Univerzitet u Novom Sadu Prirodno-matematički fakultet Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine Udruženje za unapređenje zaštite životne sredine Novi Sad Fondacija "Docent dr Milena Dalmacija" ANALIZA OTPADNIH VODA Vesna Pešić vesna.pesic@dh.uns.ac.rs Novi Sad 21-23. septembar, 2016.
Preduslov kvalitetne analize je rad u laboratoriji organizovan po svim pravilima struke Da bi određeni rezultati bili legalni l i tehnički dokazivi, odnosno da bi bili potvrđeni i prihvaćeni, trebalo bi u okviru svakog koraka laboratorijskog rada ispoštovati program o obezbeđenju b đ i kontroli kvaliteta rada u laboratoriji kao i same analize
Dobra laboratorijska praksa je sistem smernica za obezbeđenje b kvaliteta, koji osigurava organizacione procese i uslove pod kojima se laboratorijske studije planiraju, izvode, nadziru, zapisuju i o njima izveštava Uvođenje sistema osiguranja kvaliteta u laboratorije je stručno i organizacijski zahtevan posao, koji podrazumeva i odgovornost za sprovođenje zadatih zahteva, a laboratorija mora odrediti politiku i ciljeve
Glavni cilj laboratorijskog rada je izdavanje verodostojnih i pouzdanih rezultata analiza koji moraju biti naučno utemeljeni i zakonski odbranjivi
Sistem kvaliteta Osiguranje kvaliteta je kontinualan proces unapređenja rada laboratorije kroz: - pronalaženje grešaka, - rešavanje problema, - preduzimanje popravnih radnji, - unutrašnju i spoljašnju kontrolu rada, - učestvovanje u ispitivanju osposobljenosti laboratorije, - razvoj postupaka interne kontrole kvaliteta
Sistem kvaliteta Kvalitetan Pouzdani rad rezultati Verodostojni rezultati Upravljanje kvalitetom Kontrola kvaliteta Osiguranje kvaliteta Sistem kvaliteta
Upravljanje kvalitetom Primarna svrha upravljanja kvalitetom je sprečavanje nastanka grešaka Aktivnosti vezane uz upravljanje kvalitetom sadrže mere kojima se postiže statistički nadzor tačnosti ispitivanog postupka, odnosno opisuje mere koje se primenjuju za postizanje ponovljivih i pouzdanih rezultata
Elementi upravljanja kvalitetom osoblje sa odgovarajućim stepenom stručne spreme i iskustvom, pogodna i na propisan p način održavana oprema i prostor, odgovarajuća metodologija, usvojen princip dobre laboratorijske prakse, usvojen princip p dobre prakse merenja, e standardne radne procedure, dokumentacija, Inspekcija/nadzor i validacija.
Osoblje Odgovarajući nivo kvalifikacije Adekvatna obučenost Stalni nadzor Iskustvo Specifična ispitivanja mora obavljati adekvatno osoblje
Oprema Mora odgovarati nameni Uputstva za upotrebu Evidencija o održavanju, popravkama Program etaloniranja Etalonirana/validovana u akreditovanim laboratorijama
Metode Prednost dati metodama objavljenim u međunarodnim, regionalnim ili nacionalnim standardima Metode razvijene u laboratoriji kao i proširene ili modifikovane standardne metode se moraju validovati Izračunati nesigurnost merenja za svaku metodu ispitivanja
Validacija je dokumentovan proces određivanja pogodnosti mernog sistema za dobijanje korisnih analitičkih podataka. Validacija analitičkih instrumenata je postupak provere tehničkih karakteristika instrumenata u svrhu dobijanja pouzdanih analitičkih podataka. Validacija metode je proces ustanovljavanja parametara izvođenja metode i njenih ograničenja, kao i identifikacija faktora koji mogu uticati na njeno izvođenje. Svrha validacije je da se ispitivanjem i prikupljanjem objektivnih dokaza potvrdi da je odabrana metoda prikladna za upotrebu i da ispunjava predviđeni zadatak.
Reagensi Moraju odgovarati zahtevanom kvalitetu Voditi računa o isteku roka upotrebe
Referentni materijal je materijal kome su jedna ili više karakteristika istorodne i dobro određene da bi se mogle upotrebiti za: - kalibraciju instrumenata, - validaciju metoda, - procenu odstupanja pri merenju, - edukaciju i - internu kontrolu kvaliteta. t Postoji nekoliko tipova referentnog materijala: čiste supstance, standardni rastvori ili smeše i referentni materijali u matriksu.
