ISO 21832:2018
(Main)Workplace air — Metals and metalloids in airborne particles — Requirements for evaluation of measuring procedures
Workplace air — Metals and metalloids in airborne particles — Requirements for evaluation of measuring procedures
This document specifies performance requirements and test methods for the evaluation of procedures for measuring metals and metalloids in airborne particles sampled onto a suitable collection substrate. This document specifies a method for estimating the uncertainties associated with random and systematic errors and combining them to calculate the expanded uncertainty of the measuring procedure as a whole, as prescribed in ISO 20581. This document is applicable to measuring procedures in which sampling and analysis is carried out in separate stages, but it does not specify performance requirements for collection, transport and storage of samples, since these are addressed in EN 13205-1 and ISO 15767. This document does not apply to procedures for measuring metals or metalloids present as inorganic gases or vapours (e.g. mercury, arsenic) or to procedures for measuring metals and metalloids in compounds that could be present as a particle/vapour mixture (e.g. arsenic trioxide).
Air des lieux de travail — Métaux et métalloïdes dans les particules en suspension dans l'air — Exigences relatives à l'évaluation des procédures de mesure
Le présent document précise les exigences de performance et les méthodes d'essai pour l'évaluation des procédures de mesure des métaux et métalloïdes présents dans les particules en suspension dans l'air échantillonnées sur un substrat de collecte approprié. Le présent document spécifie une méthode permettant d'estimer les incertitudes associées aux erreurs aléatoires et systématiques et de les combiner pour calculer l'incertitude élargie de la procédure de mesure dans son ensemble, comme spécifié dans l'ISO 20581. Le présent document s'applique aux procédures de mesure qui dissocient l'étape de prélèvement de l'étape d'analyse, mais il ne précise aucune exigence de performance concernant la collecte, le transport et le stockage des échantillons, dans la mesure où ces exigences sont traitées dans l'EN 13205‑1 et l'ISO 15767. Le présent document ne s'applique pas aux procédures de mesure des métaux ou métalloïdes présents dans des gaz ou des vapeurs inorganiques (par exemple le mercure, l'arsenic), ni aux procédures de mesure des métaux et métalloïdes présents dans des composés pouvant exister sous forme de mélange de particules/vapeurs (par exemple le trioxyde d'arsenic).
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21832
First edition
2018-11
Workplace air — Metals and
metalloids in airborne particles
— Requirements for evaluation of
measuring procedures
Air des lieux de travail — Métaux et métalloïdes dans les particules
en suspension dans l'air — Exigences relatives à l'évaluation des
procédures de mesure
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Requirements . 3
5.1 Method description . 3
5.1.1 Application range . 3
5.1.2 Method performance . . . 3
5.1.3 Safety information . 3
5.1.4 Samplers. 3
5.1.5 Sampling pumps . 4
5.1.6 Other requirements . 4
5.2 Performance requirements . 4
5.2.1 Limit of quantification (LOQ) . 4
5.2.2 Analytical recovery . 4
5.2.3 Expanded uncertainty . 4
6 Reagents and materials . 5
6.1 Reagents. 5
6.2 Standard solutions . 5
6.3 Test materials . 5
6.4 Reference air samples . 5
7 Apparatus . 5
8 Test methods . 6
8.1 LOD and LOQ . 6
8.1.1 Instrumental detection limit (IDL). 6
8.1.2 Method LOD and LOQ . 6
8.2 Analytical recovery . 6
8.2.1 General. 6
8.2.2 Measuring procedures for soluble compounds of metals and metalloids . 7
8.2.3 Measuring procedures for total metals and metalloids that involve sample
dissolution . 7
8.2.4 Measuring procedures that do not involve sample dissolution . 8
8.3 Measurement uncertainty . 8
8.3.1 Identification of random and non-random uncertainty components . 8
8.3.2 Estimation of individual uncertainty components . 8
8.3.3 Calculation of expanded uncertainty . 9
9 Test report . 9
Annex A (informative) Guidance on determination of analytical recovery .11
Annex B (informative) Experiments for method validation .13
Annex C (informative) Estimation of uncertainty of measurement .14
Annex D (informative) Interpolation of standard deviation.30
Annex E (informative) Example for estimation of expanded uncertainty .32
Bibliography .36
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
Introduction
The health of workers in many industries is at risk through exposure by inhalation of 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 taking
workplace air measurements. This document has been published in order to make available a method
for making valid ultra-trace exposure measurements for a wide range of metals and metalloids in use in
industry. It is intended for: agencies concerned with health and safety at work; industrial hygienists and
other public health professionals; analytical laboratories; and industrial users of metals and metalloids
and their workers.
This document provides a framework for assessing the performance of procedures for measuring metals
and metalloids against the general requirements for the performance of procedures for measuring
chemical agents in workplace atmospheres as specified in ISO 20581. It enables producers and users of
procedures for measuring metals and metalloids in airborne particles to adopt a consistent approach to
method validation. See also Annex B.
Although this document has been written for assessing the performance of procedures for measuring
metals and metalloids, it can be used as the basis for assessing the performance of procedures for
measuring other chemical agents that are present as or in airborne particles, for example, sulphuric
acid mist.
[14]
This document is based on EN 13890:2009 , published by the European Committee for
Standardization (CEN).
INTERNATIONAL STANDARD ISO 21832:2018(E)
Workplace air — Metals and metalloids in airborne
particles — Requirements for evaluation of measuring
procedures
1 Scope
This document specifies performance requirements and test methods for the evaluation of procedures
for measuring metals and metalloids in airborne particles sampled onto a suitable collection substrate.
This document specifies a method for estimating the uncertainties associated with random and
systematic errors and combining them to calculate the expanded uncertainty of the measuring
procedure as a whole, as prescribed in ISO 20581.
This document is applicable to measuring procedures in which sampling and analysis is carried out in
separate stages, but it does not specify performance requirements for collection, transport and storage
of samples, since these are addressed in EN 13205-1 and ISO 15767.
This document does not apply to procedures for measuring metals or metalloids present as inorganic
gases or vapours (e.g. mercury, arsenic) or to procedures for measuring metals and metalloids in
compounds that could be present as a particle/vapour mixture (e.g. arsenic trioxide).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 7708, Air quality — Particle size fraction definitions for health-related sampling
ISO 13137, Workplace atmospheres — Pumps for personal sampling of chemical and biological agents —
Requirements and test methods
ISO 18158, Workplace air — Terminology
ISO 20581:2016, Workplace air — General requirements for the performance of procedures for the
measurement of chemical agents
EN 13205-1, Workplace exposure — Assessment of sampler performance for measurement of airborne
particle concentrations — Part 1: General requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 18158 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
test sample
sample prepared to meet all specific conditions for a test
[SOURCE: ISO 11323:2010, 5.6]
3.2
test solution
solution prepared by the process of sample dissolution and, if necessary, having been subjected to any
further operations required to bring it into a state in which it is ready for analysis
[SOURCE: ISO 8518:2001, 3.4.4]
4 Principle
For measuring procedures that involve sample dissolution, instrumental detection limits (IDLs) are
determined by repeat analysis of blank solutions. For all measuring procedures, limits of detection
(LOD) and limits of quantification (LOQ) are determined by analysis of laboratory blanks. Typically, the
LOD and LOQ are calculated as three times and ten times the standard deviation of blank measurements,
respectively. The determined LOQs are then assessed against the performance requirements specified
in 5.2.1. Refer to ISO 18158 for definitions of these terms.
Analytical recovery is determined by one of a number of different methods, depending upon the nature
of the measuring procedure under evaluation. The determined analytical recovery is then assessed
against the performance requirements specified in 5.2.2.
