=CERTIFIKAČNÍ ZPRÁVA= k přípravě kandidátního certifikovaného referenčního materiálu CZ 7006: PCDD, PCDF a vybrané (toxické) PCB ve směsném čistírenském a průmyslovém kalu Předkladatel (subdodavatel): ANALYTIKA spol. s r.o. Ke Klíčovu 2a/816 190 00 Praha 9, Vysočany Odpovědný řešitel a vedoucí projektu: Doc. RNDr. Václav Sychra, CSc. Vypracováno v listopadu 2006 (Verze č.1)
ABSTRACT The report describes the preparation, the homogeneity and stability studies and certification of PCDD, PCDF and some PCB in dried sewage sludge of mixed origin (CZ 7006). The analytical methods used for the homogeneity, the stability and the certification studies are summarized and all results are given. The certified values with their uncertainties are shown in the table bellow; the associated uncertainties U were calculated from the combined uncertainties u c multiplied by a coverage factor k 2 (refer to the Certification report). The summary of the results for certification of CRM CZ 7006. Analyte (Congener) Means of the lab. means (ng/kg) CZ 7006 U* in (ng/kg) 2,3,7,8 TeCDD 4,56 0,31 1,2,3,7,8 PeCDD 2,09 0,30 1,2,3,4,7,8 HxCDD 2,58 0,45 1,2,3,6,7,8 HxCDD 5,03 0,88 1,2,3,7,8,9 HxCDD 3,66 0,64 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 65,2 9,6 OCDD 519,0 74,0 2,3,7,8 TeCDF 110 17 1,2,3,7,8 PeCDF 157 21 2,3,4,7,8 PeCDF 86,6 11,1 1,2,3,4,7,8 HxCDF 376 63 1,2,3,6,7,8 HxCDF 102 13 1,2,3,7,8,9 HxCDF 11,0 2,2 2,3,4,6,7,8 HxCDF 19,8 2,8 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 256 41 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 110 17 OCDF 1590 290 PCB 77 2380 370 PCB 81 108 16 PCB 126 169 32 PCB 169 25,2 4,1 PCB 105 3430 495 PCB 114 169 36 PCB 118 15800 2300 PCB 123 121 30 PCB 156 9140 1300 PCB 157 802 132 PCB 167 4130 670 PCB 189 1860 260 *U expanded combined uncertainty (k 2)
Předmluva Tato zpráva byla vypracována podle metodiky CORM ČMI (dokument 017-MP-C001-06) [1] a dokumentu BCR/48/93 [2] a v souladu se schváleným Technickým projektem [3] přípravy tohoto RM. Na základě doporučení budoucích zahraničních distributorů tohoto materiálu bylo vyhověno požadavku, aby Certifikační zpráva měla podobnou strukturu jako analogické dokumenty publikované BCR (IRMM) [např. 4,5,6] a pro její přípravu a statistické výpočty byl použit stejný software, jaký byl použit v poslední době v IRMM při přípravě všech dosud vyrobených dioxinových standardů (ale i dalších) RM [7]. Tímto krokem by měla být zajištěna kompatibilita této zprávy s ostatními příslušnými dokumenty BCR (IRMM) a snadnější přijetí její anglické mutace v zahraničních laboratořích. Základní vstupní data a pomocné výpočty a grafy z jednotlivých laboratoří jsou uvedeny v přílohách této zprávy. Přílohy rovněž zahrnují ukázky jednotlivých výstupních protokolů generovaných použitým počítačovým programem v plné šíři. Jsou proto vytištěny a přiloženy v anglickém originálu. Všechna původní data a protokoly z jednotlivých laboratoří a všechny výpočty a protokoly z počítačového programu jsou uloženy u subdodavatele a jsou na požádání k dispozici případným zájemcům z řad členů CORM ČMI a posuzovatelům.
Poděkování Předložením této certifikační zprávy končí tříleté období usilovné a velmi nákladné práce na realizaci kandidátního certifikovaného referenčního materiálu pro stanovení polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů a dibenzofuranů a toxických polychlorovaných bifenylů v odpadním čistírenském kalu. Bez finanční podpory státu by se tento důležitý a nesmírně náročný projekt nemohl nikdy uskutečnit. Autor zprávy by proto rád na tomto místě poděkoval Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví v Praze za přidělení státní dotace z Programu rozvoje metrologie v letech 2004-2006. Jako odpovědný řešitel a koordinátor bych rád touto cestou rovněž poděkoval všem odborníkům v tuzemsku a zahraničí, kteří se na vzniku tohoto materiálu jakkoliv podíleli. Můj dík patří především všem pracovníkům firem Analytika spol. s r.o., Ecolab s.r.o. a Axys- Varilab s.r.o., kteří stáli u fyzického zrodu materiálu před čtyřmi lety a s jejichž pomocí se podařilo naplnit většinu našich představ deklarovaných v Technickém projektu. Doc. RNDr. Václav Sychra, CSc.
Použité zkratky a symboly ANOVA... analysis of variance, analýza rozptylu BCR... Community Bureau of Reference of the European Commission BFR... Brominated Flame Retardands, bromované zpomalovače hoření CI (IS)... interval spolehlivosti CV... variační koeficient CRM... certifikovaný referenční materiál D48... 2,3,7,8 TCDD, 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo-p-dioxin D54... 1,2,3,7,8 PeCDD, 1,2,3,7,8 pentachlorodibenzo p-dioxin D66... 1,2,3,4,7,8-HxCDD, 1,2,3,4,7,8-hexachlorodibenzo-p-dioxin D67... 1,2,3,6,7,8-HxCDD, 1,2,3,6,7,8-hexachlorodibenzo-p-dioxin D70... 1,2,3,7,8,9-HxCDD, 1,2,3,7,8,9-hexachlorodibenzo-p-dioxin D73... 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD, 1,2,3,4,6,7,8-heptachlorodibenzo-p-dioxin D75... OCDD, oktachlorodibenzo-p-dioxin F83... 2,3,7,8-TCDF, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran F94... 1,2,3,7,8-PeCDF, 1,2,3,7,8-pentachlorodibenzofuran F114... 2,3,4,7,8-PeCDF, 2,3,4,7,8-pentachlorodibenzofuran F118... 1,2,3,4,7,8-HxCDF, 1,2,3,4,7,8-hexachlorodibenzofuran F121... 1,2,3,6,7,8-HxCDF, 1,2,3,6,7,8-hexachlorodibenzofuran F124... 1,2,3,7,8,9-HxCDF, 1,2,3,7,8,9-hexachlorodibenzofuran F130... 2,3,4,6,7,8-HxCDF, 2,3,4,6,7,8-hexachlorodibenzofuran F131... 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF, 1,2,3,4,6,7,8-heptachlorodibenzofuran F134... 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF, 1,2,3,4,7,8,9-heptachlorodibenzofuran F135... OCDF, oktachlorodibenzofuran HW C.I. (95%)... pološířka intervalu spolehlivosti na hladině významnosti (95%) I-TEQ... International toxicity ekvivalent, mezinárodní ekvivalent toxicity I-TEF... International toxicity factor, mezinárodní faktor ekvivalentní toxicity PBDE... polybromované difenyl ethery PBDE-28... 2,4,4 -tribromodifenyl ether PBDE-47... 2,2,4,4 -tetrabromodifenyl ether PBDE-49... 2,2,4,5 -tetrabromodifenyl ether PBDE-66... 2,3,4,4 -tetrabromodifenyl ether PBDE-85... 2,2,3,4,4 -pentabromodifenyl ether PBDE-99... 2,2,4,4,5-pentabromodifenyl ether PBDE-100... 2,2,4,4,6-pentabromodifenyl ether PBDE-153... 2,2,4,4,5,5 -hexabromodifenyl ether PBDE-154... 2,2,4,4,5,6 -hexabromodifenyl ether PBDE-183... 2,2,3,4,5,6-heptabromodifenyl ether PBDE-209... dodekabromodifenyl ether HBCD... hexabromocyklododekan PCB... polychlorované bifenyly PCB-28... 2,4,4 -trichlorobifenyl PCB-52... 2,2,5,5 -tetrachlorobifenyl PCB-77... 3,3,4,4 -tetrachlorobifenyl PCB-81... 3,4,4,5-tetrachlorobifenyl PCB-101... 2,2,4,5,5 -pentachlorobifenyl PCB-105... 2,3,3,4,4 -pentachlorobifenyl PCB-114... 2,3,4,4,5-pentachlorobifenyl
