kako izvršiti optimalno uzorkovanje u industrijskim ... · • ishrana (sirova hrana, industrijski...
TRANSCRIPT
1
Kako izvršiti optimalno uzorkovanje u industrijskim uslovima bioremedijacije
Pregled
• Definicija
• Zašto uzorkovanje
• Polja interesovanja
• Standardi
• Prevencija promene uzorka
• Merna nesigurnost
• Primeri
2
Definicija uzorkovanja
Uzorak: “Deo materijala izabran iz veće količine materijala.”
Uzorkovanje: “Proces uzimanja uzorka.”
Plan uzorkovanja: “Dogovor po kome se izvodi program uzorkovanja .”
Uređaj za uzorkovanje: “Aparat / pribor za uzimanje uzorka.”
Inkrement: “Pojedinačni deo materijala uzet jednom upotrebom uređaja za uzorkovanje.”
Primarni uzorak: “Skup jednog ili više inkrementa ili jedinica inicijalno uzetih iz populacije.”
Reprezentativni uzorak: “Uzorak nastao kao rezultat plana uzorkovanja za koji se očekuje da adekvatno predstavlja svojstva od interesa u matičnoj populaciji.”
Postupak uzorkovanja
μ
μ = X
X
PARTIJA(POREKLO)
PRIMARNIUZORAK SEKUNDARNI
UZORAKANALIZA
UZORKOVANJEPRIPREMAUZORKA
REZULTATTRANSPORT
3
8 May 2007© European Communities, 2003- 2007 Sampling-1 Slide 5
Eksperimentalni plan uzorkovanja
PRIPREMA UZORKA
U Z O R K O V A NJ E + L A B O R A T O R I J A
UZORKOVANJE
Partija(POREKLO) HOMOGENOST
LABORATORIJE
ODELJENJA
REZULTAT
UZORKOVANJE LABORATORIJA
SEKUNDARNIUZORAK
ANALIZAX
Šematski dijagram tipičnog procesa merenja uključujućiuzorkovanje, fizičku pripremu uzorka uključujući transport
i analizu.
4
Uzorkovanje
Fizička priprema uzorka
Analiza
Predmet uzorkovanja
Prikupljanje pojedinačnih uzoraka ili nekoliko inkremenata kombinovanih u kompozitni uzorak
Primarni uzorak Mlevenje i /ili deljenje
Poduzorak
Laboratorijski uzorak
Fizička priprema, npr. sušenje, mlevenje, prosejavanje, deljenje, homogenizacija
Ispitni uzorak
Izbor ispitnog uzorka za hemijski tretmanpre hemijske analize
Ispitivana porcija Hemijski tretman koji prethodi analitičkom određivanju
Ispitivani rastvor Određivanje koncentracije analizirane supstance
Faza procesa Forma materijala
Opis faze procesa
Proces merenja
Mešanje i /ili deljenje
Šta je merena veličina? Šta merimo?
Pripaziti na...
Konc. Pb u flaši koja je dostavljena u laboratoriju
Prosečna mesečna konc. Pb u reci X u tački Y.
REZULTATINSTRUMENTALNO
MERENJEPRIPREMA UZORKAUZORAK
REZULTATINSTRUMENTALNO
MERENJEPRIPREMA UZORKAUZORAKUZORKOVANJE
5
Nivo fungicida u bananama
Gde uzorkovati vodu?
Iz crpne stanice ili iz slavine ?
PREČIŠĆAVANJEREČNE VODE I
CRPNA STANICA
REKA
CEVOVOD
KRAJNJI KORISNIK
1 2
1, 2 – TAČKE UZORKOVANJA
6
Prioritetne oblasti interesovanja
• Ishrana (sirova hrana, industrijski prerađena hrana)
• Poljoprivreda (biljne kulture, životinje)
• Životna sredina (vazduh, voda, zemljište)
• Medicinske i zdravstvene usluge
Tipovi uzoraka
• Čvrsti
• Tečni (fluidi)
• Gasoviti
• Kombinacija različitih agregatnih stanja
Primer kombinovanog agregatnog stanjaOtpadna voda koja sadrži:
• Rastvoreni materijal
• Suspendovan materijal
• Gasove (rastvorene, suspendovane)
7
Protokol uzorkovanja
• Šta uzorkovati?• Gde uzorkovati?• Kako uzorkovati?
– Koliko često?– Koliko puta?– Koju količinu?
• itd…
Cilj
Protokol
Mora se izvesti vrlo pažljivo!
• Pojedinačno uzorkovanje da se sagleda sadašnje stanje• Redovno praćenje - monitoring (u vremenskim intervalima)
Bez promene uzorka !!