For measuring procedures for soluble compounds of metals and metalloids, analytical recovery is
determined by analysis of spiked laboratory blanks (except for procedures that incorporate a design-
based sample dissolution method, see A.1.1, for which it is taken to be 100 %).
For measuring procedures for total metals and metalloids that involve sample dissolution, analytical
recovery is determined by analysis of pure compounds, reference materials or reference air samples.
For measuring procedures for total metals and metalloids that involve analysis of the sample on the
collection substrate, analytical recovery is determined by analysis of reference air samples, by the
analysis of workplace air samples that are characterized by subsequent analysis using a reference
procedure or it is estimated from theory.
Measurement uncertainty is estimated using a structured approach. Firstly, a cause and effect diagram
is constructed to identify individual random and non-random uncertainty components of a measuring
procedure. After simplification to resolve any duplication, the resulting diagram is used to identify
components for which uncertainty estimates are required. Each of these uncertainty components is
then estimated or calculated from experimental data, combined to obtain an estimate of the uncertainty
of the measurement method as a whole and multiplied by an appropriate coverage factor to calculate
the expanded uncertainty of the method, following the guidance in Annex C. In accordance with 5.2.3,
the determined expanded uncertainty is then assessed against the general performance requirements
specified in ISO 20581.
NOTE For an example for calculation of expanded uncertainty, see Annex E.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
5 Requirements
5.1 Method description
5.1.1 Application range
The application range of the measuring procedure shall give, at minimum, information about the
following:
a) the metals and metalloids covered by the measuring procedure;
b) the analytical technique(s) used in the measuring procedure;
c) the range of concentrations of metals and metalloids in air for which the measuring procedure has
been shown to meet the acceptance criteria for expanded uncertainty prescribed in ISO 20581,
−3 −3
together with the associated recommended sampled air volume (e.g. 0,01 mg ⋅ m to 0,5 mg ⋅ m
for a sampled air volume of 960 l);
d) any form of the metals and metalloids for which the sample preparation method described is
known to be, or has been shown to be, ineffective;
e) any known interferences.
If there is no procedure for measuring a particular metal or metalloid that meets the requirements of
this document, a measuring procedure that gives a performance nearest to the specified requirements
should be used.
5.1.2 Method performance
For all metals and metalloids included in the application range of the method, the measuring procedure
shall give comprehensive information about method performance, including the following:
a) the LOQ and, if required, LODs of the measuring procedure;
b) the analytical recovery for all test materials for which the sample preparation method has been
shown to be effective;
c) all random and non-random uncertainty components of the measuring procedure, together with
their estimated or experimentally determined values, and the resulting expanded uncertainty;
d) full details of any known interferences, including suitable and sufficient information on how to
minimize their effects, if applicable.
5.1.3 Safety information
The measuring procedure shall provide suitable and sufficient information on the safety hazards
associated with the reagents and equipment used in the procedure.
5.1.4 Samplers
The measuring procedure shall:
— require the user to select samplers that are designed to collect an appropriate fraction of airborne
particles, as defined in ISO 7708, according to the particle size fraction(s) that is(are) applicable to
the OELV for the metals and metalloids of interest (e.g. an inhalable sampler, a thoracic sampler or a
respirable sampler);
— specify that the samplers shall conform to the provisions of EN 13205-1;
— require, if appropriate, for procedures that do not involve sample dissolution, that calibration of
the analytical instrument to be used [e.g. X-ray fluorescence (XRF) spectrometry] is specific to the
sampler to be used.
5.1.5 Sampling pumps
The measuring procedure shall require the user to use sampling pumps that conform to the provisions
of ISO 13137.
5.1.6 Other requirements
Where necessary, the measuring procedure shall give other requirements (e.g. for the collection
substrate).
5.2 Performance requirements
5.2.1 Limit of quantification (LOQ)
For each metal and metalloid included in the application range of the measuring procedure, the lower
limit of the working range of the method that will be satisfactory for the intended measurement task
shall be determined. For example, if the measurement task is testing compliance with long-term OELVs,
Formula (1) is used to calculate the least amount of the metal or metalloid that needs to be quantified
when it is to be determined at a concentration of 0,1 times its OELV:
mq=⋅01, ρ ⋅t (1)
lowLVv,,as min
where
m is the lower limit of the required analytical range of the metal or metalloid, in micrograms;
low
ρ is the OELV for the metal or metalloid, in milligrams per cubic metre;
LV
q is the design flow rate of the sampler to be used, in litres per minute;
v,a
t is the minimum sampling time that will be used, in minutes.
s,min
For procedures that involve sample dissolution, the lower limit of the required working range is
calculated for each metal and metalloid, in micrograms per millilitre, by dividing the lower limit of the
required working range, in micrograms, by the volume of the test solution, in millilitres. When tested in
accordance with 8.1.2.1, the determined LOQs shall be lower than the resulting values.
For procedures that do not involve sample dissolution, when tested in accordance with 8.1.2.2, the
determined LOQs for each metal and metalloid shall be lower than the lower limit of the required
working range in micrograms.
5.2.2 Analytical recovery
When tested in accordance with one of the procedures prescribed in 8.2, the mean analytical recovery
shall be at least 90 % for all material types included within the application range of the measuring
procedure and the coefficient of variation of the analytical recovery shall be less than 5 %.
NOTE The predecessor term to “coefficient of variation” is “relative standard deviation”, which is deprecated.
[1]
See also ISO 3534-1:2006, 2.38, Note 2 to entry .
5.2.3 Expanded uncertainty
The expanded uncertainty of the measuring procedure shall conform to the requirements specified in
ISO 20581.
4 © ISO 2018 – All rights reserved
6 Reagents and materials
6.1 Reagents
During the analysis, only reagents of analytical grade, and only water conforming to the requirements
−1
for ISO 3696 grade 2 water (electrical conductivity less than 0,1 mS ⋅ m , i.e. resistivity greater than
0,01 MΩ ⋅ m, at 25 °C) may be used.
The water used should 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 water).
6.2 Standard solutions
Standard solutions with concentrations of the metals and metalloids of interest that are traceable to
national and/or international standards shall be used.
If commercial standard solutions are used, the manufacturer’s expiry date or recommended shelf life
shall be observed.
6.3 Test materials
For each metal or metalloid, a range of test materials shall be used that is representative of the
substances of interest that could be present in the workplace atmosphere.
The test materials shall be pure compounds of known composition, certified reference materials (CRMs)
or other well-characterized materials (e.g. materials characterized in an interlaboratory comparison).
When using CRMs, the supplier’s instructions shall be followed.
If there is an OELV for a specific compound, that compound should be included in the range of reference
materials.
For a method that is intended to have general applicability, the range of reference materials should
include compounds and materials in industrial use and compounds and materials that could be
generated by the work activity.
NOTE 1 It is important that the particle size of the reference materials be as close as possible to that of the
particles analysed, since, compared to coarse bulk materials, inhalable particles are often much smaller and
more readily soluble.
NOTE 2 CRMs that have been characterized with respect to a particular sample dissolution method might not
be suitable for use as a test material.
6.4 Reference air samples
Samples of dust on collection substrates (e.g. airborne particles collected on filters using a multiple
simultaneous sample collection system) having a known or measured loading of the metal or metalloid
of interest shall be used. The loading should be within the working range of the method.
Special techniques for the preparation of reference air samples, as described in A.3, should be considered
when sample dissolution is not required.
7 Apparatus
Usual laboratory apparatus and resources and, in particular, the following test equipment.
7.1 A system for applying a known volume of standard solution to collection substrates with a
precision of better than 1 %.