PCB-118... 2,3,4,4,5-pentachlorobifenyl PCB-123... 2,3,4,4,5-pentachlorobifenyl PCB-126... 3,3,4,4,5-pentachlorobifenyl PCB-138... 2,2,3,4,4,5 hexachlorobifenyl PCB-153... 2,2,4,4,5,5 -hexachlorobifenyl PCB-156... 2,3,3,4,4,5-hexachlorobifenyl PCB-157... 2,3,3,4,4,5 -hexachlorobifenyl PCB-167... 2,3,4,4,5,5 -hexachlorobifenyl PCB-169... 3,3,4,4,5,5 -hexachlorobifenyl PCB-170... 2,2,3,3,4,4,5-heptachlorobifenyl PCB-180... 2,2,3,4,4,5,5 -heptachlorobifenyl PCB-189... 2,3,3,4,4,5,5-heptachlorobifenyl PCDD... polychlorované dibenzo-p-dioxiny PCDF... polychlorované dibenzofurany RM... referenční materiál RSD... relativní standardní odchylka SD... standardní odchylka
OBSAH Abstract Poděkování Předmluva Použité zkratky a symboly 1. Úvod... 1 2. Účastníci projektu... 2 3. Příprava materiálu a jeho charakterizace... 3 4. Testování homogenity... 3 5. Testování stability... 7 6. Mezilaboratorní certifikační experiment... 9 7. Technické a statistické zpracování dat... 15 8. Certifikované hodnoty a nejistoty... 24 9. Návod k použití a opatření v době platnosti CRM... 26 10. Literatura... 27 11. Závěr a diskuze... 28
1. ÚVOD O původu dioxinů (což je triviální název pro polychlorované dibenzo-p-doixiny a dibenzofurany), jejich toxicitě a bio-akumulačních schopnostech a potřebě jejich monitorování ve složkách životního prostředí (zejména v odpadních čistírenských kalech používaných hojně k přihnojování zemědělských půd) bylo podrobně pojednáno v Technickém projektu. V některých případech se na celkové toxicitě přisuzované dioxinům podílejí i některé polychlorované bifenyly, tzv. dioxin-like PCB a to tři planární kongenery substituované v polohách 3,3,4,4, které mají podobné biologické účinky a některé další monoortho a di-ortho PCB. Pro vyjadřování celkové toxicity všech toxických kongenerů PCDD, PCDF a PCB obsažených v určité matrici se používají dohodnuté přepočítávací koeficienty (WHO, 1998), tzv. faktory ekvivalentní toxicity (TEF), přičemž toxicita 2,3,7,8 TCDD byla vzata jako základ (rovna jedné). Přepočítávací faktory jsou uvedeny v Tabulce č.1.1. Údaje o tzv. ekvivalentní toxicitě (TEQ) se získávají vynásobením analyticky zjištěné koncentrace jednotlivých kongenerů příslušnými faktory a sečtením dílčích přínosů. Výsledek se pak uvádí jako ekvivalent 2,3,7,8 TCDD, což umožňuje porovnání toxicity mezi laboratořemi. Jedním z hlavních cílů tohoto projektu bylo připravit referenční materiál, který by certifikoval co největší počet analytů (kongenerů) přispívajících k celkové toxicitě materiálu a jehož celková toxicita (TEQ) by byla vyšší než 100. Tabulka č.1.1. Faktory ekvivalentní toxicity dle WHO I-TEF I-TEF Analyt Analyt WHO, 1998 WHO, 1998 2,3,7,8 TeCDD 1 PCB 77 0,0001 1,2,3,7,8 PeCDD 1 PCB 81 0,0001 1,2,3,4,7,8 HxCDD 0,1 PCB 126 0,1 1,2,3,6,7,8 HxCDD 0,1 PCB 169 0,01 1,2,3,7,8,9 HxCDD 0,1 PCB 105 0,0001 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 0,01 PCB 114 0,0005 OCDD 0,0001 PCB 118 0,0001 2,3,7,8 TeCDF 0,1 PCB 123 0,0001 1,2,3,7,8 PeCDF 0,05 PCB 156 0,0005 2,3,4,7,8 PeCDF 0,5 PCB 157 0,0005 1,2,3,4,7,8 HxCDF 0,1 PCB 167 0,00001 1,2,3,6,7,8 HxCDF 0,1 PCB 189 0,0001 1,2,3,7,8,9 HxCDF 0,1 2,3,4,6,7,8 HxCDF 0,1 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 0,01 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 0,01 OCDF 0,0001-1-
2. ÚČASTNÍCI PROJEKTU 2.1. Vyhledávání a úprava materiálu Analytika spol. s r.o. Praha (CZ) Subdodavatelé: Ecolab s.r.o. (předběžné analýzy, balení) ÚNS a.s. Kutná Hora (mletí, sítování) Safina a.s. Vestec u Prahy (homogenizace) Ústav jaderné fyziky, Řež u Prahy (radiační sterilizace) 2.2. Testy homogenity Axys-Varilab s.r.o., Vrané nad Vltavou Skochovice (CZ) 2.3. Test stability Axys-Varilab s.r.o., Vrané nad Vltavou Skochovice (CZ) 2.4. Certifikační experiment CARSO, Centre d Analyse et de Recherche sur de Substances Organiques, Lyon (F) VITO, Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek, Mol (B) MAS, Műnster Analytical Solutions GmbH, Műnster (D) Nablabs Laboratories, Espoo (SF) Axys Analytical Services Ltd., Sidney (CND) SAL, Scientific Analysis Laboratories Ltd., Manchester (G.B.) Axys-Varilab s.r.o., Vrané nad Vltavou Skochovice (CZ) ALS Czech Republic s.r.o. (dříve Ecochem a.s.), Praha (CZ) Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě, odbor hygienických laboratoří Frýdek-Místek (CZ) VŠCHT Praha, Metrologická laboratoř (CZ) Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.M., Praha (CZ) -2-
3. PŘÍPRAVA MATERIÁLU A JEHO CHARAKTERIZACE Na základě aktuálních analýz přírodních kontaminovaných materiálů (stanovení všech cílových parametrů projektu) byly vybrány 2 materiály vhodné pro výrobu CRM. Tyto byly smíchány v poměru 4:1 pro posílení obsahu některých analytů a tak dosažení předpokládaných cílových parametrů CRM. Materiály byly převezeny do firmy Analytika spol. s r.o. (cca 300kg vlhkého materiálu), kde byly na vzduchu usušeny (při teplotě max. 35 C), předběžně nadrceny a mechanicky zhomogenizovány ( pomocí stavební míchačky) a uloženy do PE pytlů. Nasušený materiál byl převezen do ÚNS Kutná Hora, s.r.o., kde byla provedena jeho úprava mletím v kulovém porcelánovém mlýnu a sítováním přes polypropylenové síto na konečnou frakci o velikosti částic max. 100µm. Takto upravený materiál byl převezen do firmy Safina-Vestec a.s., kde byl 48 hodin homogenizován v homogenizačním bubnu (turbuli). Zhomogenizovaný materiál byl převezen do firmy Ecolab s.r.o., kde byl rozdělen (za stálého míchání) do distribučních jednotek (60±0,5g). Skleněné lahvičky z hnědého skla, opatřené uzávěrem s PP vložkou byly označeny štítky s názvem materiálu a pořadovým číslem lahvičky. Celkem