SIST ISO 15202-1:2013
Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry - Part 1: Sampling
Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry - Part 1: Sampling
This part of ISO 15202 specifies a method for collecting samples of airborne particulate matter for subsequent determination of metals and metalloids using inductively coupled plasma - atomic emission spectrometry (ICP-AES). Samples obtained using the method described herein can also be subsequently analysed for elemental composition by other instrumental methods, such as atomic absorption spectrometry (AAS) or inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
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
L'ISO 15202-1:2012 sp�cifie une m�thode de collecte d'�chantillons de mati�re particulaire en suspension dans l'air en vue du dosage ult�rieur des m�taux et m�tallo�des par spectrom�trie d'�mission atomique avec plasma � couplage inductif (ICP-AES). Les �chantillons obtenus en utilisant la m�thode d�crite dans le pr�sent document peuvent aussi �tre analys�s par d'autres m�thodes instrumentales afin de d�terminer leur composition �l�mentaire, par exemple par spectrom�trie d'absorption atomique (AAS) ou spectrom�trie de masse avec plasma � couplage inductif (ICP-MS).
La m�thode n'est pas applicable au pr�l�vement du mercure, qui est pr�sent dans l'air en phase vapeur aux temp�ratures ambiantes, des compos�s inorganiques de m�taux et m�tallo�des qui sont des gaz permanents, tel l'arsine (AsH3) ou des compos�s inorganiques de m�taux et m�tallo�des qui sont pr�sents en phase vapeur aux temp�ratures ambiantes, tel le trioxyde d'arsenic (As2O3).
La m�thode est applicable au pr�l�vement individuel pour la fraction inhalable ou alv�olaire de particules en suspension dans l'air, selon la d�finition de l'ISO 7708, et au pr�l�vement � point fixe.
Zrak na delovnem mestu - Določevanje kovin in polkovin v lebdečih delcih z atomsko emisijsko spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo - 1. del: Vzorčenje
Ta del standarda ISO 15202 določa metodo za zbiranje vzorcev delcev v zraku za določevanje prisotnosti kovin in polkovin z atomsko emisijsko spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-AES). Vzorce, ki jih pridobimo s tu opisano metodo, lahko kasneje z drugimi metodami analiziramo glede njihovo na elementarno sestavo, npr. z atomsko absorbcijsko spektrometrijo (AAS) ali z masno spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-MS).
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15202-1
Second edition
2012-06-01
Workplace air — Determination of metals
and metalloids in airborne particulate
matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 1:
Sampling
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
Reference number
ISO 15202-1:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 15202-1:2012(E)
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member body in the country of the requester.
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Published in Switzerland
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ISO 15202-1:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General definitions . 2
3.2 Particle size fraction definitions . 3
3.3 Sampling definitions . 4
4 Principle . 4
5 Requirement . 4
6 Sampling equipment . 5
6.1 Samplers . 5
6.2 Filters . 5
6.3 Sampling pumps . 5
6.4 Flowmeter . 6
6.5 Ancillary equipment . 6
7 Occupational exposure assessment . 7
7.1 General . 7
7.2 Personal sampling . 7
7.3 Static sampling . 7
7.4 Selection of measurement conditions and measurement pattern . 7
8 Sampling method . 8
8.1 Preliminary considerations . 8
8.2 Preparation for sampling . 9
8.3 Sampling position .10
8.4 Collection of samples . 11
8.5 Transportation . 11
9 Documentation . 11
9.1 Sampling information . 11
9.2 Information to accompany the request for analytical services .12
Annex A (informative) Sampler wall deposits .13
Annex B (informative) Guidance on filter selection .15
Annex C (informative) Temperature and pressure correction for the indicated volumetric flow rate .17
Bibliography .18
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ISO 15202-1:2012(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 15202-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15202-1:2000), which has been technically
revised. The major changes in the second edition are as follows:
— definitions have been updated;
— a new Annex A has been added to provide guidance regarding sampler wall deposits.
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 15202-1:2012(E)
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 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 sampling method for subsequent determination of the mass
concentration of metals and metalloids in workplace air using inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry (ICP-AES). Samples obtained using the method described herein can also be subsequently
analysed by other instrumental methods, such as atomic absorption spectrometry (AAS) or inductively coupled
plasma mass spectrometry (ICP-MS).
This part of ISO 15202 gives details of relevant International, European and National Standards which specify
characteristics, performance requirements and test methods relating to sampling equipment. It 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.
Part 3 of ISO 15202 gives requirements and test methods for analysis of sample solutions 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, is entrusted to appropriately qualified and experienced people.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15202-1:2012(E)
Workplace air — Determination of metals and metalloids
in airborne particulate matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 1:
Sampling
1 Scope
1.1 This part of ISO 15202 specifies a method for collecting samples of airborne particulate matter for
subsequent determination of metals and metalloids using inductively coupled plasma — atomic emission
spectrometry (ICP-AES). Samples obtained using the method described herein can also be subsequently
analysed for elemental composition by other instrumental methods, such as atomic absorption spectrometry
(AAS) or inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
1.2 The method is not applicable to the sampling of mercury, which is present in air in the vapour phase at
ambient temperatures; inorganic compounds of metals and metalloids that are permanent gases, e.g. arsine
(AsH ); or inorganic compounds of metals and metalloids that are present in the vapour phase at ambient
3
temperatures, e.g. arsenic trioxide (As O ).
2 3
NOTE Although the method does not describe a means of collecting inorganic compounds of metals and metalloids
that are present in the vapour phase, in most instances this is relatively easily achieved by using a back-up filter which
has been pre-treated to trap the compound(s) of interest, e.g. a back-up paper pad impregnated with sodium carbonate is
[2]
suitable for collecting arsenic trioxide (see ISO 11041 ).
1.3 The method is applicable to personal sampling of the inhalable or respirable fraction of airborne particles,
as defined in ISO 7708, and to static sampling.
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 7708:1995, Air quality — Particle size fraction definitions for health-related sampling
ISO 15202-2, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 2: Sample preparation
ISO 15202-3, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 3: Analysis
EN 13205, Workplace atmospheres — Assessment of performance of instruments for measurement of airborne
particle concentrations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
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ISO 15202-1:2012(E)
3.1 General definitions
3.1.1
breathing zone
space around the worker’s face from which breath is taken
3.1.2
breathing zone
hemisphere (generally accepted to be 0,3 m in radius) extending in front of the human face,
centred on the midpoint of a line joining the ears; the base of the hemisphere is a plane through this line, the
top of the head and the larynx
NOTE 1 The definition is not applicable when respiratory protective equipment is used.
[6]
NOTE 2 Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.3
chemical agent
any chemical element or compound, on its own or admixed as it occurs in the natural state or as produced,
used, or released including release as waste, by any work activity, whether or not produced intentionally and
whether or not placed on the market
[13]
[Council Directive 98/24/EC , Art. 2(a)]
3.1.4
exposure
exposure by inhalation
situation in which a chemical agent is present in air which is inhaled by a person
[6]
NOTE Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.5
occupational exposure limit value
limit value
limit of the time-weighted average of the concentration of a chemical agent in the air within the breathing zone
of a worker in relation to a specified reference period
[13]
[Council Directive 98/24/EC , Art. 2(d)]
® [14]
EXAMPLES Threshold Limit Values (TLVs) established by the ACGIH , Indicative Occupational Exposure Limit
[12]
Values (IOELVs) promulgated by the European Commission and national limit values. Information on national limit
[15] [16]
values is available from the International Labour Organization (ILO) and on the GESTIS database .