7.2 An analytical balance capable of weighing to at least 0,01 mg, calibrated with weights traceable
to national standards, checked before use by means of a test weight.
7.3 An instrument or instruments for analysing each metal or metalloid of interest.
8 Test methods
8.1 LOD and LOQ
8.1.1 Instrumental detection limit (IDL)
For measuring procedures that involve sample dissolution, analyse the calibration blank solution at
least ten times under repeatability conditions.
If there is no measurable response from the analytical instrument, prepare a test solution with
concentrations of the metals or metalloids of interest near their anticipated instrumental limits of
detection by diluting the standard solutions (6.2) by an appropriate factor. Analyse the test solution at
least ten times under repeatability conditions.
NOTE An IDL is of use in identifying changes in instrument performance, but it is not the same as a
method LOD. An IDL is likely to be lower than a method LOD because it only takes into account the variability
between individual instrumental readings; determinations made on one solution do not take into consideration
contributions to variability from the matrix or sample.
8.1.2 Method LOD and LOQ
8.1.2.1 For measuring procedures that involve sample dissolution, prepare at least 10 test solutions
from laboratory blanks, following the sample preparation method described in the measuring procedure,
and analyse the test solutions for the metals or metalloids of interest under repeatability conditions.
If there is no measurable response from the analytical instrument, spike 10 laboratory blanks with an
appropriate volume of working standard solution containing appropriate known masses of the metals
or metalloids of interest, such that the test solutions produced from them will have concentrations near
their respective anticipated LODs. Prepare test solutions from the spiked laboratory blanks, following
the sample preparation method described in the measuring procedure, and analyse the test solutions
for the metals or metalloids of interest under repeatability conditions.
Calculate the method LOD and the LOQ for each metal or metalloid of interest as three times and ten
[22]
times the standard deviation, respectively .
8.1.2.2 For measuring procedures that do not involve sample dissolution, analyse at least 10 laboratory
blanks under repeatability conditions.
Calculate the method LOD and the LOQ for each metal or metalloid of interest as three times and ten
times the standard deviation, respectively.
8.1.2.3 Compare the LOQs obtained with the requirements of 5.2.1.
8.2 Analytical recovery
8.2.1 General
Different test methods are applicable for the determination of analytical recovery, depending on the
sample preparation method used. These are detailed separately in 8.2.2, 8.2.3 and 8.2.4. See Annex A
for guidance.
6 © ISO 2018 – All rights reserved
8.2.2 Measuring procedures for soluble compounds of metals and metalloids
8.2.2.1 Measuring procedures that incorporate a design-based sample dissolution method
Unless there is a contra-indication (see A.1.2), take the analytical recovery to be 100 % for procedures
for soluble compounds of metals and metalloids that incorporate a design-based sample dissolution
method (see A.1.1).
8.2.2.2 Other measuring procedures
For measuring procedures that do not incorporate a design-based sample dissolution method or for
which there could be a problem of chemical compatibility between the analyte and the substrate,
prepare a minimum of six replicate test samples by spiking laboratory blanks with an appropriate
volume of working standard solution containing a known mass of each metal or metalloid of interest.
Then use the sample dissolution method described in the measuring procedure to prepare test solutions
from the test samples and analyse the resulting solutions using the analytical method described in the
measuring procedure.
Repeat the test on laboratory blanks spiked with other masses of each metal or metalloid of interest to
determine the analytical recovery across the working range of the measuring procedure.
Calculate the mean analytical recovery and coefficient of variation for each of the tests performed and
compare the results with the requirements of 5.2.2. If the requirements are not met, take corrective
measures (e.g. use an alternative collection substrate), if possible, and repeat the analytical recovery test.
8.2.3 Measuring procedures for total metals and metalloids that involve sample dissolution
8.2.3.1 Determination of analytical recovery using pure compounds
Prepare a minimum of six test solutions from each of the selected pure compounds (6.3) using the
sample preparation method described in the measuring procedure. Use a mass of the pure compound
that can be weighed with an accuracy of at least 1 %. Analyse the test solutions as described in the
measuring procedure.
NOTE It is usually not necessary to include water-soluble compounds in the range of compounds tested.
It is preferable to use the smallest mass of pure compound that can be easily weighed, to scale up the
volume of reagents and to adjust the final test solution volume so that the experiment is as representative
as possible of the analysis of workplace air samples.
8.2.3.2 Determination of analytical recovery using reference materials
Carry out the same test procedure prescribed for pure compounds in 8.2.3.1. Use a suitable mass of each
of the selected reference materials (6.3), taking into consideration the concentration of each metal or
metalloid of interest in the reference material and the supplier’s instructions on the minimum amount
of material that is required for a homogenous sample.
It is preferable to use the smallest mass of reference material that can be easily weighed, to scale
up the volume of reagents and to adjust the final test solution volume so that the experiment is as
representative as possible of the analysis of workplace air samples.
8.2.3.3 Determination of analytical recovery using reference air samples
Prepare and analyse test solutions from a minimum of six reference air samples (6.4) using the method
described in the measuring procedure.
8.2.3.4 Comparison of results with the acceptance criteria
Calculate the mean analytical recovery and coefficient of variation for each of the tests performed and
compare the results with the requirements of 5.2.2. If the requirements are not met for a test material,
the analytical recovery test may be repeated using material with a smaller particle size and/or using
a larger volume of reagents. If the requirements are still not met, the materials of a type similar to the
test material concerned shall be excluded from the scope of the measuring procedure.
8.2.4 Measuring procedures that do not involve sample dissolution
8.2.4.1 Experimental determination of analytical recovery
8.2.4.1.1 Reference air samples
Analyse a minimum of six reference air samples (6.4) using the method described in the measuring
procedure.
8.2.4.1.2 Workplace air samples
Analyse a minimum of six workplace air samples using the method described in the measuring
procedure. Then re-analyse the samples using an independent measuring procedure with known
analytical recovery to obtain reference values for each metal or metalloid of interest.
8.2.4.1.3 Comparison of results with the acceptance criteria
Calculate the mean analytical recovery and coefficient of variation for each of the tests performed and
compare the results with the requirements of 5.2.2. If the requirements are not met, ensure that the
limitations of the measuring procedure are fully described in its application range.
8.2.4.2 Theoretical estimation of analytical recovery
Estimate the analytical recovery by theoretical consideration of the principles of the technique involved
and compare results with the analytical recovery requirements of 5.2.2.
NOTE For example, the maximum sample loading for quantitative determination of metals and metalloids in
[20]
air by X-ray fluorescence spectrometry can be estimated from theory .
8.3 Measurement uncertainty
8.3.1 Identification of random and non-random uncertainty components
See Table B.1 for a list of random and non-random uncertainty components that typically should be
considered.
8.3.2 Estimation of individual uncertainty components
8.3.2.1 General
For each of the significant uncertainty components identified in 8.3.1, estimate individual uncertainties
or calculate them from experimental data as prescribed in 8.3.2.2 to 8.3.2.6, following the guidance
given in Annex C.
Where appropriate, convert a range ± A, into a non-random uncertainty equal to A 3 , assuming a
rectangular probability distribution or into a non-random uncertainty equal to A 6 , assuming a
triangular probability distribution, as appropriate.
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8.3.2.2 Uncertainty associated with sampled air volume
Estimate the random and non-random uncertainty components of the sampled air volume, referring to
the guidance in C.2.
If the measurement uncertainty is being estimated for the general use of a published method, make a
worst-case estimate of the uncertainty components concerned.