bylo připraveno 1500 jednotek balení. Lahvičky byly uloženy do krabic a převezeny do Ústavu jaderné fyziky (Řež u Prahy), kde byl materiál radiačně stabilizován gama zářením 60 Co dávkou 25kGy. Sterilizovaný materiál byl převezen zpět do firmy Ecolab s.r.o., kde je skladován v temnu při teplotě cca 10 C. Nakonec byl proveden náhodný výběr potřebného počtu lahviček (cca 60 80 ks), které byly použity pro další charakterizaci materiálu, pro testování homogenity, stability a certifikační mezilaboratorní experiment. Firma Ecolab s.r.o. a další subdodavatelé provedli charakterizaci matrice a stanovení dalších analytů, které nejsou předmětem certifikace. Výsledky jsou shrnuty v tabulce 3.1. Obsahy analytů jsou neváženým aritmetickým průměrem minimálně třech souborů dat z různých laboratoří. Kromě toho, že podrobně dokumentují složitost matrice a přítomnost relativně vysokých koncentrací celé řady dalších analytů, mohou být tyto hodnoty použity jako informace o necertifikových obsazích těchto analytů v testovaném materiálu. Obsah vody je relativně vysoký (6,0±0,5%), ztráta žíháním (při teplotě 440 C) je 31,7±0,6%, obsah celkového dusíku 1,9%. 4. TESTOVÁNÍ HOMOGENITY Testy homogenity a stability byly provedeny v laboratořích firmy Axys-Varilab s.r.o. validovaným a akreditovaným analytickým postupem. Tato metoda vykazuje velmi dobrou opakovatelnost (nízké hodnoty standardní odchylky opakovatelnosti) pro většinu uvažovaných kongenerů na hladině koncentrace minimálně o řád vyšší než je mez stanovitelnosti metody. Metodu lze stručně popsat takto: 5g vzorku je smíseno s cca 10g silikagelu pro chromatografii (0,1-0,2mm) a převedeno do skleněné extrakční patrony s 1cm vrstvou silikagelu. Na vzorek v patroně se nanesou roztoky značených vnitřních standardů PCDD, PCDF a PCB. Vzorek je poté extrahován po dobu 16 hodin 300ml toluenu v Soxhletově extraktoru. Extrakt se po zakoncentrování čistí na koloně s impregnovaným silikagelem a rozdělí na koloně s aktivním uhlíkem na frakci obsahující PCDD, PCDF a koplanární PCB na frakci obsahující ostatní PCB. Stanovení se provádí pomocí hmotnostního spektrometru s vysokým rozlišením AutoSpec Ultima NT spojeného s plynovým chromatografem HP 6890GC vybaveným -3-
Kovy Polycyklické aromatické uhlovodíky - PAU Ostatní PCB ("markery") Analyt Obsah a), mg/kg c) Analyt Obsah a), mg/kg d) Analyt Obsah a), μg/kg Ag 6,75 acenaften 0,53 PCB - 28 26,3 As 17,3 antracen 0,20 PCB - 52 14,6 Be 0,82 benzo(a)antracen 0,61 PCB - 101 49,3 Cd 1,47 benzo(b)fluoranten 0,33 PCB - 138 115 Co 16,8 benzo(k)fluoranten 0,21 PCB - 153 153 Cr 498 benzo(g,h,i)perylen 0,21 PCB - 170 64,8 Cu 318 benzo(a)pyren 0,23 PCB - 180 123 Hg 1,48 chrysen 0,53 Mn 1410 dibenzo(a,h)antracen 0,042 Mo 4,15 fenantren 1,92 Ni 41,2 fluoranten 3,84 Pb 174 fluoren 0,51 Bromované zpomalovače hoření - "BFR" Se 1,41 indeno(1,2,3-c,d)pyren 0,23 Analyt Obsah a), μg/kg Sn 15,2 naftalen 1,32 PBDE - 28 0,77 Tl 0,17 pyren 2,27 PBDE - 47 62,2 V 39,5 Některé další organické analyty PBDE - 49 2,23 Zn 782 Analyt Obsah b), μg/kg PBDE - 66 1,33 Al (19800) e) HCH,α,β,γ,δ (52) e) PBDE - 85 3,50 Ca (98200) 2,4 - DDD (670) PBDE - 99 59,8 Fe (21500) 4,4 - DDD (1650) PBDE - 100 14,0 K (5650) 2,4 - DDT (190) PBDE - 153 4,05 Mg (4940) 4,4 - DDT (850) PBDE - 154 4,60 Na (5470) 1,2,3 - trichlorbenzen (280) PBDE - 183 6,25 pentachlorbenzen (200) PBDE - 209 55,6 hexachlorbenzen (6000) HBCD 79,2 a) Vztaženo na sušinu (105 o C) b) Vztaženo na sušinu (40 o C) c) Lučavkový výluh podle ISO - 11885 d) EPA 8270 - C e) Orientační analýzy ze 2 laboratoří -4-
dávkovačem split-splitles a autosamplerem CTC-A200SE (kolona 60m, 0,22i.d., film 0,22mm). Sběr dat a vyhodnocení se provádí pomocí softwaru Mass Lynx version 4.0 a doplňku Quan Lynx. Sběr dat se provádí metodou SIR vždy pro dva molekulární nebo fragmentové ionty analytů i vnitřních standardů při rozlišení větším než 10000. Test homogenity v jedné jednotce balení ( within bottle ) Pro tento test bylo provedeno (za podmínek opakovatelnosti) 5 paralelních stanovení všech analytů ze dvou náhodně vybraných jednotek balení. Test byl proveden s obvykle všemi laboratořemi používanou navážkou 5g, která generuje dostatečně velké a reprodukovatelné signály všech sledovaných kongenerů. Výsledky jsou shrnuty v tabulce 4.1. Přesto, že počet dat je velmi malý, jsou relativní standardní odchylky velmi nízké (výjimky spíše ukazují na známé technické problémy se stanovením některých kongenerů než na nehomogenitu) a jejich konzervativní vyhodnocení (např. z Horratova vztahu) naznačuje, že příspěvek vnitrolahvičkové nehomogenity k celkové nejistotě certifikované hodnoty jednotlivých analytů je nevýznamný. To potvrdila i data získaná jednofaktorovou a dvoufaktorovou analýzou rozptylu (viz příklady v přílohách této zprávy). Test homogenity mezi jednotlivými jednotkami balení ( between bottle ) První část testu homogenity mezi lahvičkami byla provedena s deseti náhodně vybranými lahvičkami pro všechny sledované analyty. Výsledky jsou rovněž shrnuty v tabulce 4.1. Platí pro ně totéž, co v případě testu uvnitř jedné lahvičky. Naznačují, že celková homogenita je velmi dobrá a že příspěvek mezilahvičkové homogenity ke kombinované nejistotě certifikované hodnoty bude rovněž nízký, ale velmi obtížně kvantifikovatelný (relativně nízký počet experimentálních dat, problémy se zajištěním podmínek opakovatelnosti, atd.). To potvrdily i výsledky 2.části testování nehomogenity mezi lahvičkami, které byly provedeny v rámci mezilaboratorního certifikačního experimentu (každá laboratoř prováděla 2 paralelní stanovení ze dvou různých lahviček) a vyhodnoceny analýzou rozptylu. Příslušná data jsou uvedena v tabulkách 7.1. a v ukázkách protokolů v přílohách této zprávy. Vypočtené hodnoty příspěvků mezilahvičkové nehomogenity oběma způsoby [7 11] jsou uvedeny rovněž v tabulce 4.1. Jak už bylo řečeno, je příspěvek mezilahvičkové nehomogenity k celkové kombinované nejistotě certifikované hodnoty pro jednotlivé kongenery velmi obtížně kvantifikovatelný. Na základě expertního odhadu by neměl přesahovat 6% (viz Tabulka 4.1) a to pro všechny sledované PCDD, PCDF a PCD kongenery. Pro tento předpoklad svědčí celá řada přímých i nepřímých důkazů, např. i homogenita dalších sledovaných analytů (kovy, PAU), které jsou uvedeny v přílohách zprávy. Všechny naměřené odchylky, které by mluvily proti tomuto předpokladu, byly naměřeny právě u obtížně stanovovaných kongenerů (1,2,3,7,8-PeCDD, 1,2,3,7,8,9 HxCDF, PCB 114), kde jsou známy např.technické potíže s koelucemi a vlastním měřením. Z výše uvedených důvodů byl proto konzervativně a taxativně stanoven příspěvek nehomogenity µ bb ke kombinované nejistotě certifikované hodnoty na 6%. Relativně vysoká nejistota stanovení některých kongenerů je už dostatečně zohledněna v nejistotě u cert (viz Tabulka 7.1.) tj. standardní odchylce průměru laboratorních průměrů a nemá smysl ji dále zvyšovat vyšší latentní individuální nehomogenitou. -5-
