MATCROSSHUSRB/1002/214/188
MscMsc DraganaDragana TomaTomaševićševićDepartman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredineDepartman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine
PrirodnoPrirodnomatematički fakultet Novi Sadmatematički fakultet Novi Sad
Novi Sad, 0304. Septembar 2013.
Analitičke metode treba da budu procenjene, potvrđene, ili revalidovane u sledećim slučajevima:revalidovane u sledećim slučajevima:
• Pre prve upotrebe u rutinskom testiranju
• Kada se metoda počinje koristiti u drugoj laboratoriji
• Kad god se uslovi ili parametri validovane metode• Kad god se uslovi ili parametri validovane metode promene (na primer, instrument sa različitim karakteristikama ili uzoraci sa drugačijim matriksom) i
l dpromene su u opsegu originalne metode
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
• Metali se iz sedimenta izdvajaju primenomrazličitih postupaka digestije i digestionihrazličitih postupaka digestije i digestionihagenasa.
• Za digestiju se najčešće koriste različiti tipoviZa digestiju se najčešće koriste različiti tipovi suvog i mokrog spaljivanja i kombinacije oksidujućih kiselina (HNO3, topla HClO4, topla H SO ) i ne oksidujućih kiselina (HCl HFH2SO4) i ne‐oksidujućih kiselina (HCl, HF, H3PO4, razblažena H2SO4, razblažena HClO4).
• Optimizacija metode US EPA3051 za digestijuOptimizacija metode US EPA3051 za digestijumetala primenommikrotalasne peći i US EPA7000b i US EPA 7010 za određivanje
t l di t k di tij t kmetala u sedimentu nakon digestije atomskomapsorpcionom spektofotometrijom.
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
• Odakle početi? Koji opseg koncentracija odabrati?– Iskustvo,Iskustvo,
– Uputstva proizvođača opreme,
– Standardne metodeStandardne metode.
• Na primer određivanje As metodom atomske apsorpcione spektormetrije u grafitnoj peći.apsorpcione spektormetrije u grafitnoj peći.– Uputstva proizvođača opreme
– Standardne metode:– Standardne metode:
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Vizuelno određivanje
• Odabrane su sledeće koncentracije As:
5 7 5 20 0 50 0 75 0 99 0 µg/l– 5; 7,5; 20,0; 50,0; 75,0; 99,0 µg/l.
– Standardi su pripremljeni u duplikatima.
y = 0.0053x + 0.0032R² 0 99890 3
0.4
0.5
0.6
bancija
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
bancija
R² = 0.9989
0
0.1
0.2
0.3
Apsorb
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Apsorb
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
As (mg/l)
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
As (mg/l)
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Regresiona analiza – r2C (μg/l) A
0.50 0.0006Regresiona analiza rRegression Statistics
Multiple R 0.999517R S 0 999033
0 50 0 00060.50 0.00180.99 0.00710.99 0.00794.95 0.0290R Square 0.999033
Adjusted R Square 0.998964Standard E 0 001659
r2 > 0.99 4.95 0.03137.43 0.04467.43 0.045414.85 0.0866
Error 0.001659
Observations 16
ANOVA
14.85 0.084924.75 0.139224.75 0.139749.50 0.2634
df SS MS FSignificance
F
Regression 1 0.039848 0.039848 14471.07 1.65E‐22Residual 14 3 86E 05 2 75E 06
49.50 0.268874.25 0.383074.25 0.394999.00 0.5287Residual 14 3.86E‐05 2.75E‐06
Total 15 0.039886
C ffi i tStandard E t St t P l L 95% U 95%
99.00 0.5455
Coefficients Error t Stat P‐value Lower 95% Upper 95%Intercept 0.000503 0.000641 0.785555 0.44522 ‐0.00087 0.001878
X Variable 1 0.007644 6.35E‐05 120.2958 1.65E‐22 0.007508 0.00778Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Regresiona analiza – interval poverenja odsečkaodsečka
Regression StatisticsMultiple R 0.999517R S 0 999033
C (μg/l) A0.50 0.00060.50 0.00180.99 0.00710 99 0 0079R Square 0.999033
Adjusted R Square 0.998964Standard E 0 001659
Da li kalibraciona kriva prolazi kroz nulu?
