建设用地土壤样本量计算方法、效果评估报告提纲.docxVIP

附录A

（资料性）

样本量计算方法

A.1假设检验

假设检验是在对总体参数提出假设的基础上，利用样本信息判断假设是否成立。假设条件为无效假设H0:ф≥标准值及备择假设H1:ф标准值，其中ф为地块土壤污染物的实测浓度。假设检验主要用于土壤修复达标的检验。

地块修复效果评估样本量的确定是基于地块残留污染的分布和控制的α、β错误来确定的。在实际中通过控制α、β两类错误来提高样本决策的准确性，而两类错误的控制只有通过提高样本量来实现，这同时也会提高成本和增加时间。同时,在同一样本区针对不同的污染物应确立一致的α错误。

表A.1统计检验的两类错误

基于样本数据的决策

实际情况

无污染

有污染

无污染

正确

功效（1-β）

错误（假阳性）

（概率为α）

有污染

错误（假阴性）

（概率为β）

正确

确定性为1-α

A.2采样方法

地块修复效果评估布点方法常见的有简单随机抽样、系统抽样、分层随机抽样、判断抽样和顺序抽样等。在地块分布更为均匀的情况下可采用系统抽样。样本量由于开始的随机样本点的选择的不同可能存在差异，但是当样本点增多的时候，样本数量的相对变异会变小。分层抽样提供了另外一种更全面的抽取地块重要区域样本的抽样方法。分层抽样情况下，层内可以采用上述的采样方法进行采样，层间的采样方法可以不同，可依据层与层的情况的不同分别采用不同的方法，比如一个可以采用系统抽样，另一个可以采用随机抽样，可用于分层的因素包括：采样深度、污染物浓度、物理化学特性/地形、其他污染物的存在影响实验室的分析技术、地块污染历史和污染源、过去的修复措施等。

表A.2常见采样方法及选择依据

类别

选择依据

简单随机抽样

地块样本点相互独立，对数据分布无要求

系统抽样

地块样本分布均匀

分层抽样

采样深度、污染物浓度、物理化学特性/地形、实验室分析技术影响、污染历史和污染源、过去修复措施等

判断采样

根据调查/修复资料可判断的修复薄弱点

顺序抽样

需结合地块上快速检测的分析技术，目的是为了减少样本量

A.3统计参数

如果地块土壤和地下水的样本浓度分布均匀且呈正态分布，采用95%置信水平上限值作为暴露点浓度进行风险计算。95%置信水平上限值的数学含义是地块污染浓度的真实平均值等于或低于该值的概率为95%，由此来估计地块污染总体风险水平是比较保守和可靠的。

正态分布条件下，总体均值即地块污染真实评价值μ在置信水平为1-α下的置信上限可以按照式A.1计算：

UCLx=

式中：

UCLx——

x——样本平均值；

t1-∝,n-1

n——样本容量；

∝——总体均值大于置信上限的概率，当置信水平为95%时，∝取0.05；

s——样本标准差。

标准样本s可按照式A.2计算：

S=(X-

式中：

X——样品检测值；

X——样本平均值；

n——样本容量。

地块修复效果评估的参数主要有基于均值的置信上限、基于百分位数的置信上限、基于比例数的置信上限、超标的数据个数。参数的选择并不是唯一的，可以同时选择两个或多个统计参数，其最终样本量依二者中较大数值确定，参数选择的依据见下表。

表A.4针对长期健康效应的污染物进行统计检验的推荐参数

数据变异程度

低于检出限的数据的比较

低（50%）

高（50%）

变异系数较大（cv0.5）

均值（或中位数）

上百分数

变异系数较小（cv0.5）

均值（或中位数）

中位数

B.4样本量

依具体地块情况，选用的统计参数不同，同一布点方法其所需的样本量也存在差异。样本量的确定是通过控制假设检验的α、β错误来确定最优的样本量，本研究将依据选用的统计参数分别研究每种抽样方法下的样本量。

基于均值的置信上限

采用简单随机抽样/系统抽样时，样本量的计算公式为：

nd=σ

式中：

α——1-α正态分布的关键值；

β——1-β正态分布的关键值；

μ1——给定β

σ——估计方差，可通过先验知识获得。

采用分层随机抽样时，样本量的计算公式为：

nhd

式中：

nhd——第h

nhd——h

Wh——h层的权重

σh——每

Ch——h

L——层数；

xhi——h层第i个

h——层号。

总的样本量为：

nd

基于比例数或百分位数的置信上限

采用简单随机抽样时，样本量的计算公式为：

nd

式中：

Z1-α——正态分布下概率1-α

Z1-β——正态分布下概率1-β

P0——

P1——控制β

采用分层随机抽样时，样本量的计算公式为A.7：

nhd

式中：

nhd——第h

nh——h

Wh——h

Ch——h层采样、处理和分析土样的相对成本

L——层数；

h——层号。

（3）基于正态分布或对数正态置信区间的百分位数检验

采用简单随机抽样时，其样本量的计算公式为A.8：

nd

式中：

Z1-α——

Z1-β——

Z1-P0——P

Z1-P1——P

（4）顺序抽样

顺序抽样可以用于样本收集完