ISO 15202-3:2004
(Main)Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 3: Analysis
Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 3: Analysis
ISO 15202-3:2004 prescribes a procedure for the use of inductively coupled plasma atomic emission spectrometry for analysing test solutions prepared as prescribed in ISO 15202-2 from samples of airborne particulate matter collected as prescribed in ISO 15202-1. Method development, performance checks and a routine analysis method are prescribed. The procedure suffers from no significant spectral interferences, provided that suitable analytical wavelengths are used. However, inaccurate background correction and/or inadequate matrix-matching can adversely affect results. ISO 15202-3:2004 is applicable to the following non-exclusive list of metals and metalloids for which limit values have been set; however, there is no information available on the effectiveness of any of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2 for those elements in italics: aluminium, antimony, arsenic, barium, beryllium, bismuth, boron, caesium, cadmium, calcium, chromium, cobalt, copper, hafnium, indium, iron, lead, lithium, magnesium, manganese, mercury, molybdenum, nickel, phosphorus, platinum, potassium, rhodium, selenium, silver, sodium, strontium, tantalum, tellurium, thallium, tin, titanium, tungsten, uranium, vanadium, yttrium, zinc and zirconium. ISO 15202-3:2004 is not applicable to determination of elemental mercury, since mercury vapour is not collected using the sampling method specified in ISO 15202-1. The results obtained may be used for the assessment of workplace exposure to metals and metalloids for comparison with limit values.
Air des lieux de travail — Détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en suspension dans l'air par spectrométrie d'émission atomique avec plasma à couplage inductif — Partie 3: Analyse
L'ISO 15202-3:2004 spécifie une méthode d'utilisation de la spectrométrie d'émission atomique avec plasma à couplage inductif pour l'analyse de solutions d'essai préparées conformément aux spécifications de l'ISO 15202-2 à partir d'échantillons de matière particulaire en suspension dans l'air, prélevés conformément aux spécifications de l'ISO 15202-1. Elle spécifie également la mise au point de la méthode, les contrôles de performance et une méthode d'analyse de routine. Cette méthode n'entraîne pas d'interférences spectrales significatives sous réserve de l'utilisation de longueurs d'onde analytiques appropriées. Toutefois, une correction du bruit de fond inexacte et/ou un appariement incorrect de la matrice peuvent avoir une incidence négative sur les résultats. La liste suivante est une liste non exhaustive des métaux et métalloïdes pour lesquels des valeurs limites ont été déterminées. Il n'existe cependant pas d'informations disponibles sur l'efficacité de l'ensemble de ces méthodes de mise en solution d'échantillon spécifiées dans l'ISO 15202-2 pour les éléments indiqués en italique: aluminium, antimoine, arsenic, baryum, béryllium, bismuth, bore, césium, cadmium, calcium, chrome, cobalt, cuivre, hafnium, indium, fer, plomb, lithium, magnésium, manganèse, mercure, molybdène, nickel, phosphore, platine, potassium, rhodium, sélénium, argent, sodium, strontium, tantale, tellure, thallium, étain, titane, tungstène, uranium, vanadium, yttrium, zinc et zirconium. L'ISO 15202-3:2004 n'est pas applicable à la détermination du mercure élémentaire, dans la mesure où la vapeur de mercure n'est pas prélevée en utilisant la méthode d'échantillonnage spécifiée dans l'ISO 15202-1. Les résultats obtenus peuvent être utilisés pour l'évaluation de l'exposition aux métaux et métalloïdes sur le lieu de travail en vue d'une comparaison avec les valeurs limite.
Zrak na delovnem mestu – Določevanje kovin in polkovin v lebdečih delcih z atomsko emisijsko spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo – 3. del: Analiza
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15202-3
First edition
2004-11-15
Workplace air — Determination of metals
and metalloids in airborne particulate
matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 3:
Analysis
Air des lieux de travail — Détermination des métaux et métalloïdes
dans les particules en suspension dans l'air par spectrométrie
d'émission atomique avec plasma à couplage inductif —
Partie 3: Analyse
Reference number
ISO 15202-3:2004(E)
©
ISO 2004
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ISO 15202-3:2004(E)
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ISO 15202-3:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions and abbreviated terms. 2
3.1 General definitions. 2
3.2 Analytical definitions . 3
3.3 ICP-AES definitions . 4
3.4 Statistical terms . 7
4 Principle . 8
5 Requirements . 8
6 Reagents . 8
7 Laboratory apparatus . 12
8 Procedure. 13
8.1 Method development . 13
8.2 Instrument performance checks . 18
8.3 Routine analysis. 18
8.4 Estimation of detection and quantification limits. 19
8.5 Quality control. 20
8.6 Measurement uncertainty. 21
9 Expression of results. 21
10 Method performance. 22
10.1 Method detection limits and quantification limits . 22
10.2 Upper limits of the analytical range . 23
10.3 Bias and precision . 23
10.4 Overall uncertainty of sampling and analysis methods . 23
10.5 Spectral interferences . 24
11 Test report. 24
11.1 Test records. 24
11.2 Laboratory report . 25
Annex A (informative) Guidance on maintenance of ICP-AES instrumentation . 26
Annex B (informative) Examples of performance checks and fault diagnostics. 28
Annex C (informative) Procedure for quality control and identification (QUID) of malfunctions of
inductively coupled plasma atomic emission spectrometers. 29
Annex D (informative) Recalculation of metal and metalloid in air concentrations to reference
conditions . 35
Bibliography . 36
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ISO 15202-3:2004(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15202-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2, Workplace
atmospheres.
ISO 15202 consists of the following parts, under the general title: Workplace air — Determination of metals
and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry:
Part 1: Sampling
Part 2: Sample preparation
Part 3: Analysis
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ISO 15202-3:2004(E)
Introduction
The health of workers in many industries is at risk through exposure by inhalation to toxic metals and
metalloids. Industrial hygienists and other public health professionals need to determine the effectiveness of
measures taken to control workers' exposure and this is generally achieved by making workplace air
measurements. This part of ISO 15202 has been published in order to make available a method for making
valid exposure measurements for a wide range of metals and metalloids in use in industry. It will be of benefit
to: agencies concerned with health and safety at work; industrial hygienists and other public health
professionals; analytical laboratories; industrial users of metals and metalloids and their workers, etc.
This part of ISO 15202 specifies a generic method for determination of the mass concentration of metals and
metalloids in workplace air using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) and
gives requirements and test methods for analysis of sample solutions.
Part 1 of ISO 15202 gives details of relevant international, European and national standards which specify
characteristics, performance requirements and test methods relating to sampling equipment; augments
guidance provided elsewhere on assessment strategy and measurement strategy; and specifies a method for
collecting samples of airborne particulate matter for subsequent chemical analysis.
Part 2 of ISO 15202 describes a number of procedures for preparing sample solutions for analysis by
ICP-AES.
It has been assumed in the drafting of this part of ISO 15202 that the execution of its provisions and the
interpretation of the results obtained are entrusted to appropriately qualified and experienced people.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15202-3:2004(E)
Workplace air — Determination of metals and metalloids in
airborne particulate matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 3:
Analysis
1 Scope
This part of ISO 15202 specifies a procedure for the use of inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry for analysing test solutions prepared as prescribed in ISO 15202-2 from samples of airborne
particulate matter collected as specified in ISO 15202-1. Method development, performance checks and a
routine analysis method are specified.
This part of ISO 15202 is applicable for the assessment of workplace exposure to metals and metalloids for
[1] [2]
comparison with limit values (see e.g. EN 689 , ASTM E 1370 , etc.).