Tabulka 4.1. Výsledky testů homogenity Analyt RSD (%) uvnitř lahvičky s w (%) RSD (%), mezi lahvičkami, s bb (%) u 1,bb *) (%) u 2,bb **) (%) Lahvička č.372 Lahvička č.81 n=5 n=5 n=10 2,3,7,8 TCDD 7,31 5,49 2,60 13,6 1,2,3,7,8 PeCDD 11,93 7,87 16,93 13,7 16,3 1,2,3,4,7,8 HxCDD 9,93 12,41 14,87 9,8 13,7 1,2,3,6,7,8 HxCDD 9,74 8,35 9,26 2,0 13,8 1,2,3,7,8,9 HxCDD 8,45 9,58 14,72 11,6 15,0 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 7,01 6,15 9,10 6,3 3,0 OCDD 5,15 6,75 7,90 5,2 7,5 2,3,7,8 TeCDF 3,04 1,68 2,82 1,5 3,1 1,2,3,7,8 PeCDF 1,48 0,83 2,15 1,8 3,3 2,3,4,7,8 PeCDF 3,05 3,89 2,68 4,4 1,2,3,4,7,8 HxCDF 0,46 1,91 2,61 2,3 3,4 1,2,3,6,7,8 HxCDF 7,71 6,00 5,16 7,0 1,2,3,7,8,9 HxCDF 4,41 3,11 13,50 13,0 22,0 2,3,4,6,7,8 HxCDF 2,81 3,58 3,20 0,3 2,8 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 5,70 3,90 5,92 3,5 5,7 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 3,21 3,90 4,04 1,9 4,2 OCDF 9,45 2,74 2,62 3,3 PCB 77 1,50 1,56 3,10 2,7 6,9 PCB 81 7,45 4,77 5,96 5,6 PCB 126 2,35 3,70 2,64 5,5 PCB 169 4,05 4,43 2,39 5,5 PCB 105 3,15 2,96 5,28 4,3 3,2 PCB 114 17,90 7,50 1,97 9,9 PCB 118 2,41 2,03 1,79 3,4 PCB 123 2,26 2,87 2,80 1,6 7,7 PCB 156 3,33 1,73 1,91 3,8 PCB 157 4,56 2,63 2,93 9,0 PCB 167 4,51 2,35 1,63 5,4 PCB 189 3,44 3,64 6,40 5,3 3,7 *) Příspěvek nehomogenity ke kombinované nejistotě certifikované hodnoty (v %); u 1,bb = (s b,b 2 - s w 2 ) **) Příspěvek nehomogenity ke kombinované nejistotě certifikované hodnoty (v %), odvozený z analýzy rozptylu ("fully nested ANOVA design") -6-
5. TESTOVÁNÍ STABILITY Při oponentuře Technického projektu připravovaného referenčního materiálu bylo výrobcům doporučeno realizovat isochronní test stability v ekonomicky únosné variantě. V listopadu 2004 bylo uloženo vždy 9 náhodně vybraných lahviček s RM při 4 různých teplotách a to při -20 C (mrazící box s kontrolovanou teplotou), +5 C (lednice), +20 C (termostat) a +40 C (termostat). Vzorky uložené v temnu při teplotě 20 C byly považovány za stabilní a byly použity jako reference při porovnání se vzorky skladovanými při ostaních teplotách. Po šesti a dvanácti měsících byly vždy 3 vzorky uložené při teplotách +5 C, +20 C a +40 C přesunuty do mrazícího boxu. Počátkem litopadu 2005 (tj. po 12 měsících) bylo během 1 týdne zpracováno a proměřeno (za podmínek opakovatelnosti) následujících 15 lahviček s RM: 3 lahvičky uložené při 20 C, 3 lahvičky uložené při +20 C po dobu 6 měsíců a 12 měsíců a 3 lahvičky uložené při +40 C po dobu 6 měsíců a 12 měsíců. Ostatní lahvičky jsou dále skladovány při příslušných teplotách (t.zn., že v testu stability lze např. po 24 měsících pokračovat). Větší počet vzorků nebylo možné z ekonomických a časových důvodů zpracovat. Byl vypočten poměr R průměru hodnot (n=3) koncentrace příslušného analytu ve vzorku skladovaném při teplotě +20 C a +40 C (X t ) po dobu t= 6 a 12 měsíců a průměru hodnot (n=3) koncentrace příslušného analytu ve vzorku skladovaném při teplotě 20 C (X -20 C ) [7] a jeho nejistota R (t,t) = X (t,t) / X (t,-20 C) RSD 2 (t,t) RSD 2 (t,-20 C) R (t,t) U (t,t) = n (t,t) + n (t,-20 C) * 100 Výsledky (vždy pro 2 kongenery z každé skupiny analytů) jsou uvedeny v tabulce 5.1. V ideálním případě by poměr R měl být roven jedné (v praxi se díky příslušným nejistotám měření jednotce pouze blíží). Hodnota 1 by měla vždy ležet v intervalu R-2U a R+2U, což je v tabulce 5.1. splněno prakticky u všech naměřených dat. Poslední 2 řádky v této tabulce pak ukazují průměry poměrů R při skladových teplotách +20 C a +40 C vypočítané z poměrů R získaných pro všechny stanovené analyty. Tato čísla jasně dokumentují vysokou stabilitu všech analytů pokud je materiál uchováván v rozmezí teplot 20 C až +40 C. Příspěvek nestability k celkové nejistotě certifikované hodnoty analytu bude tudíž nulový. Materiál je možné dlouhodobě skladovat na temném místě při laboratorní teplotě (20 C). -7-
Tabulka 5.1.: Výsledky isochronního testu stability (začátek experimentu: 11/2004) Počet měsíců 6 12 Analyt 2,3,7,8 TeCDD R(+20) ± U(+20) 1,036 ± 0,048 1,056 ± 0,050 R(+40) ± U(+40) 1,002 ± 0,043 1,061 ± 0,028 2,3,7,8 TeCDF R(+20) ± U(+20) 1,000 ± 0,026 1,015 ± 0,016 R(+40) ± U(+40) 0,996 ± 0,009 1,007 ± 0,015 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD R(+20) ± U(+20) 1,017 ± 0,018 0,988 ± 0,022 R(+40) ± U(+40) 1,027 ± 0,019 0,994 ± 0,019 1,2,3,4,7,8 HxCDF R(+20) ± U(+20) 1,023 ± 0,016 1,001 ± 0,016 R(+40) ± U(+40) 1,001 ± 0,020 0,991 ± 0,012 PCB 77 R(+20) ± U(+20) 0,986 ± 0,042 1,008 ± 0,035 R(+40) ± U(+40) 1,042 ± 0,037 1,014 ± 0,035 PCB 126 R(+20) ± U(+20) 0,948 ± 0,041 0,923 ± 0,045 R(+40) ± U(+40) 0,973 ± 0,042 0,973 ± 0,045 PCB 105 R(+20) ± U(+20) 1,021 ± 0,022 1,018 ± 0,018 R(+40) ± U(+40) 1,021 ± 0,018 1,006 ± 0,020 PCB 118 R(+20) ± U(+20) 0,990 ± 0,028 0,999 ± 0,019 R(+40) ± U(+40) 1,008 ± 0,019 1,014 ± 0,017 Průměr ze všech analytů R(+20) 1,003 1,001 R(+40) 1,009 1,008-8-