If the measurement uncertainty is being estimated for the use of the method under specific conditions
(e.g. by a particular organization using particular sampling equipment and a particular sampling
protocol), estimate the uncertainty components for the specific equipment concerned (e.g. flow meter,
sampling pump, timer), taking account of any specific additional requirements of the sampling protocol
(e.g. number of flow rate measurements, sampling time).
8.3.2.3 Uncertainty associated with sampling efficiency
Estimate the random and non-random uncertainty components for aerosol samplers referring to the
guidance in C.3.
8.3.2.4 Uncertainty associated with sample storage and transportation
Estimate the non-random uncertainty components associated with sample storage and transportation,
referring to the guidance in C.4.
8.3.2.5 Uncertainty associated with analytical recovery
Estimate analytical recovery and the non-random uncertainty components associated with analytical
bias, referring to the guidance in C.5.
8.3.2.6 Uncertainty associated with analytical variability
Estimate the random uncertainty components associated with analytical variability referring to the
guidance in C.6.
8.3.3 Calculation of expanded uncertainty
Calculate the expanded uncertainty of the measuring procedure by combining the random and non-
random components of sampling uncertainty and analytical uncertainty (see C.7.1, C.7.2 and C.7.3) and
multiplying by a coverage factor of two (see C.8).
9 Test report
The test report shall include at least the following:
a) a reference to this document, i.e. ISO 21832;
b) identification of the test laboratory, including brief information concerning any relevant
accreditation;
c) identification of the procedure tested;
d) information about the sampling equipment for which the performance of procedure was assessed;
e) information about the reference materials used and, for reference air samples, how they were
prepared;
f) a brief description of the analytical method tested, including information about the analytical
instruments used;
g) information about which of the test methods prescribed in Clause 8 were followed;
h) a list of the metals and/or metalloids evaluated;
i) information about any operation not included in this document that could have influenced the
results;
j) test results;
k) a statement concerning whether the acceptance criteria were met and, if so, over which ranges of
concentration of metal or metalloid in air and sampled air volumes;
l) technical justification for omitting any relevant tests.
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Annex A
(informative)
Guidance on determination of analytical recovery
A.1 Procedures for soluble compounds of metals and metalloids
A.1.1 In general, procedures for the determination of soluble compounds of metals and metalloids
in workplace air incorporate a design-based sample dissolution method, i.e. soluble compounds of
metals and metalloids are defined as such by the specific leach solution and leach conditions prescribed
or envisaged for sample dissolution when the corresponding OELVs were set. (For soluble metal and
metalloid compounds that have an OELV that does not have an associated prescribed measuring
[5]
procedure, the sample dissolution procedure prescribed in ISO 15202-2 should be used.) This
is because, except for compounds that have a very high or very low solubility in water, solubility is
dependent upon the nature of the leach solution and other factors, such as particle size, solute/solvent
ratio, temperature etc. Consequently, by definition, the analytical method gives 100 % recovery and the
analytical bias is zero.
A.1.2 However, there are circumstances in which procedures for the determination of soluble
compounds of metals and metalloids in workplace air can give incorrect results. In particular, results can
be incorrect if a soluble compound reacts with the collection substrate, or a contaminant on it, to produce
an insoluble compound. For example, a low recovery will be obtained for soluble silver compounds if
[15]
the filter used is contaminated with chloride . Consideration should, therefore, be given to chemical
compatibility when selecting collection substrates for soluble compounds of metals and metalloids.
[4]
For more information, see ISO 15202-1 . If it is believed that there could be a chemical compatibility
problem, tests should be performed to confirm that analytical recovery is satisfactory.
A.2 Procedures that involve sample dissolution
A.2.1 Most procedures for measuring metals and metalloids in airborne particles involve sample
dissolution, for example, procedures in which the analysis is carried out by atomic absorption
spectrometry (AAS), inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry (ICP–AES) and
inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). The major source of analytical bias for this
type of procedure is usually incomplete dissolution of the metals or metalloids of interest. The analytical
bias can, therefore, be estimated by testing the effectiveness of the sample dissolution method on a range
of suitable, well-characterized bulk materials (e.g. CRMs or pure compounds of the metal or metalloid of
interest).
A.2.2 The analytical method should normally not exhibit a bias. If there are clearly identifiable sample
types for which the measuring procedure as a whole is not suitable because the sample dissolution
method gives poor recoveries, these should be excluded from the scope of the procedure.
A.2.3 In some instances, the use of results obtained from the analysis of CRMs and/or pure compounds
can lead to an over-estimate of the analytical bias because air samples containing a much smaller amount
of material of much smaller particle size are much more readily taken into solution. If this could be the
case, it might be possible to obtain a more relevant estimate of analytical bias by repeating the sample
dissolution experiments on test filters prepared by generating a homogenous dust cloud from the test
material and collecting replicate samples using a multiport sampling device.
A.3 Procedures that do not involve sample dissolution
Some procedures for measuring metals and metalloids in airborne particles involve analysis of
the sample on the collection substrate using a non-destructive technique (e.g. X-ray fluorescence
spectrometry). Such measuring procedures can exhibit an analytical bias resulting from physical
or chemical differences between the samples and calibration materials. It is, therefore, necessary to
design special experiments to test these procedures, or to estimate the analytical bias by theoretical
consideration of the processes involved. In some instances, it might be possible to produce test samples
suitable for use in estimation of the analytical bias by depositing CRMs or pure compounds on collection
substrates in a controlled manner. However, it is necessary to ensure that there are no differences
in sample deposition characteristics between the test samples and workplace air samples that could
significantly influence results.
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Annex B
(informative)
Experiments for method validation
Table B.1 gives an example how to perform experiments for method validation of both sampling and
analytical methods for metals and metalloids in workplace air in order to fulfil the requirements
specified in this document.
Table B.1 — Method validation example
Number of
a
Objective Analytes Determination Requirements
samples
Filter spiked with Coefficient of
Analytical
0,1; 0,5; 2 OELV Standard deviation
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21832
Première édition
2018-11
Air des lieux de travail — Métaux et
métalloïdes dans les particules en
suspension dans l'air — Exigences
relatives à l'évaluation des procédures
de mesure
Workplace air — Metals and metalloids in airborne particles —
Requirements for evaluation of measuring procedures
Numéro de référence
©
ISO 2018
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
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Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Exigences . 3
5.1 Description de la méthode . 3
5.1.1 Domaine d’application . 3
5.1.2 Performance de la méthode . 3
5.1.3 Informations concernant la sécurité . 3
5.1.4 Dispositifs de prélèvement . 4
5.1.5 Pompes de prélèvement . 4
5.1.6 Autres exigences . 4
5.2 Exigences de performance . 4
5.2.1 Limite de quantification (LQ) . 4
5.2.2 Taux de récupération analytique . 5
5.2.3 Incertitude élargie . 5
6 Réactifs et matériaux . 5
6.1 Réactifs . 5
6.2 Solutions étalons . 5
6.3 Matériaux de référence . 5
6.4 Échantillons d’air de référence . 6
7 Appareillage . 6
8 Méthodes d’essai . 6
8.1 LD et LQ . 6
8.1.1 Limite de détection instrumentale (LDI) . 6
8.1.2 LD et LQ de la méthode . 6
8.2 Taux de récupération analytique . 7
8.2.1 Généralités . 7
8.2.2 Procédures de mesure applicables aux composés solubles des métaux et
métalloïdes . . 7
8.2.3 Procédures de mesure applicables aux métaux et métalloïdes totaux qui
impliquent une mise en solution de l’échantillon . 7
8.2.4 Procédures de mesure qui n’impliquent pas de mise en solution de l’échantillon 8
8.3 Incertitude de mesure . 9
8.3.1 Identification des composantes aléatoires et systématiques de l’incertitude . 9
8.3.2 Estimation des composantes individuelles de l’incertitude . 9
8.3.3 Calcul de l’incertitude élargie .10
9 Rapport d’essai .10
Annexe A (informative) Recommandations relatives à la détermination du taux de
récupération analytique .11
Annexe B (informative) Expériences de validation de la méthode .13
Annexe C (informative) Estimation de l’incertitude de mesure .14
Annexe D (informative) Interpolation de l’écart-type .32
Annexe E (informative) Exemple d’estimation de l’incertitude élargie .34
Bibliographie .38
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 146, Qualité de l’air, sous-comité SC 2,
Atmosphères des lieux de travail.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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Introduction
La santé des travailleurs dans de nombreuses industries est en danger du fait de l’exposition par
inhalation aux métaux et aux 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, et cela s’effectue en général en réalisant des mesures de l’air du lieu de travail. Le
présent document a été publié dans le but de mettre à disposition une méthode permettant d’effectuer
des mesures d’exposition à des niveaux d’ultratrace valides pour un large éventail de métaux et de
métalloïdes utilisés dans l’industrie. Il est destiné aux organismes concernés par la santé et la sécurité
sur le lieu de travail, aux hygiénistes industriels et autres professionnels de santé publique, aux
laboratoires d’analyses, aux industriels utilisateurs de métaux et métalloïdes et à leurs employés.
