條件、使用高純試劑、控制環(huán)境條件、加強人員培訓與標準化操作、進行空白試驗和對照試驗。隨機誤差：來源主要是由大量微小的、不可控因素隨機波動引起。減免方法：進行多次平行測定取平均值、改進實驗條件、提高操作技能和儀器精度。3.簡述設置實驗室空白樣在水質監(jiān)測中的目的。解析：目的主要包括：評估整個分析過程中由試劑、容器、設備表面等引入的污染或本底值；檢查樣品處理和制備過程中是否存在contamination（污染）；判斷分析方法或實驗條件是否適用；為數(shù)據(jù)評價提供依據(jù)，確定可接受的最低檢測限或判斷異常數(shù)據(jù)是否由污染引起。4.簡述計算環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值和標準偏差的步驟。解析：計算平均值（X?）：將所有測定值（Xi）相加，再除以測定次數(shù)（n）。公式：X?=ΣXi/n。計算標準偏差（s）：先計算每個值與平均值的偏差（Xi-X?），再求偏差平方和（Σ(Xi-X?)2），除以自由度（n-1），最后開方。公式：s=sqrt[Σ(Xi-X?)2/(n-1)]。五、計算題1.某監(jiān)測站測定空氣中PM2.5濃度（μg/m3），連續(xù)5天的監(jiān)測結果分別為：35,38,42,40,39。請計算該站PM2.5濃度的算術平均值、標準偏差和變異系數(shù)。解析：平均值X?=(35+38+42+40+39)/5=194/5=38.8μg/m3標準偏差s=sqrt[((35-38.8)2+(38-38.8)2+(42-38.8)2+(40-38.8)2+(39-38.8)2)/(5-1)]=sqrt[((-3.8)2+(-0.8)2+(3.2)2+(1.2)2+(0.2)2)/4]=sqrt[(14.44+0.64+10.24+1.44+0.04)/4]=sqrt[26.8/4]=sqrt(6.7)≈2.59μg/m3變異系數(shù)CV=s/|X?|=2.59/38.8≈0.0669或6.69%2.測定某水樣中COD濃度，平行樣測定結果分別為：125mg/L,128mg/L,127mg/L。已知方法標準偏差（s）為3mg/L，置信水平為95%。請計算該水樣COD濃度的算術平均值及其95%置信區(qū)間。解析：平均值X?=(125+128+127)