3.1.6
measuring procedure
measurement procedure
set of operations, described specifically, for the sampling and analysis of chemical agents in air
NOTE 1 A measuring procedure usually includes preparation for sampling, sampling, transportation and storage,
preparation of samples for analysis and analysis.
[6]
NOTE 2 Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.7
operating time
period during which a sampling pump can be operated at specified flow rate and back pressure without
recharging or replacing the battery
[5]
[EN 1232]
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ISO 15202-1:2012(E)
3.1.8
reference period
specified period of time for which the occupational exposure limit value of a chemical agent applies
NOTE 1 The reference period is usually 8 h for long-term measurements and 15 min for short-term measurements.
NOTE 2 Examples for different reference periods are short-term and long-term limit values, such as those established
[14]
by the ACGIH .
[6]
NOTE 3 Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.9
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 and their use can be found in Reference [14].
3.1.10
workplace
designated area or areas in which the work activities are carried out
[6]
[EN 1540:2011]
3.2 Particle size fraction definitions
3.2.1
inhalable convention
target specification for sampling instruments when the inhalable fraction is of interest
[ISO 7708:1995]
3.2.2
inhalable fraction
mass fraction of total airborne particles that is inhaled through the nose and mouth
[ISO 7708:1995]
NOTE The inhalable fraction depends on the speed and direction of air movement, on breathing rate and other factors.
3.2.3
respirable convention
target specification for sampling instruments when the respirable fraction is of interest
[ISO 7708:1995]
3.2.4
respirable fraction
mass fraction of inhaled particles penetrating to the unciliated airways
[ISO 7708:1995]
3.2.5
total airborne particles
all particles surrounded by air in a given volume of air
[ISO 7708:1995]
NOTE Because all measuring instruments are size-selective to some extent, it is often impossible to measure the
total concentration of airborne particles.
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ISO 15202-1:2012(E)
3.3 Sampling definitions
3.3.1
personal sampler
sampler, attached to a person, that collects airborne particles in the breathing zone to determine exposure to
chemical agents
[6]
NOTE Adapted from EN 1540:2011 .
3.3.2
personal sampling
process of sampling carried out using a personal sampler
[6]
[EN 1540:2011]
3.3.3
air sampler
sampler
device for separating chemical agents from the surrounding air
NOTE 1 Air samplers are generally designed for a particular purpose, e.g. for sampling airborne particles.
[6]
NOTE 2 Adapted from EN 1540:2011 .
3.3.4
static sampler
area sampler
sampler, not attached to a person, that collects airborne particles at a particular location
[6]
NOTE Adapted from EN 1540:2011 .
3.3.5
static sampling
area sampling
process of (air) sampling carried out using a static sampler
[6]
[EN 1540:2011]
4 Principle
4.1 Airborne particles containing metals and metalloids are collected by drawing a measured volume of air through
a filter mounted in a sampler designed to collect an appropriate size fraction of airborne particles (see 8.1.1.1).
4.2 The filter and collected sample are then treated to dissolve the metals and metalloids of interest using one
or more of the sample preparation methods prescribed in ISO 15202-2.
4.3 The resultant solution is subsequently analysed for the metals and metalloids of interest using inductively
coupled plasma-atomic emission spectrometry, as described in ISO 15202-3.
5 Requirement
The measuring procedure as a whole (covered by ISO 15202-1, ISO 15202-2 and ISO 15202-3) shall comply
with any relevant International, European or National Standard that specifies performance requirements for
[3] [8]
procedures for measuring chemical agents in workplace air (e.g. EN 482 and EN 13890 ).
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ISO 15202-1:2012(E)
6 Sampling equipment
6.1 Samplers
6.1.1 Inhalable samplers, designed to collect the inhalable fraction of airborne particles, complying with
the provisions of EN 13205, for use when the limit value(s) for metals and metalloids of interest apply to the
inhalable fraction of airborne particles.
NOTE 1 In general, personal samplers for collection of the inhalable fraction of airborne particles do not exhibit the
same size selective characteristics if used for static sampling.
NOTE 2 Some inhalable samplers are designed to collect the inhalable fraction of airborne particles on the filter, and
any particulate matter deposited on the internal surfaces of the sampler is not of interest. Other inhalable samplers are
designed such that airborne particles which pass through the entry orifice(s) match the inhalable convention, in which case
particulate matter deposited on the internal surfaces of the sampler does form part of the sample. For many samplers,
particulate matter deposited on the internal surfaces of the sampler or insert is included as part of the sample. For more
information on the issue of internal wall deposits, see Annex A.
6.1.2 Respirable samplers, designed to collect the respirable fraction of airborne particles, complying with
the provisions of EN 13205, for use when the limit values for the metals and metalloids of interest apply to the
respirable fraction of airborne particles.
NOTE 1 Cyclone-type samplers are typically used for personal sampling. Cascade impactors are often used to
characterize the particle size distribution in static sampling.
NOTE 2 For many samplers, internal wall deposits are included as part of the sample.
6.1.3 Multi-fraction samplers, designed to collect airborne particles and fractionate them so as to enable
two or more particle size fractions to be separately determined, complying with the provisions of EN 13205, for
use as an alternative to collecting multiple samples when limit values for the metals and metalloids of interest
apply to more than one particle size fraction.
Multi-fraction samplers sometimes use polyurethane foam to collect larger particles. In such cases, the foam
should be compatible with the selected sample preparation method (see ISO 15202-2) and should have the
same low metal content specified for filters in 6.2.
6.2 Filters
The filters shall be of a diameter suitable for use with the samplers (6.1), have a collection efficiency of not less
than 99,5 % for particles with a 0,3 µm diffusion diameter (see 2.2 of ISO 7708:1995), have a very low metal
content (typically less than 0,1 µg of each metal or metalloid of interest per filter) and be compatible with the
selected sample preparation method (see ISO 15202-2).
NOTE 1 See Annex B for guidance on filter selection.
NOTE 2 Besides filters, other types of collection substrates can be suitable, such as foams.
1)
NOTE 3 Commercial products are available that combine a filter and an associated ‘shell’ that are heat-sealed
together to form a sampler insert that primarily collects airborne particles on the filter but also collects on the shell particles
that would otherwise be deposited on the internal walls of the sampler.
6.3 Sampling pumps
The sampling pumps shall have an adjustable flow rate and be capable of maintaining the selected flow rate
(between 1 l/min and 5 l/min for personal sampling pumps, and between 5 l/min and 400 l/min for high-volume
TM
1) A sampler insert of this type is available from SKC Inc and this is referred to as an Accu-Cap . At the time when this
TM
International Standard was developed the Accu-Cap was the only known commercially available product. This information
is given for the convenience of this document and does not constitute an endorsement by ISO of the product named.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
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ISO 15202-1:2012(E)
sampling pumps) to within ± 5 % of the nominal value throughout the sampling period (see 8.1.2). For personal
sampling, the pumps shall be capable of being worn by the worker without impeding normal work activity.