Nadzor Dokumentacija Sigurnost rada u laboratoriji
Kontrola kvaliteta provera prihvatljivosti dobijenih rezultata ispitivanja, ocena efikasnosti upravljanja kvalitetom, deli se na unutrašnju i spoljašnju.
Sistem kvaliteta -uspostavljanje nivoa odgovornosti za kvalitet dobijenih podataka, -omogućavanje procene rada analitičara, -obezbeđivanje informacija korisniku o kvalitetu podataka, -izrada kvalitetne dokumentacije, -zaštita interesa laboratorije ikorisnika korisnika.
Za tačno razumevanje analize vode, za pravilnu ocenu i klasifikaciju vode potrebno je dobro poznavanje hemijskih procesa i analitičkih metoda, kao i promena koje su moguće u uzorku i posledica koje one imaju na kvalitet vode Promene koje se odvijaju utiču na rezultat, a moguće su u svim fazama analize, od uzorkovanja, pripreme uzorka, čuvanja i izvođenja analize
da bi procenio pouzdanost rezultata, analitičar mora znati granice mogućih grešaka greške aparature i reagenasa sistemske lične greške slučajne metodske grube
Greške analitičkog sistema nereprezentativan uzorak ili njegova pogrešna identifikacija, loš izbor ili izvođenje metode, pogrešno ili neredovno kalibrisanje instrumenata ili neispravna procena rezultata ili prenos informacija.
greške analitičkog sistema izbor metode optimizacija interpretacija podataka merenje priprema uzorka signal hemijska informacija hemijska informacija informacija za korisnika
Prijem i razmatranje zahteva Izdavanje Prihvatanje izveštaja o zahteva/potpisiv ispitivanju anje ugovora Verifikacija ispitivanja Izrada izveštaja Sprovođenje laboratorijskih ispitivanja Uzorkovanje Prijem i evidencija uzoraka Analiza rezultata Ispitivanje uzoraka Priprema uzoraka
svrsishodna koncepcija laboratorijske analize (i) razvoj metode - izbor i optimizacija; (ii) određivanje - priprema uzoraka otpadne vode, eventualna separacija analita i merenje; (iii)interpretacija mernih podataka - pretvaranje signala u informaciju za korisnika. ik
- fizičke - hemijske -klasične - instrumentalne -apsolutne -komparativne metode pouzdana informacija o prirodi i sastavu analiziranog uzorka
Klasifikacija metoda referentne (standardne) razvile su organizacije ili druge grupe koje koriste kolaborativne studije ili slične pristupe za njihovu validaciju ij modifikovane metode službene ili standardne, a mogu se modifikovati radi jednostavnijeg izvođenja, prilagođavanja različitim tipovima uzoraka ili radi uklanjanja neuobičajenih interferirajućih supstanci službene metode metode koje su propisane zakonom ili pravilnikom vladine agencije brze metode ili metode provere služezapreliminarno li i ispitivanjevelikogiti brojauzoraka, da li će bilo koji uzorak morati biti podvrgnut dodatnom ispitivanju pomoću tačnije metode rutinske metode mogu biti brze i službene, služe za izvođenje rutinskih analiza,a mogu se modifikovati da budu pogodnije za primenu na velikom broju sličnih uzoraka
Parametar HPK (bihromatni) US EPA EPA Titrimetrijski, EPA 410.4 ISO standards ISO 6060:1989 BPK 5 ISO 5815:1989 SRPS ISO standardi Određivanje hemijske potrošnje kiseonika - SRPS ISO 6060:1994 Metoda razblaživanja i zasejavanja - SRPS ISO 5815:1994 Standard methods for the Examination of Water and Wastewater Standard d Methods 5220 D Standard Methods 5210 B Amonijum jon Nakon destilacije titrimetrijski ili spektrofotometrijski, EPA 350.2 ISO 5664:1984 ISO 6778:1984 Metoda pomoću Neslerovog reagensa - SRPS H.Z1.184, 1974; Metoda destilacije i titracije - SRPS ISO 5664:1992; Potenciometrijska metoda - SRPS ISO 6778:1992 Selektivnom elektrodom, 4500 NH 3 D Nitrati