Homogenost
• Partija može biti nehomogena, stoga je potrebno izvršiti uzorkovanje (na pogodan način)
• Poduzorak može biti nehomogen
• Npr. mešanje/mućkanje pre analize
Stabilnost analizirane supstance• Hemijske promene (oksidacija, redukcija,
taloženje) • Fizičke promene: (temperatura i pritisak)• Mikrobiološka aktivnost (biodegradacija, rast) • Kontaminacija
8
Odgovarajuće uzorkovanje?
• Različiti problemi/pitanjaRazličiti ciljevi
• Raznolikost protokola za uzorkovanje odgovarajućih predviđenoj nameni
• Sastojci hrane• Zagađenje vode, vazduha i
zemljišta• U vezi sa biljkama,
životinjama• Serum, krv, urin…
Strategije uzorkovanja
Uzorkovanje
• Lokacija• Metoda (standardizovana?)• Frekvencija• Količina uzorka • Aparati (oprema za uzorkovanje...)• Posude za uzorke (tip, priroda/materijal, kapacitet)• Označavanje uzoraka• Odredište laboratorije
Laboratorija
• Registrovanje• Prostorija za uzorkovanje• Tip uzorka• Homogenost• Stabilnost• Merenje (analizirana supstanca, matriks)• Koncentracija• Analitičko izvođenje
9
Industrija:• Prehrambena• Farmaceutska• Hemijska• Metalna• Papirna• ...
Životna sredina:• Zemljište• Voda• Vazduh
Uzorkovanje: Različita područja primene
DOBAVLJAČ
SIROVINA
PROCES
PROIZVOD
POTROŠAČ
PRO
CESN
A KO
NTR
OLA
KVA
LITE
TA
PRIJEMSIROVINE
KONTROLAPROIZVODNJE
KONTROLAPROIZVODA
KONTROLA ZAGAĐENJAŽIVOTNE SREDINE
Standardi
[AT] • ON [EE] • EVS [IE] • NSAI [NL] • NEN[BE] • IBN/BIN [ES] • AENOR [IS] • IST [NO] • SN[CH] • SNV [FI] • SFS [IT] • UNI [PL] • PKN[CY] • CYS [FR] • AFNOR [LT] • LST [PT] • IPQ[CZ] • CNI [GB] • BSI [LU] • SEE [SE] • SIS[DE] • DIN [GR] • ELOT [LV] • LVS [SI] • SIST[DK] • DS [HU] • MSZT [MT] • MSA [SK] • SUTN
Organizacije koje donosestandarde Oblasti Podoblasti
Međunarodni:• ISO• CEN• ANSI• ASTM• MILNacionalni:
- Hrana- Voda- Zemljište- Vazduh- Materijali- Hemikalije- Kliničke svrhe
- Biljna i životinjska- Voda za piće, otpadna voda- Zemljište, otpad- Čestice, gas- Fosilna goriva, polimeri- Droge, đubriva, lekovi- Serum, krv, urin
10
ISO 5567 Kvalitet vode – Uzorkovanje – Delovi 1 - 20
Deo Naslov Godina
1 Uputstvo za dizajniranje programa uzorkovanja 1980
2 Uputstvo za tehnike uzorkovanja 1991
3 Uputstvo za čuvanje i rukovanje uzorcima vode 2003
Primer standarda
Sampling-1 Slide 20
109 zrna
106 zrna
3*103 zrna106 čestica
103 molekula
©G
.Van
den
Eede
,200
4
Uzorkovanje čvrstih uzoraka
PARTIJA
InkrementiInkrementi
TovarLaboratorijaIspitivanje
Analitika
11
Praćenje zemljišta
Da li je ovo zemljište kontaminirano?
Da li će ovi protokoli dovesti do istog zaključka?
MESTO UZORKOVANJA
Uzorkovanje tečnosti/fluida
Kapljičasti uzorak
Složen uzorak:
Proporcionalan vremenu :
Konstantna zapremina uzorkovana u redovnim intervalima[V = const. i Δt = const.]
Proporcionalan protoku (Q):
Promenljive zapremine u redovnim intervalima[V = f (Q) i Δt = const.]
Konstantna zapremina u promenljivim intervalima[V = const. i Δt = f (Q)]
12
V = Konstantnot = Konstantno
t = KonstantnoV = f (Q)
V = Konstantnot = f (Q)
Protok
a)
b)
c)
070
140210280350
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Vreme (h)
V (m
L)
070
140210280350
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Vreme (h)
V (m
L)
070
140210280350
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Vreme (h)
V (m
L)
0200
400600
Vreme (h)
Q (m
3/h)
Fabrička otpadna voda -šta tražimo ?
1.0
45.0
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Time (h)
NH 4
-N (m
g/L)
• maksimum?• prosek? • varijacija vremena?