The pump should have, as a minimum, the following features:
— an automatic control that keeps the volumetric flow rate constant in the case of a changing back pressure;
— either a malfunction indicator that, following completion of sampling, indicates that the air flow has been
reduced or interrupted during sampling; or an automatic cut-out that stops the pump if the flow rate is
reduced or interrupted;
— a facility for the adjustment of flow rate, such that it can only be actuated with the aid of a tool (e.g.
screwdriver) or requires special knowledge for operation (e.g. via software), so as to preclude inadvertent
readjustment of the flow rate during use.
An integral timer is a highly desirable additional feature.
NOTE 1 A flow-stabilized pump may be required to maintain the flow rate within the specified limits.
[5] [7]
NOTE 2 EN 1232 and EN 12919 require that the performance of the pumps is such that:
— the pulsation of the flow rate does not exceed 10 %;
— a flow rate set within the nominal range does not deviate by more than ± 5 % from the initial value under increasing
back pressure;
— within the range of ambient temperatures from 5 °C to 40 °C, the flow rate measured under operating conditions does
not deviate by more than ± 5 % from the flow rate at 20 °C;
— the operating time is at least 2 h, and preferably 8 h;
— the flow rate does not deviate by more than ± 5 % from the initial value during the operating time.
[5] [7]
If the sampling pump is used outside the range of conditions specified in EN 1232 and/or EN 12919 , appropriate action
should be taken to ensure that the performance requirements are met. For instance, at sub-zero temperatures it might be
necessary to keep the pump warm.
6.4 Flowmeter
The flowmeter shall be portable and have an accuracy that is sufficient to enable the volumetric flow rate (see
8.1.1.2) to be measured to within ± 5 %.
The calibration of the flowmeter shall be checked against a primary standard, i.e. a flowmeter whose accuracy
is traceable to national standards. If appropriate (see 8.1.3), record the atmospheric temperature and pressure
at which the calibration of the flowmeter was checked.
It is advisable that the flowmeter used is capable of measuring the volumetric flow rate to within ± 2 % or better.
6.5 Ancillary equipment
6.5.1 Flexible tubing, of a diameter suitable for making a leakproof connection from the samplers (6.1) to the
sampling pumps (6.3).
6.5.2 Belts or harnesses, to which the sampling pumps can conveniently be fixed for personal sampling
(except where the sampling pumps are small enough to fit in workers’ pockets).
6.5.3 Flat-tipped forceps, non-metallic (e.g. plastic or plastic-coated) for loading and unloading filters from
samplers or from filter transport cassettes.
6.5.4 Filter transport cassettes or similar, if required (see 8.5.1), in which to transport samples to the laboratory.
6 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 15202-1:2012(E)
6.5.5 Thermometer, 0 °C to 50 °C, graduated in divisions of 1 °C or less, for measurement of atmospheric
temperature, if required (see 8.1.3).
6.5.6 Barometer, suitable for measurement of atmospheric pressure, if required (see 8.1.3).
7 Occupational exposure assessment
7.1 General
The scope of this part of ISO 15202 pertains to the taking of personal and static samples. Refer to relevant
[4] [10]
International, European or National Standards (e.g. EN 689 , ASTM E 1370 ) for guidance on how to develop
an appropriate assessment strategy and for general guidance on measurement strategy.
7.2 Personal sampling
Exposure of workers to metals and metalloids shall normally be determined by personal sampling, since the
concentration of metals and metalloids in the breathing zone is usually higher than their background levels in
the workplace.
7.3 Static sampling
Static sampling may be carried out, if appropriate, to assess the exposure of workers in a situation where
personal sampling is not possible (see Note in 8.1.2.1 for an example of such a situation); to characterize the
background levels of metals and metalloids in the workplace in order to give an indication of the efficiency of
ventilation; or to provide information on the location and intensity of an emission source.
7.4 Selection of measurement conditions and measurement pattern
7.4.1 General
7.4.1.1 Sampling shall be carried out in such a way as to cause the least possible interference with the worker
and the normal performance of the job, and to provide samples that are representative of normal working
conditions and that are compatible with the analytical method (see ISO 15202-2 and ISO 15202-3).
7.4.1.2 The pattern of sampling shall take into consideration practical issues, such as the nature of the
measurement task and the frequency and duration of particular work activities.
7.4.2 Screening measurements of variation of concentration in time/and or space
Screening measurements of variation of concentration in time and/or space may be performed to provide
information on the likely pattern of concentration of chemical agents. They can be used to identify locations
and periods of elevated exposure and to set the duration and frequency of sampling for measurements for
comparison with limit values. Emission sources can be located and the effectiveness of ventilation or other
[3]
technical measures can be estimated (see EN 482 ).
7.4.3 Screening measurements of time-weighted average concentration and worst-case measurements
7.4.3.1 Screening measurements of time-weighted average concentration may be performed to obtain
relatively crude information on the exposure level in order to decide whether an exposure problem exists at all,
and, if so, to appraise its possible seriousness. They can also be used to determine if the exposure is well below
[3]
or well above the limit value (see EN 482 ).
7.4.3.2 Screening measurements of time-weighted average concentration are typically carried out in
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 15202-1:2013
01-december-2013
1DGRPHãþD
SIST ISO 15202-1:2002
=UDNQDGHORYQHPPHVWX'RORþHYDQMHNRYLQLQSRONRYLQYOHEGHþLKGHOFLK]
DWRPVNRHPLVLMVNRVSHNWURPHWULMR]LQGXNWLYQRVNORSOMHQRSOD]PRGHO
9]RUþHQMH
Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry - Part 1: Sampling
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
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 15202-1:2012
ICS:
13.040.30 Kakovost zraka na delovnem Workplace atmospheres
mestu
SIST ISO 15202-1:2013 en,fr
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 15202-1:2013
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SIST ISO 15202-1:2013
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15202-1
Second edition
2012-06-01
Workplace air — Determination of metals
and metalloids in airborne particulate
matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 1:
Sampling
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
Reference number
ISO 15202-1:2012(E)
©
ISO 2012
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General definitions . 2
3.2 Particle size fraction definitions . 3
3.3 Sampling definitions . 4
4 Principle . 4
5 Requirement . 4
6 Sampling equipment . 5
6.1 Samplers . 5
6.2 Filters . 5
6.3 Sampling pumps . 5
6.4 Flowmeter . 6
6.5 Ancillary equipment . 6
7 Occupational exposure assessment . 7
7.1 General . 7
7.2 Personal sampling . 7
7.3 Static sampling . 7
7.4 Selection of measurement conditions and measurement pattern . 7
8 Sampling method . 8
8.1 Preliminary considerations . 8
8.2 Preparation for sampling . 9
8.3 Sampling position .10
8.4 Collection of samples . 11
8.5 Transportation . 11
9 Documentation . 11
9.1 Sampling information . 11
9.2 Information to accompany the request for analytical services .12
Annex A (informative) Sampler wall deposits .13
Annex B (informative) Guidance on filter selection .15
Annex C (informative) Temperature and pressure correction for the indicated volumetric flow rate .17
Bibliography .18
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ISO 15202-1:2012(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 15202-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15202-1:2000), which has been technically
revised. The major changes in the second edition are as follows:
— definitions have been updated;
— a new Annex A has been added to provide guidance regarding sampler wall deposits.
