Granica oznaczalności, zakres metody a wskaźnik narażenia zawodowego

środa, 2014-08-20

Laboratoria często napotykają na problemy z obliczeniem i zapisaniem wskaźnika narażenia zawodowego dla analiz chemicznych i pyłów gdy wartości wielkości mierzonych w próbkach znajdują się poniżej dolnej granicy oznaczalności. Wskazówek dotyczących sposobu postępowania w takich przypadkach dostarcza norma PN-Z-04008-7:2002 [1] i dyrektywa 2009/90/WE z 31 lipca 2009r. [2]
Punkt 3.5 normy PN-Z-04008-7:2002 [1] mówi:

W przypadku uzyskania wyników niższych od oznaczalności zastosowanej metody analitycznej, w obliczeniach wymagających przekształcenia uzyskanych wyników a logarytmy (pomiary stacjonarne) uwzględnić liczbę odpowiadającą ½ wartości stężenia, które można oznaczyć daną metodą.

Szerzej na ten temat wypowiada się dyrektywa [2], która w art. 5 podaje:

1. W przypadku gdy wartości fizykochemicznych lub chemicznych wielkości mierzalnych w danej próbce znajdują się poniżej granicy oznaczalności, w celu obliczenia średnich wartości wyniki pomiaru są ustalane na poziomie połowy wartości danej granicy oznaczalności.
2. W przypadku gdy obliczona średnia wartość wyników pomiaru, o których mowa w ust. 1, znajduje się poniżej granicy oznaczalności, wartość ta określana jest jako „poniżej granicy oznaczalności”.
3. Ustępu 1 nie stosuje się do wielkości mierzalnych, które stanowią sumy całkowite danej grupy parametrów fizykochemicznych lub chemicznych wielkości mierzalnych, łącznie z ich odnośnymi metabolitami oraz produktami degradacji i reakcji. W tych przypadkach wyniki poniżej granicy oznaczalności poszczególnych substancji ustala się na poziomie zerowym.

Podane w Art.. 5 dyrektywy wskazówki nie dotyczą sposobu obliczania wskaźnika narażenia „Cw”, gdyż wskaźnik narażenia jest wartością średnią odniesioną do 8-godzinnego dnia pracy (czyli uśrednioną po czasie).
Wykorzystajmy informacje podane w normie i dyrektywie do wyznaczenia wskaźnika narażenia gdy wartości wielkości mierzonych w próbkach znajdują się poniżej granicy oznaczalności i określenia granicy oznaczenia ilościowego dla wskaźnika narażenia „Cw”.
Najpierw kilka definicji:
Wykrywalność – jest to minimalne stężenie badanego składnika które może być zarejestrowane przez przyrząd i rozróżnione od szumów przyrządu z określonym stopniem prawdopodobieństwa.
Granica wykrywalności – xmin metody jest to najmniejsza ilość lub najmniejsze stężenie substancji, które można wykryć z zadowalającą pewnością stosując daną metodę czy technikę analityczną.
Granica oznaczenia ilościowego jest to najmniejsza ilość lub najmniejsze stężenie substancji, które daje się w sposób pewny (z zadowalającą dokładnością i precyzją) oznaczyć ilościowo.
Granica wykrywalności procedury (metody) analitycznej – najmniejsza zawartość analitu jaka może zostać wykryta przy zastosowaniu danej procedury analitycznej.

Granica oznaczenia ilościowego może być dolną granicą zakresu roboczego metody, uwarunkowana uzyskaniem żądanej precyzji oznaczeń. W przypadku analiz wagowych (pyły) sposób określenia granicy oznaczenia ilościowego, na podstawie wyników analizy ślepej próbki, podaje norma PN-EN ISO 10882-1:2012 [3].
Granica oznaczenia ilościowego zależna jest od stosowanej metody analitycznej, wyposażenia pomiarowego, żądanej precyzji oznaczeń. W przypadku pyłów będzie zależna od stosowanej w laboratorium wagi i w tym przypadku granica oznaczenia ilościowego mówi nam jaką najmniejszą ilość pyłu (naważki) na filtrze jesteśmy w stanie określić, podobnie w przypadku analiz chemicznych, granica oznaczenia ilościowego mówi nam jaka najmniejszą ilość związku w próbce jesteśmy w stanie określić metodą analityczną. W tych przypadkach granica oznaczenia ilościowego będzie wyrażona w jednostkach masy (najczęściej w mg). Jeśli natomiast określamy stężenia gazy w powietrzu za pomocą elektrycznych przyrządów o szybkim odczycie, granica oznaczenia ilościowego będzie wyrażona w ppm lub mg/m3 i najczęściej uzależniona jest obok precyzji przyrządu od zakresu jego wzorcowania (wymaganie PCA). W przypadku analiz chemicznych i pyłów granica oznaczenia ilościowego wyrażona jest w jednostkach masy, a jaka jest granica oznaczenia ilościowego na stężenia X [mg/m3]. Zależy oczywiście od ilości pobranego powietrza i nie jest dla danej metody stała, jeśli metoda dopuszcza pobranie różnych ilości powietrza w próbce.
 