Merena veličina: Amonijum u otpadnoj vodi
Vreme
13
Vremenski interval uzorkovanjaUzorkovanje MIN SR MAX
Kontinualno (mg/L NH4-N) 1.0 10.7 45.0
Svaka 2 sata (mg/LNH4-N) 2.0 8.8 20.0
Svaka 4 sata (mg/L NH4-N) 2.7 8.1 13.0
Svakih 6 sati (mg/L NH4-N) 2.1 3.4 6.4
Continuous sampling
01020304050
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time (h)
NH
4-N
(mg/
L)
Ssmpling every 2 hours
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time (h)
NH4-
N (m
g/L)
Ssmpling every 4 hours
01020304050
0 4 8 12 16 20 24
Time (H)
NH4-
N (m
g/L)
Ssmpling every 6 hours
01020304050
0 6 12 18 24
Time (h)
NH4-
N (m
g/L)
Kontinualno uzorkovanje
01020304050
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Vreme (h)
NH
4-N
(mg/
L)
Uzorkovanje svaka 2 sata
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Vreme (h)
NH4-
N (m
g/L)
Uzorkovanje svaka 4 sata
01020304050
0 4 8 12 16 20 24
Vreme (H)
NH4-
N (m
g/L)
Uzorkovanje svakih 6 sati
01020304050
0 6 12 18 24
Vreme (h)
NH4-
N (m
g/L)
Uzorkovanje gasova
Poreklo gasovaGde uzorkovati?• U dimnjaku (topao, korozivan, težak
pristup)• U neposrednoj blizini (postavljeni
detektori)• U okolini (blizu/daleko)Kontinualno praćenje
kontrola prekoračenja granicazaustavljanje ili smanjenje proizvodnje
• Merenje protoka• Vetar, pritisak, temperatura• Stabilnost u vremenu (CO2, SO2, NOx,
H2O, čvrste čestice…)
14
8 May 2007© European Communities, 2003- 2007 Sampling-1 Slide 27
Merna nesigurnost
cuU 2
Uzorkovanje67 %
Instrumentalnomerenje
7 %
Pripremauzorka27 %Doprinos od:
• Uzorkovanja• Pripreme uzorka• Instrumentalnog merenja
REZULTATINSTRUMENTALNO
MERENJEPRIPREMA UZORKAUZORAKUZORKOVANJE
22.
22analizauzorkapripreuzorkovanjukupno uuuu
)( 22.
2analizauzorkapripreuzorkovanjukupnoc uuuuu
Obratiti pažnju na…
• Kontaminaciju uzorka (strani materijal u uzorku)
• Gubitke (adsorpcija, kondenzacija, taloženje, reakcije, degasifikacija, itd.)
• Promene hemijskog sastava (čuvanje)
• Promene fizičkog stanja (aglomeracija, raspadanje čestica, vlaga, itd.)
• Grube greške (pogrešno označeni uzorci, nedostatak znanja, nepažljivost, itd.)
• Namerne greške (prevara, fasifikat, itd.).
15
Ko šta radi?Praćenje fabričkog zagađenja
1) Praćenje protoka; Qx >> QA
2) Pronađeno je da je u tački B : QX > QA + QB
3) Pronađeno je da je u tački C : QX = QA + QB + Qc
B C
WWTP
A
X
GRAD
FABRIKA
Ukupno fabričko zagađenje
Ukupan uticaj fabričkog zagađenja: praćenje X iY
WWTP
DAB C
XY
GRAD
FABRIKA
16
Zaključci
• Dve situacije
• Trebalo bi uzeti u obzir mernu nesigurnost za sve korake za koje smo odgovorni
• Svako uzokovanje zahteva sopstveni protokol.
REZULTATINSTRUMENTALNO
MERENJEPRIPREMA UZORKAUZORAK
REZULTATINSTRUMENTALNO
MERENJEPRIPREMA UZORKAUZORAKUZORKOVANJE
• EPA: Priprema protokola za uzorkovanje zemljišta: Tehnike i strategija uzorkovanja, EPA/600/R-92/128 jul 1992.
• M.H. Ramsey, Uzorkovanje kao deo za donošenje odluka, predavanje u IRMM, 2005.
• W. H. O. Ernst, Uzorkovanje biljnih materijala za hemijske analize, Zagađenje okoline, Knjiga 93, izdanje 3, 1996, Page 366.
• Uzorkovanje i priprema uzoraka, Sveobuhvatna analitička hemija, Knjiga 43, 2003.
• S. Roy, A.-M. Fouillac, Nesigurnosti povezane sa uzorkovanjemi njihov uticaj na hemijske analize površinske vode, Pravac u analitičkoj hemiji, Knjiga 23, broj. 3, 2004, 185-193.
Literatura
17