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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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
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 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 sampling method for subsequent determination of the mass
concentration of metals and metalloids in workplace air using inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry (ICP-AES). Samples obtained using the method described herein can also be subsequently
analysed by other instrumental methods, such as atomic absorption spectrometry (AAS) or inductively coupled
plasma mass spectrometry (ICP-MS).
This part of ISO 15202 gives details of relevant International, European and National Standards which specify
characteristics, performance requirements and test methods relating to sampling equipment. It 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.
Part 3 of ISO 15202 gives requirements and test methods for analysis of sample solutions 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, is entrusted to appropriately qualified and experienced people.
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SIST ISO 15202-1:2013
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SIST ISO 15202-1:2013
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15202-1:2012(E)
Workplace air — Determination of metals and metalloids
in airborne particulate matter by inductively coupled plasma
atomic emission spectrometry —
Part 1:
Sampling
1 Scope
1.1 This part of ISO 15202 specifies a method for collecting samples of airborne particulate matter for
subsequent determination of metals and metalloids using inductively coupled plasma — atomic emission
spectrometry (ICP-AES). Samples obtained using the method described herein can also be subsequently
analysed for elemental composition by other instrumental methods, such as atomic absorption spectrometry
(AAS) or inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
1.2 The method is not applicable to the sampling of mercury, which is present in air in the vapour phase at
ambient temperatures; inorganic compounds of metals and metalloids that are permanent gases, e.g. arsine
(AsH ); or inorganic compounds of metals and metalloids that are present in the vapour phase at ambient
3
temperatures, e.g. arsenic trioxide (As O ).
2 3
NOTE Although the method does not describe a means of collecting inorganic compounds of metals and metalloids
that are present in the vapour phase, in most instances this is relatively easily achieved by using a back-up filter which
has been pre-treated to trap the compound(s) of interest, e.g. a back-up paper pad impregnated with sodium carbonate is
[2]
suitable for collecting arsenic trioxide (see ISO 11041 ).
1.3 The method is applicable to personal sampling of the inhalable or respirable fraction of airborne particles,
as defined in ISO 7708, and to static sampling.
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 7708:1995, Air quality — Particle size fraction definitions for health-related sampling
ISO 15202-2, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 2: Sample preparation
ISO 15202-3, Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry — Part 3: Analysis
EN 13205, Workplace atmospheres — Assessment of performance of instruments for measurement of airborne
particle concentrations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
3.1 General definitions
3.1.1
breathing zone
space around the worker’s face from which breath is taken
3.1.2
breathing zone
hemisphere (generally accepted to be 0,3 m in radius) extending in front of the human face,
centred on the midpoint of a line joining the ears; the base of the hemisphere is a plane through this line, the
top of the head and the larynx
NOTE 1 The definition is not applicable when respiratory protective equipment is used.
[6]
NOTE 2 Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.3
chemical agent
any chemical element or compound, on its own or admixed as it occurs in the natural state or as produced,
used, or released including release as waste, by any work activity, whether or not produced intentionally and
whether or not placed on the market
[13]
[Council Directive 98/24/EC , Art. 2(a)]
3.1.4
exposure
exposure by inhalation
situation in which a chemical agent is present in air which is inhaled by a person
[6]
NOTE Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.5
occupational exposure limit value
limit value
limit of the time-weighted average of the concentration of a chemical agent in the air within the breathing zone
of a worker in relation to a specified reference period
[13]
[Council Directive 98/24/EC , Art. 2(d)]
® [14]
EXAMPLES Threshold Limit Values (TLVs) established by the ACGIH , Indicative Occupational Exposure Limit
[12]
Values (IOELVs) promulgated by the European Commission and national limit values. Information on national limit
[15] [16]
values is available from the International Labour Organization (ILO) and on the GESTIS database .
3.1.6
measuring procedure
measurement procedure
set of operations, described specifically, for the sampling and analysis of chemical agents in air
NOTE 1 A measuring procedure usually includes preparation for sampling, sampling, transportation and storage,
preparation of samples for analysis and analysis.
[6]
NOTE 2 Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.7
operating time
period during which a sampling pump can be operated at specified flow rate and back pressure without
recharging or replacing the battery
[5]
[EN 1232]
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
3.1.8
reference period
specified period of time for which the occupational exposure limit value of a chemical agent applies
NOTE 1 The reference period is usually 8 h for long-term measurements and 15 min for short-term measurements.
NOTE 2 Examples for different reference periods are short-term and long-term limit values, such as those established
[14]
by the ACGIH .
[6]
NOTE 3 Adapted from EN 1540:2011 .
3.1.9
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 and their use can be found in Reference [14].
3.1.10
workplace
designated area or areas in which the work activities are carried out
[6]
[EN 1540:2011]
3.2 Particle size fraction definitions
3.2.1
inhalable convention
target specification for sampling instruments when the inhalable fraction is of interest
[ISO 7708:1995]
3.2.2
inhalable fraction
mass fraction of total airborne particles that is inhaled through the nose and mouth
[ISO 7708:1995]
NOTE The inhalable fraction depends on the speed and direction of air movement, on breathing rate and other factors.
3.2.3
respirable convention
target specification for sampling instruments when the respirable fraction is of interest
[ISO 7708:1995]
3.2.4
respirable fraction
mass fraction of inhaled particles penetrating to the unciliated airways
[ISO 7708:1995]
3.2.5
total airborne particles
all particles surrounded by air in a given volume of air
[ISO 7708:1995]
NOTE Because all measuring instruments are size-selective to some extent, it is often impossible to measure the
total concentration of airborne particles.
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
3.3 Sampling definitions
3.3.1
personal sampler
sampler, attached to a person, that collects airborne particles in the breathing zone to determine exposure to
chemical agents
[6]
NOTE Adapted from EN 1540:2011 .
3.3.2
personal sampling
process of sampling carried out using a personal sampler
[6]
[EN 1540:2011]
3.3.3
air sampler
sampler
device for separating chemical agents from the surrounding air
NOTE 1 Air samplers are generally designed for a particular purpose, e.g. for sampling airborne particles.
[6]
NOTE 2 Adapted from EN 1540:2011 .
3.3.4
static sampler
area sampler
sampler, not attached to a person, that collects airborne particles at a particular location
[6]
NOTE Adapted from EN 1540:2011 .
3.3.5
static sampling
area sampling
process of (air) sampling carried out using a static sampler
[6]
[EN 1540:2011]
4 Principle
4.1 Airborne particles containing metals and metalloids are collected by drawing a measured volume of air through
a filter mounted in a sampler designed to collect an appropriate size fraction of airborne particles (see 8.1.1.1).
4.2 The filter and collected sample are then treated to dissolve the metals and metalloids of interest using one
or more of the sample preparation methods prescribed in ISO 15202-2.
4.3 The resultant solution is subsequently analysed for the metals and metalloids of interest using inductively
coupled plasma-atomic emission spectrometry, as described in ISO 15202-3.