Kolorimetrijski sa brucinom, EPA 352.1 3521 ISO 7890-1:1986 ISO 7890-2:1986 ISO 7890-3:1988 Spektrometrijska metoda sa 2,6- dimetilfenolom - SRPS ISO 7890-1:1994; Spektrometrijska metoda sa 4- fluorfenolom posle destilacije - SRPS ISO 7890-2:1994; Spektrometrijska metoda sa sulfosalicilnom kiselinom - SRPS ISO 7890-3:1994 Metoda redukcije sa kadmijumom, 4500 NO 3 - E Nitriti Kjeldal azot Hloridi Spektrofotometrijski, Metoda molekularnoapsorpcione Kolorimetrijski, 4500-NO ISO 6777:1984-2 351.4 spektrometrije - SRPS ISO 6777:1997 B Digestija i destilacija, 351.3 Volumetrijski sa srebro-nitratom, ISO 9297:1989 Volumetrijskametodasamerkuri- nitratom - SRPS H.Z1.141, 1984; Titracija srebro-nitratom uz hromatni indikator (metoda po Moru) - SRPS ISO 9297, 1997 Standard Methods 4500-N B Argentometrijska metoda, Standard Methods 4500-Cl - B
Faktori ikoji utiču na odabir metoda: Složenost i rastvorljivost uzorka Udeo analita Količina i vrsta uzorka Interferirajuće supstance/ uslovi okoline Namena analize i željena informacija (zahtevi legislative)
Faktori ikoji utiču na odabir metoda: Praktični uslovi (oprema, reagensi) Vreme analize Cena analize Tačnost, preciznost, zahtevi za detekcioni limit Veština i iskustvo analitičara
Izbor metode preporučena od strane međunarodne organizacije, validovana međulaboratorijskim ispitivanjima, validovana u zahtevanom koncentracijskom području, metoda koja se često primenjuje, jednostavna, ekonomična i brza metoda, metoda koja je bila primenljiva na uzorak sličan ispitivanom uzorku, metoda primenljiva za različite uzorke i vrste materijala, metoda koja omogućuje sledivost svakog rezultata.
osetljivost naučni i tehnički principi selektivnost metoda pouzdanost tačnost preciznost
Osetljivost Robustnost stabilnost Selektivnost Granice detekcije jednostavnost specifičnost Linearnost Brzina Tačnost Preciznost Niska cena
Kada se izbor mogućih metoda svedenadve d metode, potrebno je statistički proceniti koja je prihvatljivija poređenjem njihove ukupne greške, koja se sastojiodrelativnog standardnog odstupanja koje upućuje na mernu preciznost, i relativne (sistemske) greške koja govori o tačnosti metode. Analytical Reference Service: Ukupna greška < 25% -Bias = 0%, RSD = 12.5% (0% + 2*12.5% = 25) -Bias = 20%, RSD = 2.5% (20% + 2*2.5% = 25) bias RSD
procena stepena kontaminacije u toku analize Slepa proba reagenasa. Slepa proba pripreme uzorka. Uzorak ili matriks obogaćeni supstancom koja se analizira (spike). Supstanca se dodaje na samom početku analize i služi za proveru kompletnog analitičkog sistema. Dodatak supstance u reagens vodu - vrši se dodavanje analita od interesa u uzorak reagens vode koja se dalje tretira kao uzorak. Dodatak surogata - organske supstance slične analitima po hemijskom sastavu, koje se ponašaju slično u ekstrakciji, hromatografiji, ali se pod normalnim uslovima ne nalaze u uzorcima uzetim iz životne sredine. Slepi kontrolni uzorci za kontrolu kvaliteta - uzorci referentnih materijala koji se dobijaju od nezavisnih laboratorija i poznatih koncentracija, koje analitičaru nisu poznate. Kontrolni standardi za proveru kalibracije - standardni rastvori napravljeni iz drugog izvora u odnosu na kalibracioni standard.
Slepa vrednost - Nulti signal instrumenta - Bazna linija hromatograma ili spektra - Hemijska slepa vrednost Izvori slepe vrednosti su različiti i to unosi nesigurnost u njenu korekciju i time povećava donju granicu pouzdanog određivanja tragova analita. Zato je veoma važno odrediti i nadzirati veličinu slepe vrednosti i njenu varijabilnost.