The following is a non-exclusive list of metals and metalloids for which limit values have been set (see
Reference [3]), and for which one or more of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2 and
the analytical procedure described in this part of ISO 15202 are applicable. However, there is no information
available on the effectiveness of any of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2 for those
elements in italics.
aluminium calcium magnesium selenium tungsten
antimony chromium manganese silver uranium
arsenic cobalt mercury sodium vanadium
barium copper molybdenum strontium yttrium
beryllium hafnium nickel tantalum zinc
bismuth indium phosphorus tellurium zirconium
platinum
boron iron thallium
caesium lead potassium tin
cadmium lithium rhodium titanium
NOTE ISO 15202 is not applicable to determination of elemental mercury, since mercury vapour is not collected
using the sampling method specified in ISO 15202-1.
The procedure is suitable for assessment of exposure against the long-term exposure limits for most of the
−1
metals and metalloids listed above when sampling at a typical flow rate of 2 l⋅min for sampling times in the
range 30 min to 8 h and for assessment of exposure against the short-term exposure limits, where applicable
(see 10.4).
The procedure suffers from no significant spectral interferences (see 10.5), provided that suitable analytical
wavelengths are used. However, inaccurate background correction and/or inadequate matrix-matching can
adversely affect results.
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ISO 15202-3:2004(E)
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 648:1977, Laboratory glassware — One-mark pipettes
ISO 1042:1998, Laboratory glassware — One-mark volumetric flasks
ISO 3585:1998, Borosilicate glass 3.3 — Properties
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 8655-1, Piston-operated volumetric apparatus — Part 1: Terminology, general requirements and user
recommendations
ISO 8655-2, Piston-operated volumetric apparatus — Part 2: Piston pipettes
ISO 8655-5, Piston-operated volumetric apparatus — Part 5: Dispensers
ISO 8655-6, Piston-operated volumetric apparatus — Part 6: Gravimetric methods for the determination of
measurement error
ISO 15202-1:2000, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 1: Sampling
ISO 15202-2:2001, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 2: Sample preparation
3 Terms, definitions and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 General definitions
3.1.1
chemical agent
any chemical element or compound, on its own or admixed, as it occurs in the natural state or as produced by
any work activity, whether or not produced intentionally and whether or not placed on the market
3.1.2
measuring procedure
procedure for sampling and analysing one or more chemical agents in the air and including storage and
transportation of the sample
3.1.3
time-weighted average concentration
TWA concentration
concentration of a chemical agent in the atmosphere, averaged over the reference period
NOTE A more detailed discussion of TWA concentrations has been published by the American Conference of
[3]
Government Industrial Hygienists .
3.1.4
limit value
reference figure for concentration of a chemical agent in air
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ISO 15202-3:2004(E)
NOTE An example is the Threshold Limit Value (TLV) for a given substance in workplace air, as established by the
[3]
ACGIH .
3.1.5
reference period
specified period of time stated for the limit value of a specific chemical agent
NOTE Examples of limit values for different reference periods are short-term and long-term exposure limits, such as
[3]
those established by the ACGIH .
3.1.6
workplace
defined area or areas in which the work activities are carried out
[4]
[EN 1540 ]
3.2 Analytical definitions
3.2.1
blank solution
solution prepared by taking a reagent blank, laboratory blank or field blank through the same procedure used
for sample dissolution
NOTE A blank solution might need to be subjected to further operations, e.g. addition of an internal standard, if the
sample solutions are subjected to such operations in order to produce test solutions that are ready for analysis.
3.2.2
calibration blank solution
calibration solution prepared without the addition of any stock standard solution or working standard solution
NOTE The concentration of the analyte(s) of interest in the calibration blank solution is taken to be zero.
3.2.3
calibration solution
solution prepared by dilution of the stock standard solution(s) or working standard solution(s), containing the
analyte(s) of interest at a concentration(s) suitable for use in calibration of the analytical instrument
NOTE The technique of matrix-matching is normally used when preparing calibration solutions.
3.2.4
field blank
filter that is taken through the same handling procedure as a sample, except that it is not used for sampling,
i.e., it is loaded into a sampler, transported to the sampling site and then returned to the laboratory for analysis
3.2.5
laboratory blank
unused filter, taken from the same batch used for sampling, that does not leave the laboratory
3.2.6
linear dynamic range
range of concentrations over which the calibration curve for an analyte is linear
NOTE The linear dynamic range extends from the detection limit to the onset of calibration curvature.
3.2.7
reagent blank
solution containing all reagents used in sample dissolution, in the same quantities used for preparation of
laboratory blank, field blank and sample solutions
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ISO 15202-3:2004(E)
3.2.8
sample dissolution
process of obtaining a solution containing all analytes of interest present in a sample, which might or might not
involve complete dissolution of the sample
3.2.9
sample preparation
all operations carried out on a sample after transportation and storage to prepare it for analysis, including
transformation of the sample into a measurable state, where necessary
3.2.10
sample solution
solution prepared from a sample by the process of sample dissolution
NOTE A sample solution might need to be subjected to further operations, e.g. dilution and/or addition of an internal
standard, in order to produce a test solution that is ready for analysis.
3.2.11
stock standard solution
solution used for preparation of working standard solutions and/or calibration solutions, containing the
analyte(s) of interest at a certified concentration(s) traceable to national standards
3.2.12
test solution
blank solution or sample solution that has been subjected to all operations required to bring it into a state in
which it is ready for analysis
NOTE 1 “Ready for analysis” includes dilution and/or the addition of an internal standard.
NOTE 2 The blank test solution is the blank solution and the sample test solution is the sample solution if these
solutions are not subjected to any further operations before analysis.
3.2.13
working standard solution
solution, prepared by dilution of the stock standard solution(s), that contains the analyte(s) of interest at a
concentration(s) better suited to preparation of calibration solutions than the concentration(s) of the analyte(s)
in the stock standard solution(s)
3.3 ICP-AES definitions
3.3.1
axial plasma
end-on plasma
plasma that is viewed end-on by the optical detection system
3.3.2
background correction
process of correcting the intensity at an analytical wavelength for the intensity due to the underlying spectral
background
3.3.3
background equivalent concentration
concentration of an analyte that results in an emission signal of an intensity equivalent to the background
emission signal at the analytical wavelength
3.3.4
corrosion-resistant sample introduction system
sample introduction system that features a nebulizer, spray chamber and torch injector tube that are resistant
to corrosion by hydrofluoric acid
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ISO 15202-3:2004(E)
3.3.5
excitation interference
matrix interference that manifests itself as a change in sensitivity due to a change in plasma conditions when
the matrix of a calibration or test solution is introduced into the plasma
3.3.6
ICP torch
device used to support and introduce sample into an ICP discharge
NOTE An ICP torch usually consists of three concentric tubes, the outer two usually made from quartz.
3.3.7
inductively coupled plasma
ICP
high-temperature discharge generated in flowing argon by an alternating magnetic field induced by a radio-
frequency (RF) load coil that surrounds the tube carrying the gas
3.3.8
injector
injector tube
centre tube
innermost tube of an ICP torch, through which the sample aerosol is introduced to the plasma
NOTE The injector is usually made of quartz or ceramic material.
3.3.9
inner argon flow
nebulizer argon flow
sample argon flow
flow of argon gas that is directed through the nebulizer and carries the sample aerosol through the injector
and into the plasma
−1 −1
NOTE The inner argon gas flow rate is typically 0,5 l⋅min to 2,0 l⋅min .