Le présent document fournit un cadre d’évaluation des performances des procédures de mesure des
métaux et métalloïdes par rapport aux exigences générales relatives aux performances des procédures
de mesure des agents chimiques dans les atmosphères des lieux de travail, tel que spécifié dans
l’ISO 20581. Il permet aux développeurs et aux utilisateurs des procédures de mesure des métaux et des
métalloïdes dans les particules en suspension dans l’air d’adopter une approche cohérente vis-à-vis de
la validation de méthode. Voir aussi l’Annexe B.
Bien que le présent document ait été écrit dans le but d’évaluer les performances des procédures de
mesure des métaux et métalloïdes, il peut servir de base à l’évaluation des performances des procédures
de mesure d’autres agents chimiques présents sous forme de particules en suspension dans l’air, ou
dans ces particules, comme les brouillards d’acide sulfurique.
[14]
Le présent document se base sur l’EN 13890:2009, qui a été publiée par le Comité européen de
normalisation (CEN).
NORME INTERNATIONALE ISO 21832:2018(F)
Air des lieux de travail — Métaux et métalloïdes dans les
particules en suspension dans l'air — Exigences relatives à
l'évaluation des procédures de mesure
1 Domaine d’application
Le présent document précise les exigences de performance et les méthodes d’essai pour l’évaluation des
procédures de mesure des métaux et métalloïdes présents dans les particules en suspension dans l’air
échantillonnées sur un substrat de collecte approprié.
Le présent document spécifie une méthode permettant d’estimer les incertitudes associées aux erreurs
aléatoires et systématiques et de les combiner pour calculer l’incertitude élargie de la procédure de
mesure dans son ensemble, comme spécifié dans l’ISO 20581.
Le présent document s’applique aux procédures de mesure qui dissocient l’étape de prélèvement de
l’étape d’analyse, mais il ne précise aucune exigence de performance concernant la collecte, le transport
et le stockage des échantillons, dans la mesure où ces exigences sont traitées dans l’EN 13205-1 et
l’ISO 15767.
Le présent document ne s’applique pas aux procédures de mesure des métaux ou métalloïdes présents
dans des gaz ou des vapeurs inorganiques (par exemple le mercure, l’arsenic), ni aux procédures de
mesure des métaux et métalloïdes présents dans des composés pouvant exister sous forme de mélange
de particules/vapeurs (par exemple le trioxyde d’arsenic).
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 7708, Qualité de l'air — Définitions des fractions de taille des particules pour l'échantillonnage lié aux
problèmes de santé
ISO 13137, Air des lieux de travail — Pompes pour le prélèvement individuel des agents chimiques et
biologiques — Exigences et méthodes d'essai
ISO 18158, Qualité de l'air — Terminologie
ISO 20581:2016, Air des lieux de travail — Exigences générales concernant les performances des procédures
de mesure des agents chimiques
EN 13205-1, Exposition sur les lieux de travail — Évaluation des performances des dispositifs de prélèvement
pour le mesurage des concentrations de particules en suspension dans l’air — Partie 1: Exigences générales
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 18158, ainsi que les suivants,
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
échantillon pour essai
échantillon préparé de façon à respecter toutes les conditions spécifiques à un essai
[SOURCE: ISO 11323:2010, 5.6]
3.2
solution d’essai
solution préparée au moyen du processus de mise en solution d’échantillons et, si besoin, ayant été
soumise à toutes les autres opérations nécessaires pour la rendre analysable
[SOURCE: ISO 8518:2001, 3.4.4]
4 Principe
Pour les procédures de mesure impliquant la mise en solution des échantillons, les limites de détection
instrumentales (LDI) sont déterminées par analyses répétées de solutions de blancs. Pour toutes les
procédures de mesure, les limites de détection (LD) et de quantification (LQ) sont déterminées par
l’analyse de blancs de laboratoire. Généralement, la limite de détection et la limite de quantification
sont calculées comme étant égales respectivement à trois fois et dix fois l’écart-type des mesures
réalisées sur les blancs. Les limites de quantification déterminées sont ensuite évaluées en fonction des
exigences de performance spécifiées en 5.2.1. Se reporter à l’ISO 18158 pour consulter les définitions de
ces termes.
Le taux de récupération analytique est déterminé selon l’une des nombreuses méthodes différentes
en fonction de la nature de la procédure de mesure soumise à évaluation. Le taux de récupération
analytique déterminé est ensuite évalué en fonction des exigences de performance spécifiées en 5.2.2.
Pour les procédures de mesure des composés solubles des métaux et métalloïdes, le taux de récupération
analytique est déterminé par l’analyse de blancs de laboratoire dopés (sauf pour les procédures qui
impliquent une méthode de mise en solution de l’échantillon définie par elle-même, voir A.1.1, pour
laquelle il est considéré comme égal à 100 %).
Pour les procédures de mesure des métaux et métalloïdes totaux qui impliquent une mise en solution
de l’échantillon, le taux de récupération analytique est déterminé par l’analyse de composés purs, de
matériaux de référence ou d’échantillons d’air de référence.
Pour les procédures de mesure des métaux et métalloïdes totaux qui impliquent l’analyse de l’échantillon
sur le substrat de collecte, le taux de récupération analytique est déterminé par l’analyse d’échantillons
d’air de référence, par l’analyse d’échantillons d’air du lieu de travail caractérisés par une analyse
ultérieure à l’aide d’une procédure de référence ou il est estimé sur une base théorique.
L’incertitude de mesure est estimée au moyen d’une approche structurée. En premier lieu, un diagramme
des causes et effets est établi pour identifier les composantes individuelles aléatoires et systématiques
de l’incertitude d’une procédure de mesure. Après simplification pour résoudre toute duplication, le
diagramme qui en résulte est utilisé pour identifier les composantes pour lesquelles des estimations
d’incertitude sont exigées. Chacune de ces composantes d’incertitude est ensuite estimée ou calculée
à partir de données expérimentales qui sont d’une part associées pour obtenir une estimation de
l’incertitude de la méthode de mesure dans son ensemble et d’autre part multipliées par un facteur
d’élargissement approprié pour calculer l’incertitude élargie de la méthode, selon les recommandations
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de l’Annexe C. Conformément à 5.2.3, l’incertitude élargie déterminée est ensuite évaluée en fonction
des exigences générales de performance spécifiées dans l’ISO 20581.