6. MEZILABORATORNÍ CERTIFIKAČNÍ EXPERIMENT Certifikačního experimentu se zúčastnilo celkem 11 laboratoří (6 zahraničních a 5 tuzemských), z toho 2 tuzemské laboratoře (L10, L11) se zúčastnily pouze stanovení PCB kongenerů. Tři zahraniční laboratoře se pravidelně zúčastňují všech mezilaboratorních certifikačních experimentů při přípravě CRM obsahujících dioxiny (CRM 677, CRM 614, CRM 615 atp.). Všechny laboratoře obdržely 2 lahvičky vzorku (CZ 7006), 1 lahvičku CRM BCR 677 pro zajištění návaznosti a 3 kontrolní kalibrační standardy pro ověření kalibrace. Tyto standardy byly připraveny gravimetricky firmou Analytika spol. s r.o. z dobře definovaných primárních látek (CRM ERM, CIL). Laboratoře byly požádány, aby ke kalibraci a spikování použily (pokud ho vlastní) CRM BCR 614. Podrobné instrukce pro provedení příslušných analýz a vypracování protokolů, které byly rozeslány laboratořím spolu se vzorky najde čtenář v přílohách této zprávy. Složení kontrolních standardů je uvedeno v tabulce 6.1. spolu s příklady výsledků dosažených jednotlivými laboratořemi. V tabulce 6.2. jsou pak uvedeny výsledky stanovení PCDD a PCDF v certifikovaném materiálu BCR 677. Výsledky jasně deklarují profesionální způsobilost jednotlivých laboratoří a věrohodnost dodaných experimentálních dat. Výběr a provedení analytické metody (HRGC-HRMS)) pro stanovení požadovaných analytů bylo ponecháno na jednotlivých laboratořích. Podrobnosti o jednotlivých krocích analytického postupu (který se v zásadě liší pouze v detailech přípravy vzorku k analýze) jsou pro jednotlivé laboratoře uvedeny v tabulce 6.3. -9-
Tabulka 6.1. Výsledky analýz kontrolních kalibračních standardů v některých laboratořích Analyt Všechny koncentrace v ng/l Kontrolní standardy L-1 L-2 L-7 L-9 2,3,7,8 TeCDD 20 ± 0,2 * 19,6 21,5 21,5 20,5 1,2,3,7,8 PeCDD 100 ± 1 107 100 105 99 1,2,3,4,7,8 HxCDD 100 ± 1 95 114 102 92 1,2,3,6,7,8 HxCDD 100 ± 1 101 101 112 96 1,2,3,7,8,9 HxCDD 100 ± 1 97 130 107 100 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 100 ± 1 90 98 110 91 OCDD 200 ± 2 191 189 217 188 2,3,7,8 TeCDF 20 ± 0,2 19,1 17,1 22,1 19,5 1,2,3,7,8 PeCDF 100 ± 1 91 89 99 90 2,3,4,7,8 PeCDF 100 ± 1 102 102 107 96 1,2,3,4,7,8 HxCDF 100 ± 1 97 94 105 101 1,2,3,6,7,8 HxCDF 100 ± 1 97 87 110 94 1,2,3,7,8,9 HxCDF 100 ± 1 94 116 106 97 2,3,4,6,7,8 HxCDF 100 ± 1 90 92 106 90 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 100 ± 1 90 104 105 87 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 100 ± 1 88 103 102 95 OCDF 200 ± 2 197 222 219 192 PCB 77 1000 ± 10 965 978 998 1000 PCB 81 100 ± 1 97 95 100 96 PCB 126 100 ± 1 99 108 98 100 PCB 169 100 ± 1 100 102 105 95 PCB 105 1000 ± 10 981 936 1019 919 PCB 114 1000 ± 10 969 1006 1049 921 PCB 118 1000 ± 10 964 981 958 963 PCB 123 1000 ± 10 996 998 1031 952 PCB 156 1000 ± 10 976 1001 1026 900 PCB 157 1000 ± 10 972 1003 979 960 PCB 167 1000 ± 10 907 1010 973 856 PCB 189 1000 ± 10 991 1002 1157 973 * Rozšířená standardní nejistota -10-
Tabulka 6.2. Výsledky pro CRM BCR-677 z jednotlivých laboratoří CRM BCR-677 Analyt (Kongener) BCR-certifikát L-1 L-4 Konc. (ng/kg) U* (ng/kg) Konc. (ng/kg) U* (ng/kg) Konc. (ng/kg) U* (ng/kg) 2,3,7,8 TCDD 1,51 0,27 1,32 0,20 1,47 0,22 1,2,3,7,8 PeCDD 4,1 0,9 3,4 0,5 3,1 1,1 1,2,3,4,7,8 HxCDD N.D.** 2,6 0,4 2,3 1,4 1,2,3,6,7,8 HxCDD 235 25 239 33 219 81 1,2,3,7,8,9 HxCDD 79 12 78,4 11,0 78 16 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 3500 600 3056 430 3290 990 OCDD 12700 2400 12230 1710 12700 2900 2,3,7,8 TCDF 45 7 42 6 43 6 1,2,3,7,8 PeCDF 25 9 20 3 23 3 2,3,4,7,8 PeCDF 17 4 19 3 23 9 1,2,3,4,7,8 HxCDF 14,5 1,9 13,2 1,8 18,1 6,2 1,2,3,6,7,8 HxCDF 6,1 1,0 5,4 0,8 6,5 1 1,2,3,7,8,9 HxCDF 0,84 0,23 ~ 0,20 ~ 5,0 ~ 5,0 2,3,4,6,7,8 HxCDF 5,6 1,0 4,9 0,7 7,2 2,6 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 62 6 56 8 59 9 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 6,3 1,4 3,8 0,5 5,6 1,2 OCDF 177 19 147 21 182 27 * U - rozšířená kombinovaná nejistota (k 2) ** N.D. - nestanoveno (necertifikováno) -11-
Tabulka 6.2. Výsledky pro CRM BCR-677 z jednotlivých laboratoří (pokrač.) CRM BCR-677 Analyt (Kongener) BCR-certifikát L-2 L-8 Konc. (ng/kg) U* (ng/kg) Konc. (ng/kg) U* (ng/kg) Konc. (ng/kg) U* (ng/kg) 2,3,7,8 TCDD 1,51 0,27 1,68 0,30 1,50 0,30 1,2,3,7,8 PeCDD 4,1 0,9 3,6 0,7 3,1 0,6 1,2,3,4,7,8 HxCDD N.D.** 1,9 0,3 N.D.** 1,2,3,6,7,8 HxCDD 235 25 265 58 251 50 1,2,3,7,8,9 HxCDD 79 12 93 28 81 20 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 3500 600 3000 360 3400 700 OCDD 12700 2400 13000 1750 15200 3000 2,3,7,8 TCDF 45 7 45 9 40 8 1,2,3,7,8 PeCDF 25 9 25 6 17 3 2,3,4,7,8 PeCDF 17 4 17 2 14 3 1,2,3,4,7,8 HxCDF 14,5 1,9 13,7 1,8 20 4 1,2,3,6,7,8 HxCDF 6,1 1,0 5,6 0,6 5,6 1,0 1,2,3,7,8,9 HxCDF 0,84 0,23 0,90 0,33 1,4 0,3 2,3,4,6,7,8 HxCDF 5,6 1,0 5,4 0,5 3,7 0,7 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 62 6 61 9 43 9 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 6,3 1,4 5,8 1,5 6,6 1,0 OCDF 177 19 177 20 164 30 * U - rozšířená kombinovaná nejistota (k 2) ** N.D. - nestanoveno (necertifikováno) -12-
Tabulka 6.3.: Experimentální podmínky pro přípravu a analýzu vzorků Kód laboratoře L - 1 L - 2 L - 3 L 4 L - 5 L - 6 L - 7 L - 8 L - 9 Extrakce Soxhletův extraktor toluen 20 hodin Soxhletův extraktor toluen:aceton (90:10, v/v) 13 hodin Soxhletův extraktor aceton:dichlormetan (1:1, v/v) 12 hodin Soxhletův extraktor toluen 48 hodin Soxhletův extraktor toluen 20 hodin Soxhletův extraktor toluen 16 hodin Soxhletův extraktor toluen 20 hodin Soxhletův extraktor toluen 16 hodin Soxhletův extraktor toluen 24 hodin Čištění extraktu ( clean up ) modifikované SiO 2 kolony Florisil k dělení PCDD, PCDF od PCB extrakce s H 2 SO 4 adsorpce - kyselý modifikovaný silikagel basická alumina ICN super I Florisil zpracování s Na 2 SO 4 kyselý modifikovaný silikagel separace pomocí Florisilu finální čištění bazická alumina 3-stupňové čištění - silikagel + Na 2 SO 4 - GPC Envirogel - Carbopack/Celite extrakce s H 2 SO 4 kombi-kolona, silikagel + Na 2 SO 4 Florisil - separace kombi-kolona silikagel + H 2 SO 4 + NaOH + AgNO 3 Carbopack/Celite Florisil předčištění s H 2 SO 4 kombi-kolona, silikagel frakcionace - Florisil kombi-impregnovaná kolona, silikagel Carbopack/Celite kombi-kolona silikagel + H 2 SO 4 bazická alumina Carbopack/Celite -13-