3.3.10
inter-element correction
interference correction
spectral interference correction technique in which emission contributions from interfering elements that emit
at the analyte wavelength are subtracted from the apparent analyte emission after measuring the interfering
element concentrations at other wavelengths
3.3.11
intermediate argon flow
auxiliary argon flow
flow of argon gas that is contained between the intermediate and centre (injector) tubes of an ICP torch
−1 −1
NOTE The intermediate argon gas flow rate is typically 0 l⋅min to 2,0 l⋅min .
3.3.12
internal standard
reference element
non-analyte element, present in all solutions analysed, the signal from which is used to correct for matrix
interferences or improve analytical precision
3.3.13
internal standardization
reference element technique
technique that uses the signal from an internal standard to correct for matrix interferences
© ISO 2004 – All rights reserved 5
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ISO 15202-3:2004(E)
3.3.14
load coil
length of tubing wound around the end of an ICP torch and connected to the radio-frequency (RF) generator,
used to inductively couple energy from the RF generator to the plasma discharge
3.3.15
matrix interference
matrix effect
non-spectral interference
interference of a non-spectral nature caused by a difference between the matrix of the calibration and test
solutions
3.3.16
matrix-matching
technique used to minimize the effect of matrix interferences on analytical results, involving the preparation of
calibration solutions in which the concentrations of acids and other major solutes are matched with those in
the test solutions
3.3.17
nebulizer
device used to create an aerosol from a liquid
3.3.18
outer argon flow
plasma argon flow
coolant argon flow
flow of argon gas that is contained between the outer and intermediate tubes of an ICP torch
−1 −1
NOTE The outer argon flow is typically 7 l⋅min to 15 l⋅min .
3.3.19
pneumatic nebulizer
nebulizer that uses high-speed gas flows to create an aerosol from a liquid
3.3.20
radial plasma
plasma that is viewed from the side by the optical detection system
3.3.21
spray chamber
device, placed between a nebulizer and an ICP torch, whose function is to separate out aerosol droplets
according to their size, so that only very fine droplets pass into the plasma and large droplets are drained or
pumped to waste
3.3.22
spectral interference
interference caused by the emission from a species other than the analyte of interest
3.3.23
transport interference
transport effect
matrix interference caused by a difference in viscosity, surface tension or density between the calibration and
test solutions that produces a change in nebulizer efficiency and hence in the amount of analyte reaching the
plasma
NOTE A transport interference can be due to a difference in dissolved solids, type and concentration of acid, etc.,
between the calibration and the test solutions.
6 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 15202-3:2004(E)
3.3.24
ultrasonic nebulizer
nebulizer in which the aerosol is created by flowing a liquid across a surface that is oscillating at an ultrasonic
frequency
3.3.25
viewing height
observation height
〈radial plasma〉 position in a radial plasma from where the emission measured originates
NOTE The viewing height is generally given as the distance, in millimetres, above the load coil.
3.3.26
x-y centring
〈axial plasma〉 horizontal and vertical adjustment of an axial plasma to establish optimum viewing conditions,
such that only emission from the central channel of the plasma is measured
3.4 Statistical terms
3.4.1
analytical recovery
ratio of the mass of analyte measured when a sample is analysed to the known mass of analyte in that sample,
expressed as a percentage
3.4.2
bias
consistent deviation of the results of a measurement process from the true value of the air quality
characteristic itself
[5]
NOTE Adapted from ISO 6879 .
3.4.3
overall uncertainty
〈of a measuring procedure or of an instrument〉 quantity used to characterize as a whole the uncertainty of a
result given by an apparatus or measuring procedure.
NOTE The overall uncertainty is calculated based on a combination of bias and precision, usually in accordance with
Equation (1) and is expressed as a percentage:
xx−+ 2s
ref
×100 (1)
x
ref
where
x is the mean value of results of a number (n) of repeated measurements;
x is the true or accepted reference value of concentration;
ref
s is the standard deviation of the measurements.
[6]
[EN 482 ]
3.4.4
precision
closeness of agreement of results obtained by applying the method several times under prescribed conditions
[5]
NOTE Adapted from ISO 6879 .
© ISO 2004 – All rights reserved 7
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ISO 15202-3:2004(E)
3.4.5
true value
value which characterizes a quantity perfectly defined in the conditions which exist when that quantity is
considered
[7]
[ISO 3534-1 ]
[4]
NOTE The true value of a quantity is a theoretical concept and, in general, cannot be known exactly; see EN 1540 .
3.4.6
uncertainty
〈of measurement〉 parameter associated with the result of a measurement that characterizes the dispersion of
the values that could reasonably be attributed to the measurand
NOTE 1 The parameter can be, for example, a standard deviation (or a given multiple of it), or the width of a
confidence interval.
NOTE 2 Uncertainty of measurement comprises, in general, many components. Some of these components can be
evaluated from the statistical distribution of the results of series of measurements and can be characterized by standard
deviations. The other components, which also can be characterized by standard deviations, are evaluated from assumed
probability distributions based on experience or other information. The ISO Guide to the expression of uncertainty in
[8]
measurement (GUM) refers to these different cases as Type A and Type B evaluations of uncertainty, respectively.
[9]
NOTE 3 Adapted from VIM .
4 Principle
4.1 Airborne particles containing metals and metalloids are collected using the method specified in
ISO 15202-1.
4.2 The collected sample and the filter are then treated to dissolve the metals and metalloids of interest
using one of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2.
4.3 The resultant solutions are analysed for the metals and metalloids of interest using the inductively
coupled plasma atomic emission spectrometry method specified in this part of ISO 15202.
5 Requirements
The measuring procedure as a whole (specified in ISO 15202-1, ISO 15202-2 and this part of ISO 15202)
[6] [10]
shall comply with any relevant international, European or national standard, e.g. EN 482 and EN 13890 ,
which specifies performance requirements for measuring chemical agents in workplace air.
6 Reagents
During the analysis, use only reagents of recognized analytical grade and only water as specified in 6.1.
6.1 Water, complying with the requirements for ISO 3696 grade 2 water (electrical conductivity less than
−1
0,1 mS⋅m and resistivity greater than 0,01 MΩ⋅m at 25 °C).
It is recommended that the water used be obtained from a water purification system that delivers ultrapure
water having a resistivity greater than 0,18 MΩ⋅m (usually expressed by manufacturers of water purification
systems as 18 MΩ⋅cm).
−1 −1
6.2 Ammonium citrate solution, 17 g⋅l (NH ) HC H O and 5 g⋅l C H O ⋅H O, prepared in
4 2 6 5 7 6 8 7 2
accordance with B.4.2 of ISO 15202-2:2001.
8 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 15202-3:2004(E)
NOTE This solution is required only when soluble nickel compounds are to be determined (see B.6.1.3 of ISO 15202-
2:2001).