NOTE Voir l’Annexe E pour consulter un exemple de calcul de l’incertitude élargie.
5 Exigences
5.1 Description de la méthode
5.1.1 Domaine d’application
Le domaine d’application de la procédure de mesure doit fournir au minimum des informations
concernant:
a) les métaux et métalloïdes sur lesquels porte la procédure de mesure;
b) la ou les techniques d’analyse utilisées dans la procédure de mesure;
c) l’étendue des concentrations de métaux et métalloïdes dans l’air pour laquelle il a été montré que
la procédure de mesure satisfait aux critères d’acceptation relatifs à l’incertitude élargie indiquée
−3
dans l’ISO 20581, ainsi que le volume d’air prélevé recommandé associé (par exemple 0,01 mg ⋅ m
−3
à 0,5 mg ⋅ m pour un volume d’air prélevé de 960 l);
d) tous types de métaux et métalloïdes pour lesquels la méthode de préparation de l’échantillon
décrite est connue pour être inefficace, ou s’est révélée inefficace;
e) toutes interférences connues.
En l’absence de procédure de mesure d’un métal ou métalloïde particulier satisfaisant aux exigences du
présent document, il convient d’utiliser une procédure de mesure dont les performances sont les plus
proches possible des exigences spécifiées.
5.1.2 Performance de la méthode
Pour tous les métaux et métalloïdes inclus dans le domaine d’application de la méthode, la procédure
de mesure doit fournir toutes les informations sur les performances de la méthode, y compris les
informations suivantes:
a) la limite de quantification et, si cela est exigé, les limites de détection de la procédure de mesure;
b) le taux de récupération analytique pour tous les matériaux de référence pour lesquels la méthode
de préparation de l’échantillon s’est révélée efficace;
c) toutes les composantes d’incertitude aléatoires et systématiques de la procédure de mesure, avec
leurs valeurs estimées ou déterminées expérimentalement et l’incertitude élargie qui en résulte;
d) toutes les informations détaillées concernant les interférences connues, y compris les informations
appropriées et suffisantes permettant de réduire au minimum leurs effets, le cas échéant.
5.1.3 Informations concernant la sécurité
La procédure de mesure doit fournir des informations pertinentes et suffisantes sur les dangers liés à la
sécurité associés aux réactifs et à l’équipement utilisés dans le mode opératoire.
5.1.4 Dispositifs de prélèvement
La procédure de mesure doit:
— exiger de l’utilisateur qu’il choisisse des dispositifs de prélèvement conçus pour recueillir une
fraction appropriée de particules en suspension dans l’air, tel que défini dans l’ISO 7708, selon la ou
les fractions granulométriques applicables à la valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP) des
métaux et métalloïdes analysés (par exemple un dispositif de prélèvement de la fraction inhalable,
un dispositif de prélèvement de la fraction thoracique ou un dispositif de prélèvement de la fraction
alvéolaire);
— préciser que les dispositifs de prélèvement doivent être conformes aux dispositions de l’EN 13205-1;
— exiger, si nécessaire, pour les procédures qui n’impliquent pas une mise en solution de l’échantillon,
que l’étalonnage de l’instrument d’analyse utilisé [par exemple spectrométrie de fluorescence X
(SFX)] soit spécifique du dispositif de prélèvement utilisé.
5.1.5 Pompes de prélèvement
La procédure de mesure doit exiger de l’utilisateur qu’il utilise des pompes de prélèvement conformes
aux dispositions de l’ISO 13137.
5.1.6 Autres exigences
Si nécessaire, la procédure de mesure doit fournir d’autres exigences, par exemple en ce qui concerne le
substrat de collecte.
5.2 Exigences de performance
5.2.1 Limite de quantification (LQ)
Pour chaque métal et métalloïde inclus dans le domaine d’application de la procédure de mesure, la
limite inférieure de l’étendue de mesure de la méthode appropriée pour la tâche de mesure prévue doit
être déterminée. Par exemple, si la tâche de mesure consiste à vérifier la conformité aux VLEP à long
terme, la Formule (1) est utilisée pour calculer la plus faible quantité de métal ou de métalloïde qu’il est
nécessaire de quantifier dans le cadre de la détermination à une concentration égale à 0,1 fois sa VLEP:
mq=⋅01, ρ ⋅t (1)
infVLv,,ap min
où
m est la limite inférieure de l’étendue analytique exigée pour le métal ou métalloïde, en micro-
inf
grammes;
ρ est la VLEP du métal ou métalloïde, en milligrammes par mètre cube;
VL
q est le débit théorique du dispositif de prélèvement à utiliser, en litres par minute;
v,a
t est la durée de prélèvement minimale à utiliser, en minutes.
p,min
Pour les procédures qui impliquent une mise en solution de l’échantillon, la limite inférieure de l’étendue
de mesure exigée est calculée pour chaque métal et métalloïde, en microgrammes par millilitre, en
divisant la limite inférieure de l’étendue de mesure exigée, exprimée en microgrammes, par le volume
de la solution d’essai, exprimé en millilitres. Lorsque l’essai est effectué conformément à 8.1.2.1, les LQ
déterminées doivent être inférieures aux valeurs qui en résultent.
Pour les procédures qui n’impliquent pas une mise en solution de l’échantillon, lorsque l’essai est
effectué conformément à 8.1.2.2, les LQ déterminées pour chaque métal et métalloïde doivent être
inférieures à la limite inférieure de l’étendue de mesure exigée, exprimée en microgrammes.
4 © ISO 2018 – Tous droits réservés
5.2.2 Taux de récupération analytique
Lorsque l’essai est effectué conformément à l’une des procédures spécifiées en 8.2, le taux de
récupération analytique moyen doit être au moins égal à 90 % pour tous les types de matériaux inclus
dans le domaine d’application de la procédure de mesure et le coefficient de variation du taux de
récupération analytique doit être inférieur à 5 %.
NOTE L’expression «coefficient de variation» correspond à l’«écart-type relatif», qui est désormais à éviter.
[1]
Voir également la Note 2 à l’article de l’ISO 3534-1:2006, 2.38 .
5.2.3 Incertitude élargie
L’incertitude élargie de la procédure de mesure doit satisfaire aux exigences spécifiées dans l’ISO 20581.
6 Réactifs et matériaux
6.1 Réactifs
Lors de l’analyse, seuls des réactifs de qualité analytique et de l’eau conforme aux exigences relatives à
−1
l’eau de qualité 2 spécifiée dans l’ISO 3696 (conductivité électrique inférieure à 0,1 mS ⋅ m , c’est-à-dire
résistivité supérieure à 0,01 MΩ · m à une température de 25 °C) peuvent être utilisés.
Il convient d’utiliser de l’eau provenant d’un système de purification d’eau qui produit de l’eau ultra
pure d’une résistivité supérieure à 0,18 MΩ · m (généralement exprimée par les fabricants de systèmes
de purification de l’eau sous la forme «eau de 18 MΩ · cm»).
6.2 Solutions étalons
Utiliser des solutions étalons dont les concentrations en métaux et métalloïdes analysés sont traçables
jusqu’à des étalons nationaux et/ou internationaux.
Si des solutions étalons du commerce sont utilisées, respecter la date limite d’utilisation précisée par le
fabricant ou la durée de conservation recommandée.
6.3 Matériaux de référence
Pour chaque métal ou métalloïde, utiliser une gamme de matériaux de référence représentative des
substances analysées pouvant être présentes dans l’atmosphère des lieux de travail.