Kód laboratoře L - 1 L - 2 L - 3 L 4 L - 5 L - 6 Chromatografie (separace/metoda) U.S. EPA 1613 B DB - 5MS, RTX 2330 Přístroj: GC Carlo Erba 5160 U.S. EPA 1613 B 60m, RTX 2330 60 DB - 5MS Přístroj: Thermo Finnigon GC - Ultra U.S. EPA 1613 B 60m, DB - Dioxin 60 m ZB - 5 Přístroj: Agilent 5890 60m, Silica HT8 bonded phase (SGE) DB-5MS Přístroj: HP 6890 Plus 60m DB 5-ms 60m RTX - 2330 VF - 5ms Přístroj: neuvedeno U.S. EPA 1613 B 60m, DB -5 60m, RTX 2330 Pro PCB: 30m SPB - octyl 60m DB -1 Přístroj: neuvedeno L - 7 U.S. EPA 1613 60m STX -100 Přístroj: Agilent 6890 N L - 8 U.S. EPA 1613 60m DB -5 Přístroj: HP 5890GC L - 9 60m DB -5ms 30m DB -17 Přístroj: neuvedeno Hmotnostní spektrometr Rozlišení VG Autospec 10 000 Thermo Finnigan MAT 95XP HRMS 10 000 JEOL SX 102 9 000 10 000 Waters/Micromass Autospec Ultima 10 000 8 000 (PCB) Waters/Micromass Autospec Ultima 10 000 5 000 (PCB) Waters/Micromass Autospec Ultima 10 000 Finnigan MAT 95XP 10 000 Micromass Autospec Ultima 2 10 000 Thermo MAT 95XP 10 000 Poznámka: Tuzemské laboratoře L-10 a L-11 prováděly pouze stanovení PCB pomocí svých validovaných metod na standardní instrumentaci. -14-
7. TECHNICKÉ A STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ DAT Celkem bylo doručeno 9 souborů dat PCDD a PCDF a 10-11 souborů pro kongenery PCB. Některé soubory musely být bohužel po expertním posouzení z technicky vysvětlitelných důvodů vyřazeny. Celkový počet dále zpracovávaných souborů byl však vždy minimálně šest a více. Pro statistické zpracování a vyhodnocení dat byla použita metodika BCR [2] a již zmíněný počítačový program Soft CRM [7]. Přijaté soubory dat byly podrobeny následujícím statistickým testům: - Scheffův násobný t-test, který zjišťuje, zda jsou či nejsou průměry dat ze dvou laboratoří významně odlišné - Dixonův a Nalimovův test, které detekují odlehlé hodnoty z množiny laboratorních průměrů - Cochramův test, který detekuje odlehlé rozptyly z jednotlivých laboratoří - Barlettův test, který ověřuje homogenitu více než dvou laboratorních rozptylů - Snedecorův F-test, který zjišťuje, zda jsou rozdíly mezi rozptyly z jednotlivých laboratoří statisticky významné - Kolmogorov-Smirnov-Lillieforsův test, který ověřuje modalitu (normalitu) rozdělení laboratorních průměrů - Dvoufaktorová analýza rozptylu ( two-fold nested ANOVA ), která testuje významné rozdíly mezi laboratorními průměry a mezi vzorky (uvnitř jednotlivých laboratoří) Pro každý kongener byly vypočteny průměr laboratorních průměrů, standardní odchylka distribuce laboratorních průměrů, pološířka intervalu spolehlivosti (95%) a tolerančního intervalu průměru laboratorních průměrů. Všechny získané výsledky a údaje jsou pro jednotlivé kongenery souhrnně uvedeny v tabulce 7.1. Další tabulky a grafy jsou pak uvedeny v přílohách této zprávy. Všechny posuzované soubory a data byly akceptovány pro další zpracování a výpočet certifikovaných hodnot a jejich nejistot. -15-
Tabulka 7.1. Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) 2,3,7,8 -TCDD 1,2,3,7,8 - PeCDD 1,2,3,4,7,8 - HxCDD 1,2,3,6,7,8 - HxCDD D48 D54 D66 D67 Počet přijatých souborů dat, p 7 7 7 9 Počet jednotlivých dat 28 28 28 36 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test ANO, L-9 NE NE NE Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test NE ANO NE ANO Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 0,25 0,12 0,27 0,71 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 0,42 0,33 0,42 0,55 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test NE; F=2,45 NE; F=1,50 NE; F=2,67 ANO; F=7,58 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 4,56 2,09 2,58 5,03 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 0,33 0,20 0,34 0,76 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 0,31 0,19 0,32 0,58 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 1,32 0,81 1,37 2,69 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -16-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) 1,2,3,7,8,9 - HxCDD 1,2,3,4,6,7,8 - HpCDD OCDD 2,3,7,8 - TCDF D70 D73 D75 F83 Počet přijatých souborů dat, p 9 7 7 8 Počet jednotlivých dat 36 28 28 32 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test NE NE ANO; L-2; L-3 ANO; L-5 NE (99%) Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test ANO ANO NE ANO Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 0,56 4,56 42,77 9,65 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 0,39 1,73 28,97 4,66 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=9,20 ANO; F=28,83 ANO; F=9,71 ANO; F=18,10 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 3,66 65,18 518,58 110,02 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 0,60 4,64 45,15 9,92 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 0,46 4,30 41,76 8,30 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 2,11 18,61 100,93 37,03 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -17-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) 1,2,3,7,8 - PeCDF 2,3,4,7,8 - PeCDF 1,2,3,4,7,8 - HxCDF 1,2,3,6,7,8 - HxCDF F 94 F 114 F 118 F 121 Počet přijatých souborů dat, p 8 6 9 8 Počet jednotlivých dat 32 24 35 32 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test ANO; L-7 ANO; L-5 NE ANO; L-7 Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test NE NE NE NE Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 9,91 1,82 50,32 4,16 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 6,1 2,96 11,22 5,32 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=11,57 NE; F=2,52 ANO; F=79,11 NE; F=3,44 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 156,83 86,63 375,97 102,03 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 10,37 2,35 49,94 4,94 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 8,67 2,47 38,39 4,13 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 38,70 10,38 176,38 18,42 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -18-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) 1,2,3,7,8,9 - HxCDF 2,3,4,6,7,8 - HxCDF 1,2,3,4,6,7,8 - HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF F 124 F 130 F 131 F 134 Počet přijatých souborů dat, p 7 6 9 8 Počet jednotlivých dat 28 24 36 32 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test ANO; L-3, L-7, L-9 ANO; L-9 ANO; L-3 NE Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test NE NE NE ANO Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 1,97 1,27 30,07 9,12 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 2,26 1,33 10,12 5,04 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=4,03 ANO; F=4,61 ANO; F=36,34 ANO; F=14,08 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 10,97 19,81 255,54 110,35 