6
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 15202-3:2005
01-december-2005
=UDNQDGHORYQHPPHVWX±'RORþHYDQMHNRYLQLQSRONRYLQYOHEGHþLKGHOFLK]
DWRPVNRHPLVLMVNRVSHNWURPHWULMR]LQGXNWLYQRVNORSOMHQRSOD]PR±GHO $QDOL]D
Workplace air -- Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry -- Part 3: Analysis
Air des lieux de travail -- Détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en
suspension dans l'air par spectrométrie d'émission atomique avec plasma à couplage
inductif -- Partie 3: Analyse
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 15202-3:2004
ICS:
13.040.30 Kakovost zraka na delovnem Workplace atmospheres
mestu
SIST ISO 15202-3:2005 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO 15202-3:2005
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST ISO 15202-3:2005
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15202-3
First edition
2004-11-15
Workplace air — Determination of metals
and metalloids in airborne particulate
matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 3:
Analysis
Air des lieux de travail — Détermination des métaux et métalloïdes
dans les particules en suspension dans l'air par spectrométrie
d'émission atomique avec plasma à couplage inductif —
Partie 3: Analyse
Reference number
ISO 15202-3:2004(E)
©
ISO 2004
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SIST ISO 15202-3:2005
ISO 15202-3:2004(E)
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ISO 15202-3:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions and abbreviated terms. 2
3.1 General definitions. 2
3.2 Analytical definitions . 3
3.3 ICP-AES definitions . 4
3.4 Statistical terms . 7
4 Principle . 8
5 Requirements . 8
6 Reagents . 8
7 Laboratory apparatus . 12
8 Procedure. 13
8.1 Method development . 13
8.2 Instrument performance checks . 18
8.3 Routine analysis. 18
8.4 Estimation of detection and quantification limits. 19
8.5 Quality control. 20
8.6 Measurement uncertainty. 21
9 Expression of results. 21
10 Method performance. 22
10.1 Method detection limits and quantification limits . 22
10.2 Upper limits of the analytical range . 23
10.3 Bias and precision . 23
10.4 Overall uncertainty of sampling and analysis methods . 23
10.5 Spectral interferences . 24
11 Test report. 24
11.1 Test records. 24
11.2 Laboratory report . 25
Annex A (informative) Guidance on maintenance of ICP-AES instrumentation . 26
Annex B (informative) Examples of performance checks and fault diagnostics. 28
Annex C (informative) Procedure for quality control and identification (QUID) of malfunctions of
inductively coupled plasma atomic emission spectrometers. 29
Annex D (informative) Recalculation of metal and metalloid in air concentrations to reference
conditions . 35
Bibliography . 36
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ISO 15202-3:2004(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15202-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2, Workplace
atmospheres.
ISO 15202 consists of the following parts, under the general title: Workplace air — Determination of metals
and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry:
Part 1: Sampling
Part 2: Sample preparation
Part 3: Analysis
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ISO 15202-3:2004(E)
Introduction
The health of workers in many industries is at risk through exposure by inhalation to toxic metals and
metalloids. Industrial hygienists and other public health professionals need to determine the effectiveness of
measures taken to control workers' exposure and this is generally achieved by making workplace air
measurements. This part of ISO 15202 has been published in order to make available a method for making
valid exposure measurements for a wide range of metals and metalloids in use in industry. It will be of benefit
to: agencies concerned with health and safety at work; industrial hygienists and other public health
professionals; analytical laboratories; industrial users of metals and metalloids and their workers, etc.
This part of ISO 15202 specifies a generic method for determination of the mass concentration of metals and
metalloids in workplace air using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) and
gives requirements and test methods for analysis of sample solutions.
Part 1 of ISO 15202 gives details of relevant international, European and national standards which specify
characteristics, performance requirements and test methods relating to sampling equipment; augments
guidance provided elsewhere on assessment strategy and measurement strategy; and specifies a method for
collecting samples of airborne particulate matter for subsequent chemical analysis.
Part 2 of ISO 15202 describes a number of procedures for preparing sample solutions for analysis by
ICP-AES.
It has been assumed in the drafting of this part of ISO 15202 that the execution of its provisions and the
interpretation of the results obtained are entrusted to appropriately qualified and experienced people.
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SIST ISO 15202-3:2005
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15202-3:2004(E)
Workplace air — Determination of metals and metalloids in
airborne particulate matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 3:
Analysis
1 Scope
This part of ISO 15202 specifies a procedure for the use of inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry for analysing test solutions prepared as prescribed in ISO 15202-2 from samples of airborne
particulate matter collected as specified in ISO 15202-1. Method development, performance checks and a
routine analysis method are specified.
This part of ISO 15202 is applicable for the assessment of workplace exposure to metals and metalloids for
[1] [2]
comparison with limit values (see e.g. EN 689 , ASTM E 1370 , etc.).
The following is a non-exclusive list of metals and metalloids for which limit values have been set (see
Reference [3]), and for which one or more of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2 and
the analytical procedure described in this part of ISO 15202 are applicable. However, there is no information
available on the effectiveness of any of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2 for those
elements in italics.
aluminium calcium magnesium selenium tungsten
antimony chromium manganese silver uranium
arsenic cobalt mercury sodium vanadium
barium copper molybdenum strontium yttrium
beryllium hafnium nickel tantalum zinc
bismuth indium phosphorus tellurium zirconium
platinum
boron iron thallium
caesium lead potassium tin
cadmium lithium rhodium titanium
NOTE ISO 15202 is not applicable to determination of elemental mercury, since mercury vapour is not collected
using the sampling method specified in ISO 15202-1.
The procedure is suitable for assessment of exposure against the long-term exposure limits for most of the
−1
metals and metalloids listed above when sampling at a typical flow rate of 2 l⋅min for sampling times in the
range 30 min to 8 h and for assessment of exposure against the short-term exposure limits, where applicable
(see 10.4).
The procedure suffers from no significant spectral interferences (see 10.5), provided that suitable analytical
wavelengths are used. However, inaccurate background correction and/or inadequate matrix-matching can
adversely affect results.
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ISO 15202-3:2004(E)
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 648:1977, Laboratory glassware — One-mark pipettes
ISO 1042:1998, Laboratory glassware — One-mark volumetric flasks
ISO 3585:1998, Borosilicate glass 3.3 — Properties
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 8655-1, Piston-operated volumetric apparatus — Part 1: Terminology, general requirements and user
recommendations
ISO 8655-2, Piston-operated volumetric apparatus — Part 2: Piston pipettes
ISO 8655-5, Piston-operated volumetric apparatus — Part 5: Dispensers
ISO 8655-6, Piston-operated volumetric apparatus — Part 6: Gravimetric methods for the determination of
measurement error
ISO 15202-1:2000, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 1: Sampling
ISO 15202-2:2001, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 2: Sample preparation
3 Terms, definitions and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 General definitions
3.1.1
chemical agent
any chemical element or compound, on its own or admixed, as it occurs in the natural state or as produced by
any work activity, whether or not produced intentionally and whether or not placed on the market
3.1.2
measuring procedure
procedure for sampling and analysing one or more chemical agents in the air and including storage and
transportation of the sample
3.1.3
time-weighted average concentration
TWA concentration
concentration of a chemical agent in the atmosphere, averaged over the reference period
NOTE A more detailed discussion of TWA concentrations has been published by the American Conference of
[3]
Government Industrial Hygienists .
3.1.4
limit value
reference figure for concentration of a chemical agent in air
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ISO 15202-3:2004(E)
NOTE An example is the Threshold Limit Value (TLV) for a given substance in workplace air, as established by the
[3]
ACGIH .
3.1.5
reference period
specified period of time stated for the limit value of a specific chemical agent
NOTE Examples of limit values for different reference periods are short-term and long-term exposure limits, such as
[3]
those established by the ACGIH .
3.1.6
workplace
defined area or areas in which the work activities are carried out
[4]
[EN 1540 ]
3.2 Analytical definitions
3.2.1
blank solution
solution prepared by taking a reagent blank, laboratory blank or field blank through the same procedure used
for sample dissolution
NOTE A blank solution might need to be subjected to further operations, e.g. addition of an internal standard, if the
sample solutions are subjected to such operations in order to produce test solutions that are ready for analysis.
3.2.2
calibration blank solution
calibration solution prepared without the addition of any stock standard solution or working standard solution
NOTE The concentration of the analyte(s) of interest in the calibration blank solution is taken to be zero.
3.2.3
calibration solution
solution prepared by dilution of the stock standard solution(s) or working standard solution(s), containing the
analyte(s) of interest at a concentration(s) suitable for use in calibration of the analytical instrument
NOTE The technique of matrix-matching is normally used when preparing calibration solutions.