Veličina slepe vrednosti se može proceniti iz razlike odziva ispitivanog uzorka i odziva samog matriksa bez analita Prihvatljiva granica slepe vrednosti????? Ispod vrednosti koja je desetostruko veća od prihvaćene granice greške za to merenje a da ta vrednost ne sme preći koncentracioni nivo analita u uzorku 10%-na greška u proceni slepe vrednosti ne utiče bitno na tačnost t rezultata Ako je slepa vrednost velika treba Ako je slepa vrednost velika treba ispitati uticaj svakog mogućeg izvora i eliminisati ih
Analiza tragova - Zahteva visoku preciznost instrumenta - Posebnu pažnju posvetiti uzorkovanju, pripremi uzorka i prepoznavanju signala - Metode: osetljivost, selektivnost, tačnost, preciznost, niska LOD i LOQ - Višestepeni postupak: hemijsko razlaganje uzorka, separacijski i koncentracijski postupci (hromatografija, jonska izmena, ekstrakcija) Gravimetrija, titrimetrija 10-2 10-4 g/l Elektrohemija (potenciometrija, voltametrija) 10-6 10-9 g/l Spektrometrija (AAS, fluorometrija) 10-3 10-9 g/l Hromatografija - 10-3 10-9 g/l
kriterijumi za ocenu pouzdanosti rezultata Granica detekcija metode (method detection limit- MDL) najmanja je koncentracija nekog analita koja se može meriti i odrediti sa pouzdanošću od 98% i veća je od vrednosti za slepu probu. Praktična granica kvantitacije (practical quantitation limit-pql), koja predstavlja najmanju j koncentraciju koja se može odrediti uz određeni stepen pouzdanosti. Granica detekcije instrumenta (instrument detection limit-idl) koncentracija je analita koja na datom instrumentu daje signal pet puta veći od odnosa signal/šum.
Kako obezbediti kvalitet rezultata ispitivanja? Sprovođenje sistematske provere kontrole kvaliteta rezultata ispitivanja (interne, eksterne) Pravilna upotreba SRM ili RM Ponavljanje ispitivanja istom ili različitom metodom Ponavljanje ispitivanja čuvanih uzoraka Korelacija rezultata Učešće u PT šemama
OPŠTI KRITERIJUMI ZA ODREĐIVANJE POJEDINAČNIH ZAGAĐUJUĆIH MATERIJA U OTPADNIM VODAMA (Uredba o GVE zagađujućih materija u vode i rokovima za njihovo dostizanje, Sl. glasnik RS 67/2011, 58/2012, 1/2016) korektnost preciznost granice detekcije razlika između srednjih vrednosti velikog broja ponovljenih merenja od prave vrednosti (sistematska greška) standardna devijacija rezultata oko srednje vrednosti. Prihvatljiva je dvostruka standardna devijacija (slučajna greška) tri puta relativna standardna devijacija prirodnog uzorka sa niskom koncentracijom parametra pet puta relativna standardna devijacija slepe probe
Merna nesigurnost Merna nesigurnost je parametar, pridružen rezultatu merenja, koji zapravo izražava kvalitet iskazanog rezultata
Zahtevi i nadzor za izveštaj Zakonodavstvo da bi se uvidelo da li su dobijeni rezultati u skladu sa nacionalnim zakonom, sa zakonskim uslovima u dozvolama i relevantnim zakonima. Uticaj na životnu sredinu -dase pokaže da se u procesu primenjuju potrebne tehnike za smanjenje uticaja na životnu sredinu (vodno telo), da je korišćenje resursa (vode) efikasno i doprinosi održivom razvoju. Dokazi -dadaju podatke koje operateri i nadležni organi mogu da koriste kao dokaz o usaglašenosti ili neusaglašenosti u sudskim situacijama (npr. krivična tužbe, žalbe). Pregovori o emisiji - da dostave podatke o emisijama zagađujućih materija za pregovore i trgovinu o dozvoljenim kvotama emisije (između instalacija, industrijskih sektora, dozvoljenim emisijama u gradsku kanalizaciju). Naplata - da bi se obezbedili b podaci za raspodelu regulatorne naplate i poreza, naknada za ispuštene vode, naknada za zagađivanje voda (Zakon o vodama). Takođe, da se odredi naknada za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda na gradskom postrojenjuza j prečišćavanje otpadnih voda. Javni interes -da informiše stanovnike i zainteresovanu javnost.