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 2,27 1,43 30,49 9,46 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 2,10 1,50 23,44 7,91 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 9,11 6,31 107,7 35,32 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -19-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) OCDF PCB - 81 PCB - 77 PCB - 126 F135 Počet přijatých souborů dat, p 9 6 10 9 Počet jednotlivých dat 36 24 40 36 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test NE NE NE ANO; L-7 Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test ANO NE NE NE (95%); ANO(99%) Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 262,39 7,95 257,88 29,13 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 48,09 3,99 122,13 8,48 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=120,10 ANO; F=16,92 ANO; F=18,83 ANO; F=48,24 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 1588,18 107,82 2382,99 168,99 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 263,49 8,20 265,01 29,49 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 202,54 8,60 189,58 22,63 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 930,65 36,19 895,46 103,98 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -20-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) PCB - 169 PCB - 123 PCB - 118 PCB - 114 Počet přijatých souborů dat, p 8 6 10 6 Počet jednotlivých dat 32 24 40 24 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test NE ANO; L-4 NE NE Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test ANO NE ANO NE Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 2,84 26,79 1130,43 29,46 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 1,50 13,29 505,02 14,64 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=15,33 ANO; F=17,24 ANO; F=21,04 ANO; F=17,19 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 25,24 120,66 15806,54 168,95 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 2,93 27,60 1158,29 30,35 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 2,45 28,96 828,59 31,85 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 10,94 121,82 3913,85 133,98 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -21-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) PCB - 105 PCB - 167 PCB - 156 PCB - 157 Počet přijatých souborů dat, p 10 10 8 10 Počet jednotlivých dat 40 40 32 40 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE NE NE NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test NE NE NE NE Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test NE ANO ANO; L-8 (95%) NE (99%) NE ANO; L-7, L-9 (95%) NE (99%) NE (95%) ANO (99%) ANO ANO Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 245,75 515,74 523,71 104,34 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 134,46 213,33 327,98 62,04 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=14,36 ANO; F=24,38 ANO; F=11,20 ANO; F=12,31 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO ANO ANO ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 3429,34 4131,16 9142,25 801,58 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 254,78 526,65 548,79 108,85 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 182,26 376,55 458,80 77,87 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 860,89 1779,56 2048,07 367,82 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -22-
Tabulka 7.1. (pokrač.) Souhrn statistických výsledků pro PCDD, PCDF a PCB v CRM CZ 7006 ANALYT (kongener) PCB - 189 Počet přijatých souborů dat, p 8 Počet jednotlivých dat 32 Jsou dvojice dat kompatibilní? Scheffův násobný t-test NE Existují odlehlé soubory dat? Dixonův, Nalimovův a Grubbsův test Existují odlehlé rozptyly dat z jednotlivých laboratoří? Cochranův test Jsou rozptyly dat z jednotlivých laboratoří homogenní? Barlettův test NE ANO; L-9 (95%) NE (99%) ANO Standardní odchylka mezi laboratořemi (ng/kg) 83,55 Standardní odchylka uvnitř laboratoří (mezi vzorky), ng/kg 74,17 Jsou rozdíly mezi laboratořemi statisticky významné? Snedecorův F-test ANO; F=6,08 Jsou laboratorní průměry normálně rozděleny? Kalgomorov-Smirnov-Lillieforsův test ANO Průměr laboratorních průměrů, µ (ng/kg) 1856,16 Standardní odchylka rozdělení laboratorních průměrů u cert (ng/kg) 91,41 Pološířka intervalu spolehlivosti (95%), ng/kg 76,42 Pološířka tolerančního intervalu (95%), ng/kg 341,13 Pozn.: Testováno na hladině významnosti α=0,05 (95%),α=0,01 (99%) -23-
8. CERTIFIKOVANÉ HODNOTY A NEJISTOTY Certifikované hodnoty obsahů (hmotnostních zlomků) jednotlivých analytů v CZ 7006 jsou uvedeny (spolu s jejich nejistotami) v tabulce 8.1. Odpovídají neváženému aritmetickému průměru průměrů souboru dat přijatých na základě technického a statistického posouzení. Obsah vody v materiálu byl již zohledněn při přepisu dat z jednotlivých laboratoří (přepočteny na sušinu při 105 o C zjištěnou v laboratoři). Uvedené nejistoty U jsou vypočteny z kombinovaných nejistot u c vynásobených koeficientem rozšíření k=2. Pro jejich výpočet byl použit následující vztah [2,4,5,6]: U = ku c = kµ u cert 2 u bb 2 + + u RRF 2 pµ 2 Kde: u bb je nejistota příspěvku nehomogenity (viz tab. 4.1., hodnoty v % děleny 100) u cert je standardní odchylka průměru laboratorních průměrů (viz. tab. 7.1.) p je počet přijatých souborů dat (počet laboratoří) (viz. tab. 7.1.) µ je nevážený aritmetický průměr průměrů souborů dat (viz. tab. 7.1.) u RRF je příspěvek nejistoty používaných kalibrantů [5] Výpočet příspěvku u RRF je proveden pro kalibrační standardy S O až S 4 z CRM BCR 614 a podrobně popsán v Certifikační zprávě [5]. Jeho hodnota (pro dosazení do výše uvedeného vztahu) se pro jednotlivé analyty pohybuje mezi 0,01-0,03. Jelikož téměř polovina laboratoří účastnících se tohoto mezilaboratorního certifikačního experimentu používala tyto kalibranty, byl tento příspěvek implementován i do výpočtu nejistot v CZ 7006. Jak již bylo řečeno v kapitole 4, hodnota příspěvku nehomogenity u bb byla pro všechny kongenery taxativně nastavena na hodnotu 0,06. -24-