3.2.4
field blank
filter that is taken through the same handling procedure as a sample, except that it is not used for sampling,
i.e., it is loaded into a sampler, transported to the sampling site and then returned to the laboratory for analysis
3.2.5
laboratory blank
unused filter, taken from the same batch used for sampling, that does not leave the laboratory
3.2.6
linear dynamic range
range of concentrations over which the calibration curve for an analyte is linear
NOTE The linear dynamic range extends from the detection limit to the onset of calibration curvature.
3.2.7
reagent blank
solution containing all reagents used in sample dissolution, in the same quantities used for preparation of
laboratory blank, field blank and sample solutions
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ISO 15202-3:2004(E)
3.2.8
sample dissolution
process of obtaining a solution containing all analytes of interest present in a sample, which might or might not
involve complete dissolution of the sample
3.2.9
sample preparation
all operations carried out on a sample after transportation and storage to prepare it for analysis, including
transformation of the sample into a measurable state, where necessary
3.2.10
sample solution
solution prepared from a sample by the process of sample dissolution
NOTE A sample solution might need to be subjected to further operations, e.g. dilution and/or addition of an internal
standard, in order to produce a test solution that is ready for analysis.
3.2.11
stock standard solution
solution used for preparation of working standard solutions and/or calibration solutions, containing the
analyte(s) of interest at a certified concentration(s) traceable to national standards
3.2.12
test solution
blank solution or sample solution that has been subjected to all operations required to bring it into a state in
which it is ready for analysis
NOTE 1 “Ready for analysis” includes dilution and/or the addition of an internal standard.
NOTE 2 The blank test solution is the blank solution and the sample test solution is the sample solution if these
solutions are not subjected to any further operations before analysis.
3.2.13
working standard solution
solution, prepared by dilution of the stock standard solution(s), that contains the analyte(s) of interest at a
concentration(s) better suited to preparation of calibration solutions than the concentration(s) of the analyte(s)
in the stock standard solution(s)
3.3 ICP-AES definitions
3.3.1
axial plasma
end-on plasma
plasma that is viewed end-on by the optical detection system
3.3.2
background correction
process of correcting the intensity at an analytical wavelength for the intensity due to the underlying spectral
background
3.3.3
background equivalent concentration
concentration of an analyte that results in an emission signal of an intensity equivalent to the background
emission signal at the analytical wavelength
3.3.4
corrosion-resistant sample introduction system
sample introduction system that features a nebulizer, spray chamber and torch injector tube that are resistant
to corrosion by hydrofluoric acid
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SIST ISO 15202-3:2005
ISO 15202-3:2004(E)
3.3.5
excitation interference
matrix interference that manifests itself as a change in sensitivity due to a change in plasma conditions when
the matrix of a calibration or test solution is introduced into the plasma
3.3.6
ICP torch
device used to support and introduce sample into an ICP discharge
NOTE An ICP torch usually consists of three concentric tubes, the outer two usually made from quartz.
3.3.7
inductively coupled plasma
ICP
high-temperature discharge generated in flowing argon by an alternating magnetic field induced by a radio-
frequency (RF) load coil that surrounds the tube carrying the gas
3.3.8
injector
injector tube
centre tube
innermost tube of an ICP torch, through which the sample aerosol is introduced to the plasma
NOTE The injector is usually made of quartz or ceramic material.
3.3.9
inner argon flow
nebulizer argon flow
sample argon flow
flow of argon gas that is directed through the nebulizer and carries the sample aerosol through the injector
and into the plasma
−1 −1
NOTE The inner argon gas flow rate is typically 0,5 l⋅min to 2,0 l⋅min .
3.3.10
inter-element correction
interference correction
spectral interference correction technique in which emission contributions from interfering elements that emit
at the analyte wavelength are subtracted from the apparent analyte emission after measuring the interfering
element concentrations at other wavelengths
3.3.11
intermediate argon flow
auxiliary argon flow
flow of argon gas that is contained between the intermediate and centre (injector) tubes of an ICP torch
−1 −1
NOTE The intermediate argon gas flow rate is typically 0 l⋅min to 2,0 l⋅min .
3.3.12
internal standard
reference element
non-analyte element, present in all solutions analysed, the signal from which is used to correct for matrix
interferences or improve analytical precision
3.3.13
internal standardization
reference element technique
technique that uses the signal from an internal standard to correct for matrix interferences
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SIST ISO 15202-3:2005
ISO 15202-3:2004(E)
3.3.14
load coil
length of tubing wound around the end of an ICP torch and connected to the radio-frequency (RF) generator,
used to inductively couple energy from the RF generator to the plasma discharge
3.3.15
matrix interference
matrix effect
non-spectral interference
interference of a non-spectral nature caused by a difference between the matrix of the calibration and test
solutions
3.3.16
matrix-matching
technique used to minimize the effect of matrix interferences on analytical results, involving the preparation of
calibration solutions in which the concentrations of acids and other major solutes are matched with those in
the test solutions
3.3.17
nebulizer
device used to create an aerosol from a liquid
3.3.18
outer argon flow
plasma argon flow
coolant argon flow
flow of argon gas that is contained between the outer and intermediate tubes of an ICP torch
−1 −1
NOTE The outer argon flow is typically 7 l⋅min to 15 l⋅min .
3.3.19
pneumatic nebulizer
nebulizer that uses high-speed gas flows to create an aerosol from a liquid
3.3.20
radial plasma
plasma that is viewed from the side by the optical detection system
3.3.21
spray chamber
device, placed between a nebulizer and an ICP torch, whose function is to separate out aerosol droplets
according to their size, so that only very fine droplets pass into the plasma and large droplets are drained or
pumped to waste
3.3.22
spectral interference
interference caused by the emission from a species other than the analyte of interest
3.3.23
transport interference
transport effect
matrix interference caused by a difference in viscosity, surface tension or density between the calibration and
test solutions that produces a change in nebulizer efficiency and hence in the amount of analyte reaching the
plasma
NOTE A transport interference can be due to a difference in dissolved solids, type and concentration of acid, etc.,
between the calibration and the test solutions.
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SIST ISO 15202-3:2005
ISO 15202-3:2004(E)
3.3.24
ultrasonic nebulizer
nebulizer in which the aerosol is created by flowing a liquid across a surface that is oscillating at an ultrasonic
frequency
3.3.25
viewing height
observation height
〈radial plasma〉 position in a radial plasma from where the emission measured originates
NOTE The viewing height is generally given as the distance, in millimetres, above the load coil.
3.3.26
x-y centring
〈axial plasma〉 horizontal and vertical adjustment of an axial plasma to establish optimum viewing conditions,
such that only emission from the central channel of the plasma is measured
3.4 Statistical terms
3.4.1
analytical recovery
ratio of the mass of analyte measured when a sample is analysed to the known mass of analyte in that sample,
expressed as a percentage
3.4.2
bias
consistent deviation of the results of a measurement process from the true value of the air quality
characteristic itself
[5]
NOTE Adapted from ISO 6879 .
3.4.3
overall uncertainty
〈of a measuring procedure or of an instrument〉 quantity used to characterize as a whole the uncertainty of a
result given by an apparatus or measuring procedure.
NOTE The overall uncertainty is calculated based on a combination of bias and precision, usually in accordance with
Equation (1) and is expressed as a percentage:
xx−+ 2s
ref
×100 (1)
x
ref
where
x is the mean value of results of a number (n) of repeated measurements;
x is the true or accepted reference value of concentration;
ref
s is the standard deviation of the measurements.
[6]
[EN 482 ]
3.4.4
precision
closeness of agreement of results obtained by applying the method several times under prescribed conditions
[5]
NOTE Adapted from ISO 6879 .