5 Requirement
The measuring procedure as a whole (covered by ISO 15202-1, ISO 15202-2 and ISO 15202-3) shall comply
with any relevant International, European or National Standard that specifies performance requirements for
[3] [8]
procedures for measuring chemical agents in workplace air (e.g. EN 482 and EN 13890 ).
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
6 Sampling equipment
6.1 Samplers
6.1.1 Inhalable samplers, designed to collect the inhalable fraction of airborne particles, complying with
the provisions of EN 13205, for use when the limit value(s) for metals and metalloids of interest apply to the
inhalable fraction of airborne particles.
NOTE 1 In general, personal samplers for collection of the inhalable fraction of airborne particles do not exhibit the
same size selective characteristics if used for static sampling.
NOTE 2 Some inhalable samplers are designed to collect the inhalable fraction of airborne particles on the filter, and
any particulate matter deposited on the internal surfaces of the sampler is not of interest. Other inhalable samplers are
designed such that airborne particles which pass through the entry orifice(s) match the inhalable convention, in which case
particulate matter deposited on the internal surfaces of the sampler does form part of the sample. For many samplers,
particulate matter deposited on the internal surfaces of the sampler or insert is included as part of the sample. For more
information on the issue of internal wall deposits, see Annex A.
6.1.2 Respirable samplers, designed to collect the respirable fraction of airborne particles, complying with
the provisions of EN 13205, for use when the limit values for the metals and metalloids of interest apply to the
respirable fraction of airborne particles.
NOTE 1 Cyclone-type samplers are typically used for personal sampling. Cascade impactors are often used to
characterize the particle size distribution in static sampling.
NOTE 2 For many samplers, internal wall deposits are included as part of the sample.
6.1.3 Multi-fraction samplers, designed to collect airborne particles and fractionate them so as to enable
two or more particle size fractions to be separately determined, complying with the provisions of EN 13205, for
use as an alternative to collecting multiple samples when limit values for the metals and metalloids of interest
apply to more than one particle size fraction.
Multi-fraction samplers sometimes use polyurethane foam to collect larger particles. In such cases, the foam
should be compatible with the selected sample preparation method (see ISO 15202-2) and should have the
same low metal content specified for filters in 6.2.
6.2 Filters
The filters shall be of a diameter suitable for use with the samplers (6.1), have a collection efficiency of not less
than 99,5 % for particles with a 0,3 µm diffusion diameter (see 2.2 of ISO 7708:1995), have a very low metal
content (typically less than 0,1 µg of each metal or metalloid of interest per filter) and be compatible with the
selected sample preparation method (see ISO 15202-2).
NOTE 1 See Annex B for guidance on filter selection.
NOTE 2 Besides filters, other types of collection substrates can be suitable, such as foams.
1)
NOTE 3 Commercial products are available that combine a filter and an associated ‘shell’ that are heat-sealed
together to form a sampler insert that primarily collects airborne particles on the filter but also collects on the shell particles
that would otherwise be deposited on the internal walls of the sampler.
6.3 Sampling pumps
The sampling pumps shall have an adjustable flow rate and be capable of maintaining the selected flow rate
(between 1 l/min and 5 l/min for personal sampling pumps, and between 5 l/min and 400 l/min for high-volume
TM
1) A sampler insert of this type is available from SKC Inc and this is referred to as an Accu-Cap . At the time when this
TM
International Standard was developed the Accu-Cap was the only known commercially available product. This information
is given for the convenience of this document and does not constitute an endorsement by ISO of the product named.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
sampling pumps) to within ± 5 % of the nominal value throughout the sampling period (see 8.1.2). For personal
sampling, the pumps shall be capable of being worn by the worker without impeding normal work activity.
The pump should have, as a minimum, the following features:
— an automatic control that keeps the volumetric flow rate constant in the case of a changing back pressure;
— either a malfunction indicator that, following completion of sampling, indicates that the air flow has been
reduced or interrupted during sampling; or an automatic cut-out that stops the pump if the flow rate is
reduced or interrupted;
— a facility for the adjustment of flow rate, such that it can only be actuated with the aid of a tool (e.g.
screwdriver) or requires special knowledge for operation (e.g. via software), so as to preclude inadvertent
readjustment of the flow rate during use.
An integral timer is a highly desirable additional feature.
NOTE 1 A flow-stabilized pump may be required to maintain the flow rate within the specified limits.
[5] [7]
NOTE 2 EN 1232 and EN 12919 require that the performance of the pumps is such that:
— the pulsation of the flow rate does not exceed 10 %;
— a flow rate set within the nominal range does not deviate by more than ± 5 % from the initial value under increasing
back pressure;
— within the range of ambient temperatures from 5 °C to 40 °C, the flow rate measured under operating conditions does
not deviate by more than ± 5 % from the flow rate at 20 °C;
— the operating time is at least 2 h, and preferably 8 h;
— the flow rate does not deviate by more than ± 5 % from the initial value during the operating time.
[5] [7]
If the sampling pump is used outside the range of conditions specified in EN 1232 and/or EN 12919 , appropriate action
should be taken to ensure that the performance requirements are met. For instance, at sub-zero temperatures it might be
necessary to keep the pump warm.
6.4 Flowmeter
The flowmeter shall be portable and have an accuracy that is sufficient to enable the volumetric flow rate (see
8.1.1.2) to be measured to within ± 5 %.
The calibration of the flowmeter shall be checked against a primary standard, i.e. a flowmeter whose accuracy
is traceable to national standards. If appropriate (see 8.1.3), record the atmospheric temperature and pressure
at which the calibration of the flowmeter was checked.
It is advisable that the flowmeter used is capable of measuring the volumetric flow rate to within ± 2 % or better.
6.5 Ancillary equipment
6.5.1 Flexible tubing, of a diameter suitable for making a leakproof connection from the samplers (6.1) to the
sampling pumps (6.3).
6.5.2 Belts or harnesses, to which the sampling pumps can conveniently be fixed for personal sampling
(except where the sampling pumps are small enough to fit in workers’ pockets).
6.5.3 Flat-tipped forceps, non-metallic (e.g. plastic or plastic-coated) for loading and unloading filters from
samplers or from filter transport cassettes.
6.5.4 Filter transport cassettes or similar, if required (see 8.5.1), in which to transport samples to the laboratory.
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SIST ISO 15202-1:2013
ISO 15202-1:2012(E)
6.5.5 Thermometer, 0 °C to 50 °C, graduated in divisions of 1 °C or less, for measurement of atmospheric
temperature, if required (see 8.1.3).
6.5.6 Barometer, suitable for measurement of atmospheric pressure, if required (see 8.1.3).
7 Occupational exposure assessment
7.1 General
The scope of this part of ISO 15202 pertains to the taking of personal and static samples. Refer to relevant
[4] [10]
International, European or National Standards (e.g. EN 689 , ASTM E 1370 ) for guidance on how to develop
an appropriate assessment strategy and for general guidance on measurement strategy.
7.2 Personal sampling
Exposure of workers to metals and metalloids shall normally be determined by personal sampling, since the
concentration of metals and metalloids in the breathing zone is usually higher than their background levels in
the workplace.