obliczenie i zapisanie wskaźnika narażenia zawodowego dla analiz chemicznych

gdzie:
Xozn – dolna granica oznaczenia liościowego stężenia [mg/m3];
mozn – dolna granica oznaczenia ilościowego masy [mg];
P – przepływ powietrza w aspiratorze [l/min];
Ti – czas pobierania próbki powietrza w [min];
Te – czas ekspozycji w [min];
n – ilość pobranych próbek powietrza.

Jeszcze bardziej skomplikowane jest określenie granicy oznaczenia ilościowego dla wskaźnika narażenia, który jest 8-godzinna średnią.
 

 określenie granicy oznaczenia ilościowego

Jak widać z granica oznaczenia ilościowego Cw,ozn, zależy od ilości pobranych próbek powietrza, zastosowanego przepływu, czasu pobierania próbek i czasu ekspozycji.

Rozpatrzmy kilka przykładów.
Niech granica oznaczenia ilościowego masy pyłu na filtrze wynosi mozn=0,2mg, pobrano dwie próbki powietrza pierwsza przez t1=240 min, drugą t2=120min, przy przepływie P=2l/min uzyskano naważki poniżej 0,2mg pyłu na obu filtrach, czas ekspozycji zawodowej 480 min. Prowadzimy obliczenia zgodnie z wytycznymi dyrektywy [2].

granica oznaczenia ilościowego masy pyłu na filtrze
 

Ponieważ analizy chemiczne więc wynik badań zapisujemy „poniżej 0,56 mg/m3”
Sytuacja się zmieni jeśli w pierwszej próbce pobrano np. 0,5 mg pyłu.
 

Granica oznaczalności, zakres metody a wskaźnik narażenia zawodowego

Ponieważ Wykrywalność – jest to minimalne stężenie badanego składnika które może być zarejestrowane przez przyrząd i rozróżnione od szumów przyrządu z określonym stopniem prawdopodobieństwa. więc wynik badań zapisujemy „0,83 mg/m3”.

Analogicznie wygląda sytuacja w przypadku analiz chemicznych.
Rozważmy jeszcze przypadek przyrządów o szybkim odczycie. Niech granica oznaczenia ilościowego na CO wynosi Xozn=4ppm (począwszy od tego zakresu był wzorcowany miernik), pracownik prowadzi 2 czynności zawodowe pierwsza przez czas t1=240 min druga przez t2 180 min, pozostały czas pracownik nie jest narażony na CO. W wyniku badań uzyskano wyniki dla pierwszej czynności (2ppm; 3ppm; 0 ppm), dla drugiej czynności (3ppm; 1ppm; 17ppm) (liczbę próbek ograniczono do 3 żeby uprościć obliczenia, ograniczmy się tylko do obliczenia Xg,w i pozostańmy na ppm-ach).


Granica wykrywalności – xmin metody jest to najmniejsza ilość lub najmniejsze stężenie substancji, które można wykryć z zadowalającą pewnością stosując daną metodę czy technikę analityczną

gdzie
Xg,ozn – granica oznaczenia ilościowego dla miernika;
tj – czas prowadzenia j-tej czynności zawodowej w [min];
n – liczba czynności zawodowych (do 3).
 

Ponieważ Granica oznaczenia ilościowego jest to najmniejsza ilość lub najmniejsze stężenie substancji, które daje się w sposób pewny (z zadowalającą dokładnością i precyzją) oznaczyć ilościowo więc wynik badań zapisujemy „poniżej 3,5 ppm”.

Podane obliczenia prowadzi program „Laborant” po zaznaczeniu odpowiedniej opcji w ustawieniach parametrów metody.