© ISO 2004 – All rights reserved 7
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SIST ISO 15202-3:2005
ISO 15202-3:2004(E)
3.4.5
true value
value which characterizes a quantity perfectly defined in the conditions which exist when that quantity is
considered
[7]
[ISO 3534-1 ]
[4]
NOTE The true value of a quantity is a theoretical concept and, in general, cannot be known exactly; see EN 1540 .
3.4.6
uncertainty
〈of measurement〉 parameter associated with the result of a measurement that characterizes the dispersion of
the values that could reasonably be attributed to the measurand
NOTE 1 The parameter can be, for example, a standard deviation (or a given multiple of it), or the width of a
confidence interval.
NOTE 2 Uncertainty of measurement comprises, in general, many components. Some of these components can be
evaluated from the statistical distribution of the results of series of measurements and can be characterized by standard
deviations. The other components, which also can be characterized by standard deviations, are evaluated from assumed
probability distributions based on experience or other information. The ISO Guide to the expression of uncertainty in
[8]
measurement (GUM) refers to these different cases as Type A and Type B evaluations of uncertainty, respectively.
[9]
NOTE 3 Adapted from VIM .
4 Principle
4.1 Airborne particles containing metals and metalloids are collected using the method specified in
ISO 15202-1.
4.2 The collected sample and the filter are then treated to dissolve the metals and metalloids of interest
using one of the sample dissolution methods specified in ISO 15202-2.
4.3 The resultant solutions are analysed for the meta
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15202-3
Première édition
2004-11-15
Air des lieux de travail — Détermination
des métaux et métalloïdes dans les
particules en suspension dans l'air par
spectrométrie d'émission atomique avec
plasma à couplage inductif —
Partie 3:
Analyse
Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne
particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry —
Part 3: Analysis
Numéro de référence
ISO 15202-3:2004(F)
©
ISO 2004
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ISO 15202-3:2004(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 15202-3:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 2
3 Termes, définitions et termes abrégés . 2
3.1 Définitions générales. 2
3.2 Définitions relatives à l’analyse. 3
3.3 Définitions relatives à la spectrométrie d’émission atomique avec plasma à couplage
inductif . 5
3.4 Termes statistiques . 7
4 Principe . 9
5 Exigences . 9
6 Réactifs . 9
7 Appareillage de laboratoire. 13
8 Mode opératoire . 14
8.1 Mise au point de la méthode. 14
8.2 Essais de performances de l’instrument.19
8.3 Analyse de routine. 20
8.4 Estimation des limites de détection et de quantification. 21
8.5 Maîtrise de la qualité. 22
8.6 Incertitude de mesure. 22
9 Expression des résultats . 23
10 Performances de la méthode. 24
10.1 Limites de détection et de quantification de la méthode. 24
10.2 Limite supérieure de la gamme d’analyse. 24
10.3 Biais et fidélité. 25
10.4 Incertitude globale des méthodes d’échantillonnage et d’analyse . 25
10.5 Interférences spectrales. 26
11 Rapports d’essai . 26
11.1 Procès-verbaux d’essai. 26
11.2 Rapport de laboratoire. 27
Annexe A (informative) Lignes directrices relatives à la maintenance de l’appareillage d’ICP-AES . 28
Annexe B (informative) Exemples de contrôles des performances et de diagnostics de panne . 31
Annexe C (informative) Procédure de maîtrise de la qualité et d’identification des
dysfonctionnements des spectromètres d’émission atomique avec plasma à couplage
inductif (QUID). 32
Annexe D (informative) Correction des concentrations de métaux et métalloïdes dans l’air par
rapport aux conditions de référence. 38
Bibliographie . 39
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
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ISO 15202-3:2004(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15202-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 146, Qualité de l'air, sous-comité SC 2,
Atmosphères des lieux de travail.
L'ISO 15202 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Air des lieux de travail —
Détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en suspension dans l'air par spectrométrie
d'émission atomique avec plasma à couplage inductif:
Partie 1: Échantillonnage
Partie 2: Préparation des échantillons
Partie 3: Analyse
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ISO 15202-3:2004(F)
Introduction
Dans de nombreuses industries, la santé des travailleurs est exposée à des risques liés à l’inhalation de
métaux et métalloïdes toxiques. Les hygiénistes industriels et autres professionnels de santé publique ont
besoin de déterminer l’efficacité des mesures prises pour contrôler l’exposition des travailleurs, généralement
par le biais de mesurages de l’air du lieu de travail. La présente partie de l’ISO 15202 vise à fournir une
méthode permettant d’effectuer des mesurages d’exposition valides pour une large gamme de métaux et de
métalloïdes utilisés dans l’industrie. Elle s’adresse aux utilisateurs suivants: les agences concernées par
l’hygiène et la sécurité du travail, les hygiénistes industriels et autres professionnels de santé publique, les
laboratoires d’analyse, les industriels utilisateurs de métaux et métalloïdes et leurs employés, etc.
La présente partie de l’ISO 15202 spécifie une méthode générique pour la détermination de la concentration
en masse des métaux et métalloïdes dans l’air des lieux de travail en utilisant la spectrométrie d’émission
atomique avec plasma à couplage inductif (abréviation en anglais ICP-AES) et définit les exigences et les
méthodes d’essai pour l’analyse de solutions échantillons.
L’ISO 15202-1 donne des détails sur des normes internationales, européennes et nationales applicables qui
spécifient les caractéristiques, les exigences de performance et les méthodes d’essai relatives à l’équipement
nécessaire à l’échantillonnage. Elle apporte également des lignes directrices supplémentaires sur la stratégie
d’évaluation et la stratégie de mesurage fournies par ailleurs et spécifie une méthode de prélèvement
d’échantillons de matière particulaire en suspension dans l’air en vue d’une analyse chimique ultérieure.
L’ISO 15202-2 décrit des méthodes de préparation de solutions échantillons pour analyse par ICP-AES.
Lors de l’élaboration de la présente partie de l’ISO 15202, il a été supposé que les personnes chargées de
l’exécution de ses dispositions et de l’interprétation des résultats obtenus ont les qualifications et l’expérience
appropriées.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15202-3:2004(F)
Air des lieux de travail — Détermination des métaux et
métalloïdes dans les particules en suspension dans l'air par
spectrométrie d'émission atomique avec plasma à couplage
inductif —
Partie 3:
Analyse
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 15202 spécifie une méthode d’utilisation de la spectrométrie d’émission atomique
avec plasma à couplage inductif pour l’analyse de solutions d’essai préparées conformément aux
spécifications de l’ISO 15202-2 à partir d’échantillons de matière particulaire en suspension dans l’air,
prélevés conformément aux spécifications de l’ISO 15202-1. Elle spécifie également la mise au point de la
méthode, les contrôles de performance et une méthode d’analyse de routine.
La présente partie de l’ISO 15202 peut être utilisée pour l’évaluation de l’exposition aux métaux et métalloïdes
[1]
sur le lieu de travail en vue d’une comparaison avec les valeurs limite (voir par exemple l’EN 689 ,
[2]
l’ASTM E 1370 etc.).