hromatogrami, dijagrami i druge vrednosti očitane sa instrumenata kalibracione krive dijagrami o kontroli kvaliteta ciljane granice granica detekcije metode (MDL) celokupni dnevnik za precizne i tačne podatke radni listovi podaci koji sadrže recepturu za pripremu osnovnog rastvora sve beležnice, formulari sa podacima i dnevnici koji pripadaju laboratorijskim operacijama priprema kalibracionog standarda laboratorijski izveštaj o staranju (vreme dnevnik o čuvanja, j, transportni pripremi oblik uzorka, dnevnik o uzorka skladištenju uzoraka i njihovom odbacivanju) terenska beleženja kao što su terenska sveska, terenski test podaci i terenske beleške o staranju kopije ili konačan izveštaj uputstvo za tehničko održavanje instrumenata i uputstva za proveru njihovog rada sva izračunavanja vezana za rezultate uzorka i statistička izračunavanja za granice kontrole
Izveštaj Po završetku laboratorijskih ispitivanja radi se izveštaj o ispitivanju tako što se svi rezultati analiza ispitivanih uzoraka prikazuju tabelarno i/ili grafički. Rezultati svakog ispitivanja moraju se prikazati tačno, jasno, nedvosmisleno i objektivno, u skladu sa svim posebnim instrukcijama datim u metodama ispitivanja. Rezultati moraju obuhvatiti sve podatke koje traži korisnik i koji su neophodni za tumačenje rezultata ispitivanja kao i sve podatke koje zahteva metoda. Treba posvetiti pažnju izgledu izveštaja o ispitivanju u pogledu prikaza rezultata kao i njihove lakoće razumevanja od strane korisnika. Ukoliko je potrebno izveštaj može da sadrži i podatke o kontroli kvaliteta priložen uz analitičke podatke predstavljene u izveštaju. Taj izveštaj sadrži osnovu kalibracije i standardizacije. Preciznost i tačnost podataka treba da je data u analitičkom izveštaju za svako analitičko određivanje sa granicom prihvatljivosti.
Izveštaj Pored naslova, imena naručioca, datuma i broja pod kojim će se zapis čuvati, potrebno je navesti i sledeće podatke: naziv i adresu laboratorije, identifikaciju uzorka, tj. jasan opis analiziranog materijala, uključujući sve informacije o mogućim uticajima na rezultat, detalje uzorkovanja, hemijske ili fizičke obrade uzorka, način njegove homogenizacije, rukovanje uzorkom nakon analize, dpis, stanje i nedvosmislenu identifikaciju uzoraka, kratak informativan prikaz primenjenih analitičkih metoda i broja određivanja, rezultate, uz naznaku nesigurnosti uzrokovane mernim procesom, nehomogenošću uzorka, imena i potpise odgovornih osoba, izjavu da se rezultati odnose samo na ispitane uzorke, broj strana i ukupan broj uzoraka, tumačenje rezultata.
PRIKAZ PODATAKA REZULTATA - merna nesigurnost kvantitativna procena pouzdanosti podataka -broj značajnih cifara zavisi od broja cifara u početnim podacima Ako je c < 3 * SD ne može se detektovati Ako je 3 * SD < c < 10 * SD koncentracija analita se može dokazati ali ne kvantifikovati Ako je c> 10 * SD koncentracija analita se može izraziti numerički, uz izračunatu nesigurnost
Naslov Na čiji zahtev je rađena analiza Broj izveštaja Datum kratak ali opisan da identifikuje cilj analitičkog rada identifikacija organizacije ili lica za koga je posao rađen ime, organizacija, adresa, naručen posao itd. laboratorijski identifikacioni broj (ID broj) za uzorak, kako u laboratorijskoj knjizi ulaza tako i odgovarajući broj projekta datum završetka izveštaja Cilj kratka izjava o razlogu izvođenja posla (analize) Identifikacija uzorka Detalji o uzorkovanju Numeričke vrednosti i jedinice Reference Diskusija Potpis fizički opis uzorka, mesto uzorkovanja, moguće fotografije mesta uzorkovanja i sve informacije vezane za uzorak koje mogu imati uticaja na podatke rezultate procedura uzorkovanja, tip uzorka, konzervisanje uzorka, vreme i datum uzorkovanja, način čuvanja, mesto čuvanja uzorka itransport odgovarajuće jedinice i tačne značajne cifre svaka informacija dobijena na osnovu ranijeg analitičkog rada na istom mestu uzorkovanja (deo programa monitoringa, i raniji kompletan analitički rad i reference drugih izveštaja sa istog mesta uzorkovanja) interpretacija rezultata, preporuke za dodatne radove ili korekcije. Bilo koja specijalna opažanja vezana za uzorak ili analitički izveštaj koja služe kao objektivna potpis i titule svih lica odgovornih za podatke i izveštaj Lista raspodele potpuna lista raspodele vezane za izveštaj izveštaj o kontroli kvaliteta priložen uz analitičke podatke predstavljene u izveštaju. Taj Prilog izveštaj sadrži osnovu kalibracije i standardizacije. Preciznost i tačnost podataka treba da je data u analitičkom izveštaju za svako analitičko određivanje sa granicom prihvatljivosti Kraj izveštaja Strana 1 od 1