7.3 Static sampling
Static sampling may be carried out, if appropriate, to assess the exposure of workers in a situation where
personal sampling is not possible (see Note in 8.1.2.1 for an example of such a situation); to characterize the
background levels of metals and metalloids in the workplace in order to give an indication of the efficiency of
ventilation; or to provide information on the location and intensity of an emission source.
7.4 Selection of measurement conditions and measurement pattern
7.4.1 General
7.4.1.1 Sampling shall be carried out in such a way as to cause the least possible interference with the worker
and the normal performance of the job, and to provide samples that are representative of normal working
conditions and t
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15202-1
Deuxième édition
2012-06-01
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
Workplace air — Determination of metals and metalloids in airborne
particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission
spectrometry —
Part 1: Sampling
Numéro de référence
ISO 15202-1:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 15202-1:2012(F)
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de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 15202-1:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Définitions générales . 2
3.2 Définitions des fractions de taille des particules . 3
3.3 Définitions relatives au prélèvement . 4
4 Principe . 4
5 Exigence . 4
6 Matériel de prélèvement . 5
6.1 Dispositifs de prélèvement . 5
6.2 Filtres . 5
6.3 Pompes de prélèvement . 6
6.4 Débitmètre . 6
6.5 Équipement auxiliaire . 7
7 Évaluation de l’exposition professionnelle . 7
7.1 Généralités . 7
7.2 Prélèvement individuel . 7
7.3 Prélèvement à point fixe . 7
7.4 Sélection des conditions de mesurage et du programme de mesurage . 7
8 Méthode de prélèvement . 9
8.1 Considérations préliminaires . 9
8.2 Préparation en vue du prélèvement .10
8.3 Point de prélèvement . 11
8.4 Collecte des échantillons . 11
8.5 Transport .12
9 Documents .12
9.1 Informations relatives au prélèvement .12
9.2 Informations accompagnant la demande d’analyse .13
Annexe A (informative) Dépôts sur les parois des dispositifs de prélèvement .14
Annexe B (informative) Lignes directrices pour le choix du filtre .16
Annexe C (informative) Correction de température et de pression pour le débit volumétrique indiqué .19
Bibliographie .20
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 15202-1:2012(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 15202-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 146, Qualité de l’air, sous-comité SC 2,
Atmosphères des lieux de travail.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 15202-1:2000), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Dans la deuxième édition, les principales modifications sont les suivantes:
— les définitions ont été mises à jour;
— une nouvelle Annexe A a été ajoutée afin de fournir des lignes directrices concernant les dépôts sur les
parois du dispositif de prélèvement.
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 15202-1:2012(F)
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 mesurages de l’air du lieu de travail. La présente partie de l’ISO 15202 a
été publiée dans le but de mettre à disposition une méthode permettant d’effectuer des mesurages d’exposition
valides pour un large éventail de métaux et de métalloïdes utilisés dans l’industrie. Elle s’adresse aux agences
concernées par l’hygiène et la sécurité du travail, aux hygiénistes industriels et aux autres professionnels de la
santé publique, aux laboratoires d’analyse, aux industriels utilisateurs de métaux et de métalloïdes et à leurs
employés, etc.
La présente partie de l’ISO 15202 spécifie une méthode générique d’échantillonnage en vue de la détermination
ultérieure 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 (ICP-AES). Les échantillons obtenus en utilisant
la méthode décrite ici peuvent aussi être analysés par d’autres méthodes instrumentales, telles que la spectrométrie
d’absorption atomique (AAS) ou la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS).
La présente partie de l’ISO 15202 donne les détails des Normes internationales, européennes et nationales
appropriées qui spécifient les caractéristiques, les exigences de performance et les méthodes d’essai se
rapportant à l’équipement de prélèvement. Elle complète les lignes directrices données par ailleurs sur la
stratégie d’évaluation et la stratégie de mesurage et spécifie une méthode de collecte d’échantillons de matière
particulaire en suspension dans l’air en vue d’une analyse chimique ultérieure.
L’ISO 15202-2 décrit plusieurs méthodes de préparation des solutions d’échantillons pour analyse par ICP-AES.
L’ISO 15202-3 spécifie des exigences et des méthodes d’essai pour l’analyse de solutions d’échantillons 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 15202-1:2012(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 1:
Échantillonnage
1 Domaine d’application
1.1 La présente partie de l’ISO 15202 spécifie une méthode de collecte d’échantillons de matière particulaire
en suspension dans l’air en vue du dosage ultérieur des métaux et métalloïdes par spectrométrie d’émission
atomique avec plasma à couplage inductif (ICP-AES). Les échantillons obtenus en utilisant la méthode décrite
ici peuvent aussi être analysés par d’autres méthodes instrumentales afin de déterminer leur composition
élémentaire, par exemple par spectrométrie d’absorption atomique (AAS) ou spectrométrie de masse avec
plasma à couplage inductif (ICP-MS).
1.2 La méthode n’est pas applicable au prélèvement du mercure, qui est présent dans l’air en phase
vapeur aux températures ambiantes, des composés inorganiques de métaux et métalloïdes qui sont des gaz
permanents, tel l’arsine (AsH ) ou des composés inorganiques de métaux et métalloïdes qui sont présents en
3
phase vapeur aux températures ambiantes, tel le trioxyde d’arsenic (As O ).
2 3
NOTE Bien que la méthode ne décrive pas de mode opératoire de collecte de composés inorganiques de métaux
et métalloïdes présents en phase vapeur, dans la plupart des cas cela est relativement facile à effectuer en utilisant un
tampon de support qui a été prétraité pour capter le(s) composé(s) intéressant(s), par exemple un tampon en papier
[2]
imprégné de carbonate de sodium pour recueillir le trioxyde d’arsenic (voir l’ISO 11041 ).
1.3 La méthode est applicable au prélèvement individuel pour la fraction inhalable ou alvéolaire de particules
en suspension dans l’air, selon la définition de l’ISO 7708, et au prélèvement à point fixe.
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 7708:1995, Qualité de l’air — Définitions des fractions de taille des particules pour l’échantillonnage lié
aux problèmes de santé
ISO 15202-2, 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
ISO 15202-3, 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
EN 13205, Atmosphères des lieux de travail — Évaluation des performances des instruments de mesurage
des concentrations d’aérosol
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
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ISO 15202-1:2012(F)
3.1 Définitions générales
3.1.1
zone respiratoire
〈généralités〉 espace autour du visage du travailleur dans lequel il respire
3.1.2
zone respiratoire
〈technique〉 hémisphère (généralement de 0,3 m de rayon) s’étendant devant le visage de la personne, centré
sur le milieu du segment qui joint les deux oreilles et dont la base est un plan passant par ce segment, le
sommet de la tête et le larynx
NOTE 1 La définition n’est pas applicable lorsqu’un équipement de protection respiratoire est utilisé.