La liste suivante est une liste non exhaustive des métaux et métalloïdes pour lesquels des valeurs limite ont
été déterminées (voir Référence [3]), et pour lesquels au moins une des méthodes de mise en solution
d’échantillon spécifiées dans l'ISO 15202-2 et la méthode d’analyse décrite dans la présente partie de
l’ISO 15202 sont applicables. Il n'existe cependant pas d'informations disponibles sur l'efficacité de l'ensemble
de ces méthodes de mise en solution d’échantillon spécifiées dans l’ISO 15202-2 pour les éléments indiqués
en italique.
aluminium calcium magnésium sélénium tungstène
antimoine chrome manganèse argent uranium
arsenic cobalt mercure sodium vanadium
baryum cuivre molybdène strontium yttrium
béryllium hafnium nickel tantale zinc
bismuth indium phosphore tellure zirconium
bore fer platine thallium
césium plomb potassium étain
cadmium lithium rhodium titane
NOTE L'ISO 15202 n'est pas applicable à la détermination du mercure élémentaire, dans la mesure où la vapeur de
mercure n’est pas prélevée en utilisant la méthode d'échantillonnage spécifiée dans l'ISO 15202-1.
Cette méthode est adaptée à l’évaluation de l’exposition par rapport aux limites d’exposition à long terme pour
la plupart des métaux et métalloïdes répertoriés ci-dessus lorsque l’échantillonnage est réalisé à un débit de
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−1
2 l⋅min pour des temps d’échantillonnage compris entre 30 min et 8 h et pour l’évaluation de l’exposition par
comparaison avec les limites d’exposition à court terme s’il y a lieu (voir en 10.4).
Cette méthode n’entraîne pas d’interférences spectrales significatives (voir en 10.5) sous réserve de
l’utilisation de longueurs d’onde analytiques appropriées. Toutefois, une correction du bruit de fond inexacte
et/ou un appariement incorrect de la matrice peuvent avoir une incidence négative sur les résultats.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 648:1977, Verrerie de laboratoire — Pipettes à un trait
ISO 1042:1998, Verrerie de laboratoire — Fioles jaugées à un trait
ISO 3585:1998, Verre borosilicaté 3.3 — Propriétés
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 8655-1:2002, Appareils volumétriques à piston — Partie 1: Définitions, exigences générales et
recommandations pour l'utilisateur
ISO 8655-2, Appareils volumétriques à piston — Partie 2: Pipettes à piston
ISO 8655-5, Appareils volumétriques à piston — Partie 5: Dispenseurs
ISO 8655-6, Appareils volumétriques à piston — Partie 6: Méthodes gravimétriques pour la détermination de
l'erreur de mesure
ISO 15202-1:2000, Air des lieux de travail — Dosage des métaux et métalloïdes dans les particules en
suspension dans l'air par spectrométrie d'émission atomique avec plasma à couplage inductif — Partie 1:
Échantillonnage
ISO 15202-2:2001, Air des lieux de travail — Détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en
suspension dans l'air par spectrométrie d'émission atomique avec plasma à couplage inductif — Partie 2:
Préparation des échantillons
3 Termes, définitions et termes abrégés
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1 Définitions générales
3.1.1
agent chimique
tout élément ou composé chimique, seul ou mélangé, tel qu’il se présente à l’état naturel ou qu’il résulte d'une
activité professionnelle, qu’il soit ou non produit intentionnellement et qu’il soit ou non commercialisé
3.1.2
procédure de mesurage
mode opératoire d'échantillonnage et d'analyse pour un ou plusieurs agents chimiques dans l'air, incluant la
conservation et le transport de l'échantillon
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3.1.3
concentration moyenne pondérée en temps
concentration d'un agent chimique dans l'atmosphère, en moyenne sur la période de référence
NOTE Une discussion plus détaillée sur les concentrations moyennes pondérées en temps et leur utilisation apparaît
[3]
dans la publication de l’American Conference of Government Industrial Hygienists .
3.1.4
valeur limite
valeur numérique de référence pour la concentration d’un agent chimique dans l’air
NOTE Un exemple de valeur limite: la Threshold Limit Value (TLV) pour une substance donnée dans l’air des lieux
[3]
de travail, telle qu’établie par l’ACGIH .
3.1.5
période de référence
période de temps spécifiée pour la valeur limite d'un agent chimique donné
NOTE Ces périodes de référence peuvent être exprimées en terme d’expositions de courte durée ou de longue durée,
[3]
telles qu’établies par l’ACGIH .
3.1.6
lieu de travail
emplacement(s) défini(s) dans le(s)quel(s) les activités du travail sont effectuées
[4]
[EN 1540 ]
3.2 Définitions relatives à l’analyse
3.2.1
solution de blanc
solution préparée à partir d’un blanc de réactifs, d’un blanc de laboratoire ou d’un témoin en utilisant la même
méthode que pour la mise en solution de l’échantillon
NOTE Une solution de blanc peut nécessiter des traitements supplémentaires, par exemple l’addition d’un étalon
interne, si les solutions d’échantillon sont soumises à ces traitements afin d’obtenir des solutions d’essai prêtes pour
l’analyse.
3.2.2
solution de blanc d’étalonnage
solution d’étalonnage préparée sans addition de solution étalon mère ni de solution étalon intermédiaire
NOTE La concentration d’analyte(s) étudié(s) dans la solution de blanc d’étalonnage est considérée comme nulle.
3.2.3
solution d’étalonnage
solution obtenue par dilution de la ou des solution(s) étalon(s) mère(s) ou des solution étalon(s)
intermédiaire(s), contenant l’analyte étudié à une concentration qui est appropriée à l’étalonnage de
l’instrument d’analyse
NOTE La technique d’appariement de matrice est généralement utilisée pour préparer les solutions d’étalonnage.
3.2.4
témoin
filtre qui a été manipulé comme l’échantillon mais qui n’a pas été utilisé pour l’échantillonnage, c’est-à-dire
qu’il a été placé dans un dispositif d’échantillonnage, transporté jusqu’au site d’échantillonnage puis renvoyé
au laboratoire pour analyse
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3.2.5
blanc de laboratoire
filtre vierge, pris dans le lot de filtres utilisés pour l’échantillonnage mais ne quittant pas le laboratoire
3.2.6
gamme dynamique linéaire
gamme de concentrations sur laquelle la courbe d’étalonnage d’un analyte est linéaire
NOTE La gamme dynamique linéaire est comprise entre la limite de détection et le début de courbure de l’étalonnage.
3.2.7
blanc de réactifs
solution contenant tous les réactifs utilisés pendant la mise en solution de l’échantillon, en quantités
équivalentes à celles utilisées pour la préparation du blanc de laboratoire, du témoin et des solutions
échantillons
3.2.8
mise en solution d’échantillons
processus permettant d'obtenir une solution contenant les analytes étudiés à partir d'un échantillon, et qui
peut ou non impliquer la mise en solution complète de l'échantillon.
3.2.9
préparation des échantillons
toutes les opérations effectuées sur un échantillon, après le transport et le stockage, pour le préparer à
l'analyse, y compris la transformation de l'échantillon en une forme mesurable si nécessaire
3.2.10
solution d’échantillons
solution préparée au moyen du processus de mise en solution d’échantillons
NOTE Une solution d’échantillon peut nécessiter des traitements ultérieurs, par exemple une dilution et/ou l’addition
d’un étalon interne, afin d’obtenir une solution d’essai prête à l’analyse.
3.2.11
solution étalon mère
solution utilisée pour la préparation des solutions étalons intermédiaires et/ou des solutions d’étalonnage,
contenant l’analyte ou les analytes étudié(s) à des concentrations certifiées garantissant une traçabilité aux
étalons nationaux
3.2.12
solution d’essai
solution de blanc ou solution d’échantillon ayant été soumise à toutes les opérations permettant de les
préparer à l’analyse
NOTE 1 La préparation à l’analyse inclut une dilution et/ou l’addition d’un étalon interne.
NOTE 2 Si ces solutions ne sont pas soumises à des traitements ultérieurs avant analyse, la solution d’essai à blanc
est la solution de blanc et la solution d’échantillon est la solution d’essai.