Zastanówmy się jeszcze na przykładzie pyłu nad zakresem metody (czyli zakresem w którym można osiągnąć akceptowalna poprawność i precyzję). Ponieważ metoda pozwala mi na pobranie od 1 do 5 próbek powietrza przy przepływie od 1 l/min do 2 l/min i zakładając czas pobierania próbki maksymalnie 360 min. Możemy pobrać od 72 dm3 (0,072m3) do 720 dm3 (0,720m3). Ponieważ dolną granicę oznaczenia ilościowego ustaliliśmy na 0,2 mg a maksymalne obłożenie saczka na 2,5 mg (0,5 mg na cm2 sączka), z tego wynika zakres metody wynosi:

Granica wykrywalności procedury (metody) analitycznej – najmniejsza zawartość analitu jaka może zostać wykryta przy zastosowaniu danej procedury analitycznej

pyłu X jakie możemy oznaczyć, nie jest to wskaźnik narażenia. Zwróćmy uwagę że w przykładzie pierwszym X1,ozn wyniosło 0,42 mg/m3 a X2, ozn wynosi 0,83, gdyż ustaliliśmy przepływ powietrza na 2 l/min i pobieraliśmy próbkę przez okres krótszy niż 360 min. Oczywiście podanego zakresu metody nigdy nie przekroczymy i nie będziemy w stanie oznaczyć mniejszego stężenia niż 0,27 mg/m3. 


Literatura:

1. PN-Z-04008-7:2002 Ochrona czystości powietrza. Pobieranie próbek. Zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy i interpretacji wyników;
2. DYREKTYWA KOMISJI 2009/90/WE z dnia 31 lipca 2009 r. ustanawiająca, na mocy dyrektywy 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, specyfikacje techniczne w zakresie analizy i monitorowania stanu chemicznego wód;
3. PN-EN ISO 10882-1:2012 Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych -- Pobieranie próbek cząstek zawieszonych w powietrzu i gazów w strefie oddychania spawacza -- Część 1: Pobieranie próbek cząstek zawieszonych w powietrzu
 

Autor artykułu:

Andrzej Uzarczyk, doświadczony wykładowca i długoletni pracownik Laboratorium Badań Środowiska Pracy Państwowej Inspekcji Pracy w Gdańsku. Autor publikacji i programów komputerowych z zakresu czynników szkodliwych w środowisku pracy.
 

Powiązane tematycznie szkolenia dostępne są w kategorii Środowisko pracy i BHP.

Czytaj także na blogu:

Metody znormalizowane oznaczeń parametrów jakościowych węgla

Pozwolenia zintegrowane po nowemu - zmiany, zmiany, zmiany…

Nowe obowiązki w zakresie pomiarów emisji rtęci do powietrza

Problematyka administracyjnych kar pieniężnych za usunięcie drzew i krzewów bez wymaganego zezwolenia

Analiza danych w laboratorium przy użyciu pakietu Excel

Kształtowanie bezpiecznych zachowań w środowisku pracy

Granica oznaczalności, zakres metody a wskaźnik narażenia zawodowego

Nadzór nad wyposażeniem pomiarowym / część 2

Nadzór nad wyposażeniem pomiarowym / część 1

Prezydent podpisał nowelizację ustawy dot. emisji przemysłowych

Trzy podstawowe kryteria jakości w laboratorium badawczym

Prawo Ochrony Środowiska - długo oczekiwane zmiany w ustawie

Rola akredytowanych organizatorów badań biegłościPrawo Ochrony Środowiska - długo oczekiwane zmiany w ustawie

Od odpadów do energii – czysto i bezpiecznie. Ciepłownia na paliwo alternatywne - rozwiązanie dla lokalnych społeczności miejskich

Dylematy ewidencji odpadów

Laboratorium jednoosobowe a norma ISO 17025

Krzywa kalibracyjna krok po kroku

 

Bądź na bieżąco!
Zapisz się do naszego newslettera aby otrzymywać informacje o najnowszych artykułach i szkoleniach!

Zapisz się do naszego newslettera | Laboratoria | Ochrona środowiska
 
Dodaj komentarz Lista komentarzy:
Autor: Salata Michał (2014-11-03 10:44:30)
Czy wskazówki odnośnie postępowania z granicami oznaczalności podanymi w tych dokumentach:

1. PN-Z-04008-7:2002 Ochrona czystości powietrza. Pobieranie próbek. Zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy i interpretacji wyników;
2. DYREKTYWA KOMISJI 2009/90/WE z dnia 31 lipca 2009 r. ustanawiająca, na mocy dyrektywy 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, specyfikacje techniczne w zakresie analizy i monitorowania stanu chemicznego wód;

można również stosować w obszarze emisji ?
Autor: Andrzej Uzarczyk (2014-11-03 14:49:56)
Generalnie nie zajmuję się emisją jednak sądzę że jeśli normy, dyrektywy dotyczące emisji nie podają sposobów postępowania w rozważanych przypadkach to wskazane było by właśnie takie udokumentowane (norma, dyrektywa) podejście.
powrót


 
 





OK





OK