[6]
NOTE 2 Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.1.3
agent chimique
tout élément ou composé chimique, seul ou mélangé, tel qu’il se présente à l’état naturel ou tel qu’il est produit,
utilisé ou libéré, y compris sous forme de déchet, du fait d’une activité professionnelle, qu’il soit ou non produit
intentionnellement et qu’il soit ou non mis sur le marché
[13]
[Directive du Conseil 98/24/CE , Art. 2(a)]
3.1.4
exposition
exposition par inhalation
situation dans laquelle un agent chimique est présent dans l’air inhalé par une personne
[6]
NOTE Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.1.5
valeur limite d’exposition professionnelle
valeur limite
limite de la concentration moyenne pondérée dans le temps d’un agent chimique dans l’air au sein de la zone
respiratoire d’un travailleur par rapport à une période de référence spécifiée
[13]
[Directive du Conseil 98/24/CE , Art. 2(d)]
® [14]
EXEMPLES TLV (Threshold Limit Values ) établies par l’ACGIH , valeurs limites indicatives d’exposition
[12]
professionnelle (IOELV) promulguées par la Commission Européenne et valeurs limites nationales. Les informations
[15]
sur les valeurs limites nationales sont disponibles auprès de l’Organisation internationale du travail (OIT) et sur la base
[16]
de données du GESTIS .
3.1.6
mode opératoire de mesure
mode opératoire de mesurage
ensemble d’opérations, décrites spécifiquement, pour le prélèvement et l’analyse d’agents chimiques
présents dans l’air
NOTE 1 Un mode opératoire de mesurage comprend généralement la préparation en vue du prélèvement, le
prélèvement, le transport et le stockage, la préparation des échantillons pour analyse et l’analyse.
[6]
NOTE 2 Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.1.7
durée d’utilisation
période pendant laquelle une pompe de prélèvement peut être utilisée à un débit et avec une perte de charge
spécifiés sans recharger ni remplacer les batteries
[5]
[EN 1232]
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ISO 15202-1:2012(F)
3.1.8
période de référence
durée spécifiée pendant laquelle s’applique la valeur limite d’exposition professionnelle d’un agent chimique
NOTE 1 La période de référence est généralement de 8 h pour des mesurages de longue durée et de 15 min pour des
mesurages de courte durée.
NOTE 2 Les exemples pour différentes périodes de référence sont les valeurs limites à court terme et à long terme,
[14]
telles que celles établies par l’ACGIH .
[6]
NOTE 3 Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.1.9
concentration moyenne pondérée en temps
concentration d’un agent chimique dans l’atmosphère, moyennée sur la période de référence
NOTE Une discussion plus détaillée sur les concentrations moyennes pondérées en temps et leur utilisation peut
être trouvée à la Référence [14].
3.1.10
lieu de travail
endroit(s) désigné(s) où les activités du travail sont accomplies
[6]
[EN 1540:2011]
3.2 Définitions des fractions de taille des particules
3.2.1
convention inhalable
spécification cible pour les instruments d’échantillonnage lorsque la fraction inhalable est la fraction intéressante
[ISO 7708:1995]
3.2.2
fraction inhalable
fraction massique des particules totales en suspension dans l’air inhalée par le nez et par la bouche
[ISO 7708:1995]
NOTE La fraction inhalable dépend de la vitesse et de la direction de l’air, de la fréquence respiratoire et d’autres facteurs.
3.2.3
convention alvéolaire
spécification cible pour les instruments d’échantillonnage lorsque la fraction alvéolaire est la fraction intéressante
[ISO 7708:1995]
3.2.4
fraction alvéolaire
fraction massique des particules inhalées qui pénètrent dans les voies aériennes non ciliées
[ISO 7708:1995]
3.2.5
particules totales en suspension dans l’air
toutes les particules en suspension dans un volume donné d’air
[ISO 7708:1995]
NOTE En raison du fait que tous les appareils de mesure sont, dans une certaine limite, sélectifs en taille de particules,
il est souvent impossible de mesurer la concentration totale des particules en suspension dans l’air.
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3.3 Définitions relatives au prélèvement
3.3.1
dispositif de prélèvement individuel
dispositif de prélèvement fixé sur une personne, qui collecte les particules en suspension dans l’air dans la
zone respiratoire en vue de déterminer l’exposition aux agents chimiques
[6]
NOTE Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.3.2
prélèvement individuel
processus de prélèvement d’air exécuté en utilisant un dispositif de prélèvement personnel
[6]
[EN 1540:2011]
3.3.3
dispositif de prélèvement d’air
échantillonneur
dispositif permettant de séparer les agents chimiques de l’air qui les renferme
NOTE 1 Les dispositifs de prélèvement d’air sont généralement conçus pour un usage particulier, par exemple pour
prélever des particules en suspension dans l’air.
[6]
NOTE 2 Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.3.4
dispositif de prélèvement à point fixe
dispositif de prélèvement qui collecte les particules en suspension dans l’air en un emplacement particulier,
sans être fixé sur une personne
[6]
NOTE Adapté de l’EN 1540:2011 .
3.3.5
prélèvement à point fixe
processus de prélèvement (d’air) exécuté en utilisant un dispositif de prélèvement à point fixe
[6]
[EN 1540:2011]
4 Principe
4.1 Les particules en suspension dans l’air contenant des métaux et des métalloïdes sont collectées par
passage d’un volume d’air mesuré à travers un filtre monté dans un dispositif de prélèvement conçu pour retenir
une fraction de taille appropriée des particules en suspension dans l’air (voir 8.1.1.1).
4.2 Le filtre et l’échantillon recueilli sont ensuite traités pour mettre en solution les métaux et métalloïdes
étudiés par une (ou plusieurs) des méthodes de préparation d’échantillon spécifiées dans l’ISO 15202-2.
4.3 La solution obtenue est ensuite analysée pour les métaux et les métalloïdes étudiés par spectrométrie
d’émission atomique avec plasma à couplage inductif, comme décrit dans l’ISO 15202-3.
5 Exigence
Le mode opératoire de mesurage dans son ensemble (couvert par la présente partie de l’ISO 15202,
l’ISO 15202-2 et l’ISO 15202-3) doit être conforme à toute Norme internationale, européenne ou nationale
pertinente qui spécifie les exigences de performance des modes opéraroires de mesurage d’agents chimiques
[3] [8]
dans l’air des lieux de travail (par exemple EN 482 et EN 13890 ).
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ISO 15202-1:2012(F)
6 Matériel de prélèvement
6.1 Dispositifs de prélèvement
6.1.1 Dispositifs de prélèvement de la fraction inhalable, conçus pour recueillir la fraction inhalable des
particules en suspension dans l’air, conformément aux dispositions de l’EN 13205, et utilisés lorsque la (les)
valeur(s) limite(s) pour les métaux et métalloïdes étudiés s’applique(nt) à la fraction inhalable des particules en
suspension dans l’air.
NOTE 1 En général, les dispositifs de prélèvement individuels utilisés pour recueillir la fraction inhalable des particules
en suspension dans l’air n’ont pas les mêmes caractéristiques de sélection de taille s’ils sont utilisés pour le prélèvement
à point fixe.
NOTE 2 Certains dispositifs de prélèvement de la fraction inhalable sont conçus pour recueillir la fraction inhalable des
particules en suspension dans l’air sur le filtre, toute matière particulaire déposée sur les surfaces internes du dispositif
de prélèvement n’ayant pas d’intérêt. D’autres dispositifs de prélèvement de la fraction inhalable sont étudiés de sorte que
les particules en suspension dans l’air qui passent dans l’(les) orifice(s) d’entrée correspondent à la convention inhalable,
auquel cas la matière particulaire déposée sur les surfaces internes du dispositif de prélèvement fait partie de l’échantillon.