Les matériaux de référence doivent être des composés purs de composition connue, des matériaux
de référence certifiés (MRC) ou d’autres matériaux caractérisés de manière appropriée (par exemple
matériaux caractérisés par une comparaison interlaboratoires).
En cas d’utilisation de MRC, les instructions du fabricant doivent être suivies.
Si un composé spécifique dispose d’une VLEP, il convient d’inclure ce composé dans la gamme des
matériaux de référence.
Pour une méthode destinée à avoir une applicabilité à caractère général, il convient que la gamme des
matériaux de référence comprenne des composés et des matériaux utilisés dans l’industrie ainsi que
des composés et des matériaux susceptibles d’être générés par l’activité professionnelle.
NOTE 1 Il est important que la granulométrie des matériaux de référence soit aussi proche que possible de
celle des particules analysées, dans la mesure où les particules inhalables sont souvent beaucoup plus petites et
plus solubles que les matériaux massifs grossiers.
NOTE 2 Il se peut que les MRC ayant été caractérisés selon une méthode particulière de mise en solution de
l’échantillon ne soient pas appropriés en tant que matériau de référence.
6.4 Échantillons d’air de référence
Utiliser des échantillons de poussière recueillis sur des substrats de collecte (par exemple particules
en suspension dans l’air recueillies sur des filtres à l’aide d’un système de prélèvement simultané de
plusieurs échantillons), dont la masse des métaux et métalloïdes analysés est connue ou a été mesurée.
Il convient que cette masse soit comprise dans les limites de l’étendue de mesure de la méthode.
Lorsqu’il n’est pas exigé de mettre en solution l’échantillon, il convient d’envisager l’utilisation de
techniques particulières lors de la préparation des échantillons d’air de référence, comme indiqué en A.3.
7 Appareillage
Ressources et appareillage courants de laboratoire et, en particulier, les équipements d’essai suivants.
7.1 Un système permettant d’ajouter un volume connu de solution étalon aux substrats de collecte
avec une fidélité meilleure que 1 %.
7.2 Une balance analytique d’une précision de pesée d’au moins 0,01 mg, étalonnée au moyen de
poids traçables par rapport à des étalons nationaux, et vérifiée avant utilisation au moyen d’un poids
d’essai.
7.3 Un instrument ou des instruments permettant d’analyser chaque métal ou métalloïde étudié.
8 Méthodes d’essai
8.1 LD et LQ
8.1.1 Limite de détection instrumentale (LDI)
Pour les procédures de mesure qui impliquent une mise en solution de l’échantillon, analyser la solution
de blanc d’étalonnage au moins dix fois dans des conditions de répétabilité.
Si l’instrument d’analyse ne fournit pas de réponse mesurable, préparer une solution d’essai avec des
concentrations en métaux ou métalloïdes analysés proches de leurs limites de détection instrumentales
anticipées en diluant les solutions étalons (6.2) selon un facteur approprié. Analyser la solution d’essai
au moins dix fois dans des conditions de répétabilité.
NOTE La LDI est utilisée pour identifier les variations de performances de l’instrument mais elle est
différente de la LD. La LDI est susceptible d’être inférieure à la LD de la méthode car elle ne tient compte que de la
variabilité entre les relevés individuels de l’instrument; les déterminations réalisées sur une solution ne tiennent
pas compte des contributions à la variabilité de la matrice ou de l’échantillon.
8.1.2 LD et LQ de la méthode
8.1.2.1 Pour les procédures de mesure qui impliquent une mise en solution de l’échantillon, préparer
au moins 10 solutions d’essai à partir des blancs de laboratoire, en suivant la méthode de préparation
de l’échantillon décrite dans la procédure de mesure, et analyser les solutions d’essai des métaux ou
métalloïdes étudiés dans des conditions de répétabilité.
Si l’instrument d’analyse ne fournit pas de réponse mesurable, doper 10 blancs de laboratoire avec un
volume approprié de solution étalon de travail contenant des masses connues et appropriées des métaux
ou métalloïdes analysés, de sorte que les solutions d’essai obtenues aient une concentration proche des
LD anticipées respectives. Préparer les solutions d’essai à partir des blancs de laboratoire dopés, en
suivant la méthode de préparation de l’échantillon décrite dans la procédure de mesure, et analyser les
métaux ou métalloïdes étudiés dans les solutions d’essai dans des conditions de répétabilité.
6 © ISO 2018 – Tous droits réservés
Calculer la LD et la LQ de la méthode pour chacun des métaux ou métalloïdes analysés en les considérant
[22]
comme étant égales respectivement à trois fois et dix fois l’écart-type .
8.1.2.2 Pour les procédures de mesure qui n’impliquent pas une mise en solution de l’échantillon,
analyser au moins 10 blancs de laboratoire dans des conditions de répétabilité.
Calculer la LD et la LQ de la méthode pour chacun des métaux ou métalloïdes analysés en les considérant
comme étant égales respectivement à trois fois et dix fois l’écart-type.
8.1.2.3 Comparer les LQ obtenues avec les exigences de 5.2.1.
8.2 Taux de récupération analytique
8.2.1 Généralités
Différentes méthodes d’essai sont applicables pour la détermination du taux de récupération analytique,
en fonction de la méthode de préparation de l’échantillon utilisée. Ces méthodes sont détaillées
séparément en 8.2.2, 8.2.3 et 8.2.4. Voir les recommandations figurant à l’Annexe A.
8.2.2 Procédures de mesure applicables aux composés solubles des métaux et métalloïdes
8.2.2.1 Procédures de mesure qui impliquent une méthode de mise en solution de l’échantillon
définie par elle-même
Sauf indication contraire (voir A.1.2), considérer le taux de récupération analytique comme étant égal à
100 % pour les procédures applicables aux composés solubles des métaux et métalloïdes qui impliquent
une méthode de mise en solution de l’échantillon définie par elle-même (voir A.1.1).
8.2.2.2 Autres procédures de mesure
Pour les procédures de mesure qui n’impliquent pas une méthode de mise en solution de l’échantillon
définie par elle-même ou pour lesquelles il pourrait y avoir un problème de compatibilité chimique
entre l’analyte et le substrat, préparer au minimum six échantillons d’essai identiques en dopant les
blancs de laboratoire avec un volume approprié de solution étalon de travail contenant une masse
connue de chacun des métaux ou métalloïdes analysés. Utiliser ensuite la méthode de mise en solution
de l’échantillon décrite dans la procédure de mesure pour préparer les solutions d’essai à partir des
échantillons pour essai et analyser les solutions qui en résultent au moyen de la méthode d’analyse
décrite dans la procédure de mesure.
Renouveler l’essai sur les blancs de laboratoire dopés avec d’autres masses de chacun des métaux ou
métalloïdes analysés pour déterminer le taux de récupération analytique sur toute l’étendue de mesure
de la procédure de mesure.
Calculer le taux de récupération analytique moyen et le coefficient de variation pour chacun des essais
réalisés et comparer les résultats avec les exigences de 5.2.2. Si les exigences ne sont pas satisfaites,
prendre si possible des mesures correctives (par exemple utiliser un autre substrat de collecte), et
renouveler l’essai de récupération analytique.
8.2.3 Procédures de mesure applicables aux métaux et métalloïdes totaux qui impliquent une
mise en solution de l’échantillon
8.2.3.1 Détermination du taux de récupération analytique au moyen de composés purs
Préparer au minimum six solutions d’essai à partir de chaque composé pur sélectionné (6.3) en utilisant
la méthode de préparation de l’échantillon décrite dans la procédure de mesure. Utiliser une masse de
composé pur qui peut être pesée avec une exactitude inférieure ou égale à 1 %. Analyser les solutions
d’essai tel que décrit dans la procédure de mesure.