3.2.13
solution étalon intermédiaire
solution préparée par dilution d’une ou de plusieurs solutions étalons mères contenant l’analyte ou les
analytes étudié(s) à des concentrations qui sont mieux adaptées à la préparation des solutions d’étalonnage
que les concentrations en analyte de la ou des solution(s) étalon(s) mère(s)
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3.3 Définitions relatives à la spectrométrie d’émission atomique avec plasma à couplage
inductif
3.3.1
plasma à visée axiale
plasma observé par son extrémité par le système de détection optique
3.3.2
correction du bruit de fond
procédé consistant à corriger l'intensité mesurée à une longueur d’onde analytique donnée, de l'intensité due
au bruit de fond à cette longueur d'onde
3.3.3
concentration équivalente au bruit de fond
abréviation anglaise: BEC (background equivalent concentration)
concentration d’un analyte produisant un signal d’émission dont l’intensité est équivalente à celle du bruit de
fond à la longueur d’onde analytique
3.3.4
système d’injection résistant à la corrosion
dispositif d’introduction de l’échantillon dont tous les éléments (nébuliseur, chambre de nébulisation et tube
injecteur) sont résistants à la corrosion par l’acide fluorhydrique
3.3.5
interférence d’excitation
interférence due à la matrice qui prend la forme d’une modification de la sensibilité du fait de la modification
des conditions du plasma, lorsque la matrice d’une solution d’étalonnage ou d’une solution d’essai est
introduite dans le plasma
3.3.6
torche ICP
dispositif utilisé pour transporter l’échantillon et l’introduire dans la décharge ICP
NOTE 1 ICP est l’abréviation anglaise de «inductively coupled plasma» (plasma à couplage inductif).
NOTE 2 Une torche ICP est généralement composée de trois tubes concentriques, les deux tubes externes étant
généralement en quartz.
3.3.7
plasma à couplage inductif
abréviation anglaise: ICP
décharge haute température générée dans le flux d’argon par un champ magnétique alternatif induit par une
bobine d’induction fonctionnant dans le domaine des radiofréquences qui entoure le tube contenant le gaz
3.3.8
injecteur
tube injecteur
tube central
dans une torche ICP, tube situé le plus à l’intérieur, par lequel l’aérosol est introduit dans le plasma
NOTE L’injecteur est généralement en quartz ou en matière céramique.
3.3.9
débit d'argon d'injection
débit d’argon central
débit d’argon de l'échantillon
débit du flux d’argon transportant l’aérosol échantillon et traversant le nébuliseur avant d’être introduit dans le
plasma via l’injecteur
−1 −1
NOTE Le débit d’argon d’injection est généralement compris entre 0,5 l⋅min et 2,0 l⋅min .
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3.3.10
correction interélément
correction d’interférence
technique de correction de l’interférence spectrale dans laquelle les contributions des interférents qui émettent
à la longueur d’onde de l’analyte sont soustraites de l’émission apparente de l’analyte, après mesurage des
concentrations en interférents à d’autres longueurs d’onde
3.3.11
débit d’argon intermédiaire
débit d’argon auxiliaire
débit d’argon contenu entre le tube intermédiaire et le tube central d’une torche ICP
−1 −1
NOTE Le débit d’argon intermédiaire est généralement compris entre 0 l⋅min et 2 l⋅min .
3.3.12
étalon interne
élément de référence
élément autre que l’analyte, présent dans toutes les solutions analysées, dont le signal est utilisé pour corriger
les interférences de matrice ou améliorer la fidélité de l’analyse
3.3.13
étalonnage interne
technique de l’élément de référence
technique utilisant le signal d’un étalon interne pour corriger les interférences de matrice
3.3.14
bobine d’induction
longueur de tube enroulée autour de l’extrémité d’une torche ICP et reliée au générateur radiofréquence (RF),
utilisée pour réaliser un couplage inductif entre le générateur RF et la décharge de plasma
3.3.15
interférence de matrice
effet de matrice
interférence non spectrale
interférence de nature non spectrale due à une différence de composition entre la solution d’étalonnage et la
solution d’essai
3.3.16
appariement de matrice
technique utilisée pour réduire le plus possible les effets de matrice sur les résultats d’analyse et qui consiste
à préparer des solutions d’étalonnage dans lesquelles les concentrations d’acides et autres solutés sont
adaptées à celles des solutions d’essai
3.3.17
nébuliseur
appareil utilisé pour transformer un liquide en aérosol
3.3.18
débit d’argon externe
débit de plasma
débit d’argon de refroidissement
débit d’argon contenu entre les tubes externe et intermédiaire d’une torche ICP
−1 −1
NOTE Le débit d’argon externe est généralement compris entre 7 l⋅min et 15 l⋅min .
3.3.19
nébuliseur pneumatique
nébuliseur utilisant des débits de gaz élevés pour créer un aérosol à partir d’un liquide
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3.3.20
plasma à visée radiale
plasma qui est observé de côté par le système de détection optique
3.3.21
chambre de nébulisation
appareil placé entre un nébuliseur et une torche ICP dont la fonction est de séparer les gouttes d’aérosol en
fonction de leur taille, afin que seules les gouttes très fines passent dans le plasma et que les grosses gouttes
soient évacuées
3.3.22
interférence spectrale
interférence due à l’émission d’une espèce concomitante à l’analyte étudié
3.3.23
interférence de transport
effet de transport
effet de matrice, dû à une différence de viscosité, de tension de surface ou de masse volumique entre la
solution d’étalonnage et la solution d’essai, altérant l’efficacité du nébuliseur et modifiant de ce fait la quantité
d’analyte injectée dans le plasma
NOTE Une interférence de transport peut être due à une différence entre la solution d’étalonnage et la solution
d’essai, en termes de substances dissoutes, de type et de concentration d’acide, etc.
3.3.24
nébuliseur à ultrason
nébuliseur dans lequel l’aérosol est obtenu en faisant couler un liquide sur une surface oscillant à une
fréquence ultrasonore
3.3.25
hauteur d’observation
〈pour le plasma à visée radiale uniquement〉 dans un plasma à visée radiale, position à laquelle l’émission
lumineuse est mesurée
NOTE La hauteur d’observation est généralement définie comme la distance en millimètres mesurée au-dessus de la
bobine d’induction.
3.3.26
centrage x-y
〈pour le plasma à visée axiale uniquement〉 ajustement horizontal et vertical d'un plasma à visée axiale afin de
créer des conditions d’observation optimales, de sorte que seule l'émission du canal central soit mesurée
3.4 Termes statistiques
3.4.1
récupération analytique
rapport entre la masse d'analyte mesurée lors de l'analyse d'un échantillon et la masse connue d'analyte dans
cet échantillon, exprimé en pourcentage
3.4.2
erreur systématique
biais
écart systématique des résultats d’un processus de mesurage par rapport à la valeur vraie de la
caractéristique de la qualité de l'air elle-même
[5]
NOTE Adapté de l’ISO 6879 .
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ISO 15202-3:2004(F)
3.4.3
incertitude globale
〈d’une procédure de mesurage ou d’un instrument〉 quantité utilisée pour caractériser dans son ensemble
l'incertitude du résultat indiqué par un appareil ou une procédure de mesurage
NOTE L’incertitude globale est calculée par une combinaison de l’erreur systématique et de la fidélité, en général
conformément à l’Équation (1) et est exprimée en pourcentage:
xx−+ 2s
ref
× 100 (1)
x
ref
où
x est la valeur moyenne des résultats d’un nombre n de mesurages répétés;
x est la valeur de référence vraie ou accept
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.