Pour de nombreux dispositifs de prélèvement, la matière particulaire déposée sur les surfaces internes du dispositif de
prélèvement ou de l’insert est incluse en tant que partie de l’échantillon. Pour de plus amples informations sur la question
des dépôts sur les parois internes, voir Annexe A.
6.1.2 Dispositifs de prélèvement de la fraction alvéolaire, conçus pour recueillir la fraction alvéolaire
des particules en suspension dans l’air, conformément aux dispositions de l’EN 13205, et utilisés lorsque les
valeurs limites pour les métaux et métalloïdes étudiés s’appliquent à la fraction alvéolaire des particules en
suspension dans l’air.
NOTE 1 Des dispositifs de prélèvement de type cyclone sont généralement utilisés pour le prélèvement individuel. Les
impacteurs en cascade sont souvent utilisés pour caractériser la distribution de taille des particules dans le cadre d’un
prélèvement à point fixe.
NOTE 2 Pour de nombreux dispositifs de prélèvement, les dépôts sur les parois internes sont inclus en tant que partie
de l’échantillon.
6.1.3 Dispositifs de prélèvement de fractions multiples, conçus pour recueillir les particules en suspension
dans l’air et les fractionner afin de permettre à deux ou plusieurs fractions de taille de particules d’être déterminées
séparément, conformément aux dispositions de l’EN 13205, et utilisés comme autre moyen de recueillir des
échantillons multiples lorsque les valeurs limites pour les métaux et métalloïdes étudiés s’appliquent à plus
d’une fraction de taille de particules.
Les dispositifs de prélèvement de fractions multiples utilisent parfois une mousse en polyuréthanne pour
recueillir les grosses particules. Dans ce cas, il convient que la mousse soit compatible avec la méthode
choisie pour la préparation des échantillons (voir l’ISO 15202-2) et qu’elle ait la même faible teneur en métal
que celle spécifiée pour les filtres en 6.2.
6.2 Filtres
Les filtres doivent avoir un diamètre approprié pour être utilisé avec les dispositifs de prélèvement (6.1) et
une efficacité de collecte supérieure à 99,5 % pour les particules d’un diamètre de diffusion de 0,3 µm (voir
l’ISO 7708:1995, 2.2) ainsi qu’une très faible teneur en métal (en général inférieure à 0,1 µg de chaque métal
ou métalloïde étudié par filtre) et doivent être compatibles avec la méthode choisie pour la préparation des
échantillons (voir l’ISO 15202-2).
NOTE 1 Voir l’Annexe B pour des lignes directrices sur le choix des filtres.
NOTE 2 Outre les filtres, d’autres types de substrats de collecte peuvent être appropriés, par exemple des mousses.
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ISO 15202-1:2012(F)
1)
NOTE 3 Il existe dans le commerce des produits combinant un filtre et une «enveloppe» associée qui sont
thermosoudés pour former un insert de dispositif de prélèvement permettant de recueillir principalement les particules en
suspension dans l’air sur le filtre, mais aussi de recueillir sur l’enveloppe les particules qui sinon se seraient déposées sur
les parois internes du dispositif de prélèvement.
6.3 Pompes de prélèvement
Les pompes de prélèvement doivent avoir un débit réglable et pouvoir maintenir le débit choisi (entre 1 l/min et
5 l/min pour les pompes de prélèvement individuel et entre 5 l/min et 400 l/min pour les pompes de prélèvement
à volume élevé) à ± 5 % de la valeur nominale tout au long de la période de prélèvement (voir 8.1.2). Pour le
prélèvement individuel, les pompes doivent pouvoir être portées par le travailleur sans gêner le cours normal
de son travail.
Il convient que la pompe présente, au minimum, les caractéristiques suivantes:
— un dispositif de régulation automatique qui maintient le débit volumétrique constant en cas de variation de
la perte de charge;
— soit un indicateur de dysfonctionnement qui, une fois le prélèvement terminé, indique que le débit d’air
a été réduit ou interrompu lors du prélèvement, soit un dispositif de coupure automatique qui arrête la
pompe si le débit est réduit ou interrompu;
— un dispositif de réglage du débit, pouvant uniquement être manœuvré par un outil (par exemple un
tournevis) ou exigeant des connaissances spéciales pour la manœuvre (par le logiciel par exemple), afin
d’empêcher tout réajustage du débit par inadvertance en cours d’utilisation.
Une minuterie intégrée est un dispositif supplémentaire fortement recommandé.
NOTE 1 Une pompe à débit stabilisé peut être requise pour maintenir le débit dans les limites spécifiées.
[5] [7]
NOTE 2 L’EN 1232 et l’EN 12919 exigent que les performances des pompes soient telles que:
— la pulsation du débit ne dépasse pas 10 %;
— un débit fixé dans la gamme nominale ne dévie pas de plus de ± 5 % par rapport à la valeur initiale lorsque la perte
de charge augmente;
— dans la gamme des températures ambiantes de 5 °C à 40 °C, le débit mesuré dans les conditions de fonctionnement
ne dévie pas de plus de ± 5 % par rapport au débit à 20 °C;
— la durée de fonctionnement est au moins de 2 h, et de préférence de 8 h;
— le débit ne dévie pas de plus de ± 5% par rapport à la valeur initiale pendant la durée de fonctionnement.
[5]
Si la pompe de prélèvement est utilisée en dehors du domaine des conditions spécifiées dans l’EN 1232 et/ou
[7]
l’EN 12919 , il convient de prendre des mesures appropriées pour s’assurer que les exigences de performance soient
satisfaites. Par exemple, à des températures inférieures à zéro, il peut s’avérer nécessaire de maintenir la pompe au chaud.
6.4 Débitmètre
Le débitmètre doit être portable et avoir une précision suffisante pour permettre le mesurage du débit
volumétrique (voir 8.1.1.2) à ± 5 %.
L’étalonnage du débitmètre doit être vérifié par rapport à un étalon de référence, c’est-à-dire un débitmètre
dont la précision est liée aux étalons nationaux. S’il y a lieu (voir 8.1.3), noter la température et la pression
atmosphériques auxquelles l’étalonnage du débitmètre a été vérifié.
Il est recommandé que le débitmètre utilisé puisse mesurer le débit volumétrique à ± 2 % ou mieux.
TM
1) Un insert de dispositif de prélèvement de ce type est commercialisé par SKC Inc. sous la dénomination Accu-Cap .
TM
Au moment de l’élaboration de la présente partie de l’ISO 15202, Accu-Cap était le seul produit connu disponible dans
le commerce. Cette information est donnée à l’intention des utilisateurs de la présente partie de l’ISO 15202 et ne signifie
nullement que l’ISO approuve ou recommande l’emploi exclusif du produit ainsi désigné. Des produits équivalents peuvent
être utilisés s’il est démontré qu’ils conduisent aux mêmes résultats.
6 © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 15202-1:2012(F)
...
Questions, Comments and Discussion
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