Tabulka 8.1. Výsledky a nejistoty pro CZ 7006 Analyt Průměr laboratorních průměrů (ng/kg) CZ 7006 U* (ng/kg) I S 1/2 (95%)** 2,3,7,8 TeCDD 4,56 0,31 0,31 1,2,3,7,8 PeCDD 2,09 0,30 0,19 1,2,3,4,7,8 HxCDD 2,58 0,45 0,32 1,2,3,6,7,8 HxCDD 5,03 0,88 0,58 1,2,3,7,8,9 HxCDD 3,66 0,64 0,46 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD 65,2 9,6 4,3 OCDD 519 74 42 2,3,7,8 TeCDF 110 17 8 1,2,3,7,8 PeCDF 157 21 9 2,3,4,7,8 PeCDF 86,6 11,1 2,5 1,2,3,4,7,8 HxCDF 376 63 38 1,2,3,6,7,8 HxCDF 102 13 4 1,2,3,7,8,9 HxCDF 11,0 2,2 2,1 2,3,4,6,7,8 HxCDF 19,8 2,8 1,5 1,2,3,4,6,7,8 HpCDF 256 41 23 1,2,3,4,7,8,9 HpCDF 110 17 8 OCDF 1590 290 200 PCB 77 2380 370 190 PCB 81 108 16 9 PCB 126 169 32 23 PCB 169 25,2 4,1 2,5 PCB 105 3430 495 180 PCB 114 169 36 32 PCB 118 15800 2300 830 PCB 123 121 30 29 PCB 156 9140 1300 460 PCB 157 802 132 78 PCB 167 4130 670 380 PCB 189 1860 260 76 *U - rozšířená kombinovaná nejistota (k 2) **I S 1/2 (95%) - pološířka intervalu spolehlivosti (95%) průměru laboratorních průměrů -25-
9. NÁVOD K POUŽITÍ A OPATŘENÍ V DOBĚ PLATNOSTI CRM Distribuci v obchodní síti bude zajišťovat subdodavatel. Ten dodá s každou distribuční jednotkou certifikát, certifikační zprávu a bezpečnostní list. Všichni koncoví zákazníci budou vedeni v elektronické databázi. Uživatel by měl výrobci oznámit případné změny kontaktu tak, aby mohl být případně neprodleně informován o všech nových skutečnostech významných pro použití CRM. Požadavky bezpečnosti při dopravě, skladování a použití CRM podle zákona 157/98Sb, 11-14 upravuje bezpečnostní list. Jelikož se jedná o toxický materiál (I-TEQ ~ 150ng/kg), měli by s materiálem manipulovat pouze pracovníci vyškolení pro práci s toxickými materiály. CRM musí být uchováván a skladován v originálním obalu při teplotách v rozmezí 5-30 o C. Optimální je skladování v temnu a lednici. Materiály se analyzují v dodaném stavu a jejich suchá hmotnost by se měla stanovit v neanalyzovaných podílech sušením při 105 o C do konstantní hmotnosti. Materiál v lahvičce by měl být před každým použitím rehomogenizován mechanickým protřepáním obsahu. Lahvička by měla být otevřena minimálně až dvě minuty po rehomogenizaci, aby se předešlo úniku jemných prachových částic z lahvičky a jejich usazování v okolí. -26-
10. LITERATURA 1) Metodický pokyn CORM ČMI 017-MP-C001-06 Příprava a certifikace referenčních materiálů, Praha, 2006 2) EC Document BCR/48/93, part C, Guidelines for the production and certification of BCR reference materials, Brussels, 1994 3) SychraV., Hořejš J.:Technický projekt kandidátního CRM CZ 7006, Praha, 2004 4) BCR-677 Certification Report, EUR 20282, ISBN 92-894-3448-1, 2002 5) BCR-614 Certification Report, ISBN 92-894-3454-6, EC, 2002 6) BCR-615 Certification Report, EUR 20283, ISBN 92-894-3447-3, EC, 2002 7) Bonas G., Zervou M., Papaloannou T., Lees M., Soft CRM: a new software for the certification of reference materials, J. Accred. Qual. Assur. 8, 101-107, 2003 8) Van der Veen, A.M.H., Pauwels J.: Uncertainty calculations in the certification of reference materials. 1.Principles of analysis of variance, J. Accred. Qual. Assur. 5, 464-469, 2000 9) Van der Veen, A.M.H., Linsinger T., Pauwels J.: Uncertainty calculations in the certification of reference materials. 2. Homogeneity study, J. Accred. Qual. Assur. 6, 26-30, 2001 10) Van der Veen, A.M.H., Linsinger T.P.J., Lamberty A., Pauwels J., Uncertainty calcualtions in the certification of reference materials. 3. Stability study, J. Accred. Qual. Assur. 6, 257-263, 2001 11) Van der Veen A.M.H., Lisinger T.P.J., Lamberty A., Pauwels, J., Uncertainty calculations in the certification of reference materials. 4. Characterisation and certification, J. Accred. Qual. Assur. 6, 290-294, 2001 12) Lisinger T.P.J., Pauwels J., van der Veen A.M.H., Schimmel H., Lamberty A., Homogeneity and stability of reference materials, J. Accred. Qual. Assur. 6, 20-25, 2001 13) Holcombe G., Lawn R., Sargent M.: Improvements in efficiency of production and traceability for certification of reference materials, J. Accred. Qual. Assur. 9, 198-204, 2004-27-
11. ZÁVĚR A DISKUSE Na tomto místě by měl odpovědný řešitel a koordinátor projektu porovnat dosažené výsledky s cílovými parametry CRM vytýčenými v Technickém projektu. Ty jsou v podstatě shrnuty v tabulce 11.1. Byly nastaveny tak, aby a) reflektovaly reálnou potřebu RM, který by obsahoval prakticky veškeré toxické kongenery PCDD, PCDF a PCB, které přispívají k výpočtu ekvivalentního toxického množství (I-TEQ) podle ČSN EN 1948-3 b) byly realizovatelné použitím jednoho či směsi několika přírodních výchozích materiálů z tuzemských zdrojů. c) vhodně doplňovaly parametry již existujícího CRM BCR 677 (jak co do počtu analytů, tak úrovní jejich koncentrace) d) maximální přípustné nejistoty certifikovaných hodnot byly v souladu se zamýšleným použitím RM, byly srovnatelné s nejistotami již existujících podobných CRM a technicky dosažitelné používanými analytickými postupy a metodami. Odpověď na většinu postulovaných požadavků dávají údaje shrnuté v tabulkách 11.1. a 11.2., kde je nově připravený materiál porovnáván s již existujícím materiálem BCR-677. CZ 7006 obsahuje všechny toxické kongenery PCDD, PCDF a PCB a to v relativně dobře stanovitelných koncentracích z běžně používané navážky 5g vzorku (na kterou byl materiál testován). Všechny hodnoty obsahů analytů vyhovují požadavkům na certifikaci: byly odvozeny minimálně z šesti laboratorních průměrů a relativní šířka 95% intervalu spolehlivosti nepřevyšuje 20% z certifikované hodnoty. Tuto hranici prakticky nepřevyšuje (s výjimkou jediného PCB kongeneru) ani konzervativním postupem vypočtená relativní rozšířená kombinovaná nejistota, která zahrnuje i příspěvek nejistoty homogenity a kalibrace. Celkový ekvivalent toxicity je u materiálu CZ 7006 výrazně vyšší. Oba materiály se dobře doplňují i co se týče koncentrací kongenerů PCDD a PCDF. Zatímco BCR-677 obsahuje relativně vysoké koncentrace PCDD a nízké koncentrace PCDF, v materiálu CZ 7006 je tomu právě naopak. A co podařilo navíc? CZ 7006 udává necertifikované obsahy celé řady dalších zajímavých analytů přítomných v tomto materiálu (kovy, PAU, PBDE a další), které rozšiřují možnosti jeho využití a navíc poskytují analytikům pracujícím s certifikovanými hodnotami důležité informace o potenciálních rušivých složkách při extrakci, separaci a vlastním stanovení certifikovaných analytů. -28-