NOTE Il n’est habituellement pas nécessaire d’inclure des composés solubles dans l’eau dans la gamme des
composés soumis à l’essai.
Il est préférable d’utiliser la plus petite masse de composé pur qui peut être facilement pesée, d’adapter
en conséquence le volume des réactifs et d’ajuster le volume final de la solution d’essai de sorte que
l’expérience soit la plus représentative possible de l’analyse des échantillons d’air des lieux de travail.
8.2.3.2 Détermination du taux de récupération analytique au moyen de matériaux de référence
Suivre la même procédure d’essai que celle décrite pour les composés purs en 8.2.3.1. Utiliser une
masse appropriée de chacun des matériaux de référence sélectionnés (6.3), en tenant compte de
la concentration de chaque métal et métalloïde analysé dans le matériau de référence ainsi que des
instructions du fournisseur sur la quantité minimale de matériau exigée pour un échantillon homogène.
Il est préférable d’utiliser la plus petite masse de matériau de référence qui peut être facilement pesée,
d’adapter en conséquence le volume des réactifs et d’ajuster le volume final de la solution d’essai de
sorte que l’expérience soit la plus représentative possible de l’analyse des échantillons d’air des lieux de
travail.
8.2.3.3 Détermination du taux de récupération analytique au moyen d’échantillons d’air de
référence
Préparer et analyser les solutions d’essai à partir d’un nombre minimal de six échantillons d’air de
référence (6.4) en utilisant la méthode décrite dans la procédure de mesure.
8.2.3.4 Comparaison des résultats avec les critères d’acceptation
Calculer le taux de récupération analytique moyen et le coefficient de variation pour chacun des essais
réalisés et comparer les résultats avec les exigences de 5.2.2. Si les exigences ne sont pas satisfaites
pour un matériau de référence, l’essai de récupération analytique peut être renouvelé en utilisant
un matériau de granulométrie inférieure et/ou en utilisant un plus grand volume de réactifs. Si les
exigences ne sont toujours pas satisfaites, les matériaux d’un type similaire au matériau de référence
concerné doivent être exclus du domaine d’application de la procédure de mesure.
8.2.4 Procédures de mesure qui n’impliquent pas de mise en solution de l’échantillon
8.2.4.1 Détermination expérimentale du taux de récupération analytique
8.2.4.1.1 Échantillons d’air de référence
Analyser au minimum six échantillons d’air de référence (6.4) avec la méthode décrite dans la procédure
de mesure.
8.2.4.1.2 Échantillons d’air des lieux de travail
Analyser au minimum six échantillons d’air des lieux de travail avec la méthode décrite dans la
procédure de mesure. Renouveler ensuite l’analyse des échantillons en utilisant une procédure de
mesure indépendante dont le taux de récupération analytique est connu pour obtenir les valeurs de
référence correspondant aux métaux et métalloïdes analysés.
8.2.4.1.3 Comparaison des résultats avec les critères d’acceptation
Calculer le taux de récupération analytique moyen et le coefficient de variation pour chacun des essais
réalisés et comparer les résultats avec les exigences de 5.2.2. Si les exigences ne sont pas satisfaites,
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s’assurer que les limites de la procédure de mesure sont entièrement décrites dans son domaine
d’application.
8.2.4.2 Estimation théorique du taux de récupération analytique
Estimer le taux de récupération analytique par la prise en considération théorique des principes de
la technique impliquée et comparer les résultats avec les exigences relatives au taux de récupération
analytique de 5.2.2.
NOTE Par exemple, la masse maximale du dépôt d’échantillon pour la détermination quantitative des métaux
[20]
et métalloïdes présents dans l’air par spectrométrie à fluorescence X peut être estimée de manière théorique .
8.3 Incertitude de mesure
8.3.1 Identification des composantes aléatoires et systématiques de l’incertitude
Voir le Tableau B.1 pour obtenir une liste des composantes d’incertitude aléatoires et systématiques
qu’il convient généralement de prendre en compte.
8.3.2 Estimation des composantes individuelles de l’incertitude
8.3.2.1 Généralités
Pour chacune des composantes significatives de l’incertitude identifiées en 8.3.1, estimer les
incertitudes individuelles ou les calculer à partir des données expérimentales produites par les essais
de 8.3.2.2 à 8.3.2.6, en suivant les recommandations de l’Annexe C.
Le cas échéant, convertir une étendue ± A en une incertitude systématique égale à A 3 , en présumant
une distribution de probabilité rectangulaire, ou en une incertitude systématique égale à A 6 , en
présumant une distribution de probabilité triangulaire, selon le cas.
8.3.2.2 Incertitude associée au volume d’air prélevé
Estimer les composantes aléatoires et systématiques de l’incertitude sur le volume d’air prélevé, en se
référant aux recommandations données en C.2.
Lorsque l’estimation de l’incertitude de mesure concerne l’utilisation générale d’une méthode publiée,
réaliser une estimation du cas le plus défavorable des composantes d’incertitude concernées.
Lorsque l’estimation de l’incertitude de mesure concerne l’utilisation de la méthode dans des conditions
spécifiques (par exemple par un organisme particulier utilisant un équipement et un protocole de
prélèvement particuliers), estimer les composantes de l’incertitude pour l’équipement spécifique
concerné (par exemple débitmètre, pompe de prélèvement, chronomètre), en tenant compte de toute
exigence supplémentaire spécifique du protocole de prélèvement (par exemple nombre de mesures de
débit, durée du prélèvement).
8.3.2.3 Incertitude associée à l’efficacité du prélèvement
Estimer les composantes aléatoires et systématiques de l’incertitude liée aux dispositifs de prélèvement
d’aérosol, en se référant aux recommandations données en C.3.
8.3.2.4 Incertitude associée à la conservation et au transport de l’échantillon
Estimer les composantes systématiques de l’incertitude associées à la conservation et au transport de
l’échantillon, en se référant aux recommandations données en C.4.
8.3.2.5 Incertitude associée au taux de récupération analytique
Estimer le taux de récupération analytique et les composantes systématiques de l’incertitude associées
au biais d’analyse, en se référant aux recommandations données en C.5.
8.3.2.6 Incertitude associée à la variabilité analytique
Estimer les composantes aléatoires de l’incertitude associées à la variabilité analytique, en se référant
aux recommandations données en C.6.
8.3.3 Calcul de l’incertitude élargie
Calculer l’incertitude élargie de la procédure de mesure en combinant les composantes aléatoires et
systématiques de l’incertitude de prélèvement et de l’incertitude d’analyse (voir C.7.1, C.7.2 et C.7.3) et
en les multipliant par un facteur d’élargissement de deux (voir C.8).
9 Rapport d’essai
Le rapport d’essai doit contenir au moins les informations suivantes:
a) une référence au présent document, c’est-à-dire l’ISO 21832;
b) l’identification du laboratoire d’essai, y compris des informations succinctes concernant toute
accréditation pertinente;
c) l’identification de la procédure soumise à essai;
d) les informations relatives au matériel de prélèvement pour lequel les performances de la procédure
ont été évaluées;
e) les informations relatives aux matériaux de référence utilisés ainsi que, pour les échantillons d’air
de référence, leur méthode de préparation;
f) une description succincte de la méthode d’analyse soumise à essai, y compris les informations
relatives aux instruments d’analyse utilisés;
g) les informations relatives aux méthodes d’essai suivies parmi les méthodes spécifiées à l’Article 8;
h) une liste des métaux et/ou métalloïdes évalués;
i) les informations relatives à toute opé
...
Questions, Comments and Discussion
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