0.99 0.00794.95 0.02904.95 0.03137.43 0.04467.43 0.0454
Error 0.001659
Observations 16
ANOVA
14.85 0.086614.85 0.084924.75 0.139224.75 0.139749 50 0 2634
df SS MS FSignificance
F
Regression 1 0.039848 0.039848 14471.07 1.65E‐22Residual 14 3 86E 05 2 75E 06
49.50 0.263449.50 0.268874.25 0.383074.25 0.394999.00 0.528799 00 0 5455Residual 14 3.86E‐05 2.75E‐06
Total 15 0.039886
C ffi i tStandard E t St t P l L 95% U 95%
99.00 0.5455
Coefficients Error t Stat P‐value Lower 95% Upper 95%Intercept 0.000503 0.000641 0.785555 0.44522 ‐0.00087 0.001878
X Variable 1 0.007644 6.35E‐05 120.2958 1.65E‐22 0.007508 0.00778Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Regresiona analiza – ZL vrednnost
ZZL L ≤ F≤ F0.950.95 ((k k –– 2, N 2, N –– kk)) SS1= Sy/x2* (N‐2) – može se očitati iz regresione analize u Excel
Vrednosti F 1-α, α = 0,05k-2
N-k3 4 5 6 7
3 9 28 9 12 9 01 8 94 8 89
ANOVA OVO JE SS1
df SS MS FSignificance
F 3 9,28 9,12 9,01 8,94 8,894 6,59 6,39 6,26 6,16 6,095 5,41 5,19 5,05 4,95 4,886 4,76 4,53 4,39 4,28 4,217 4 35 4 12 3 97 3 87 3 79• N‐k = 14‐7 =7, k‐2 = 7‐2 = 5
Regression 1 0.528657654 0.528658 33781.02 5.5866E-19Residual 10 0.000156495 1.56E-05Total 11 0.528814149
7 4,35 4,12 3,97 3,87 3,798 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50
,
• ZL = 0,63
Da li se linearnost može prihvatiti? DA!Da li se linearnost može prihvatiti? DA!
Zaključak – Kalibraciona prava je linearna u opsegu od 4,95 – 99 µg As/l.
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
MDL i PQL metode za određivanjed ž j l disadržaja metala u sedimentu
• Detekcioni limit je određen snimanjem apsorbancije jedne serije od 6• Detekcioni limit je određen snimanjem apsorbancije jedne serije od 6 ponavljanja slepe probe (destilovane vode) koja je za svrhe određivanja limita detekcije u sedimentu preračunata na masu od 1 g sedimenta koliko je inače korišćeno za digestiju uzoraka.sedimenta koliko je inače korišćeno za digestiju uzoraka.
Parametar jed. mere Metoda PQL MDL
Nikl µg/kg EPA 7010 274 135
Kadmijum µg/kg EPA 7010 31.4 15.15
Hrom, ukupan µg/kg EPA 7010 43.0 21.0
Bakar µg/kg EPA 7010 41 0 20 0Bakar µg/kg EPA 7010 41.0 20.0
Olovo µg/kg EPA 7010 380 190Arsen µg/kg EPA 7010 65.3 32.3Živa µg/kg H1.004 25.0 5.20
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Karakteristike ispitivanihKarakteristike ispitivanihsedimenata
Sediment Vlaga (%) Organska materija (%) Glina (%)
1 50,0 4,84 22,61 50,0 4,84 22,62 57,4 4,89 42,43 71,1 14,1 16,14 69,2 9,30 19,65 25,3 1,01 4,336 68,5 11,6 13,5, , ,
CRM na na na
• Dva tipa digestije jedna sa koncentrovanom HNO3 i druga sa smašom koncentrovanih kiselina HNO3 i HCl u odnosu 3:1.
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Rezultati određivanja preciznost
II IIII IIIIII IVIV VV VIVI CRMCRM
AsAs (mg/kg)(mg/kg) 12.20 20.45 40.13 18.67 5.76 23.52 7.53
PbPb (mg/kg)(mg/kg) 141.49 148.19 161.49 25.79 40.14 58.59 127.00
CdCd (mg/kg)(mg/kg) 1.88 2.13 2.13 3.66 2.35 2.42 19.60
C ( /k )C ( /k ) 60 82 88 89 115 45 46 60 19 28 77 53 143 72Cu (mg/kg)Cu (mg/kg) 60.82 88.89 115.45 46.60 19.28 77.53 143.72
Ni (mg/kg)Ni (mg/kg) 40.37 42.94 85.05 28.83 7.24 42.54 37.07
Cr (mg/kg)Cr (mg/kg) 79.97 57.41 59.65 44.96 95.48 <DL 40.9530
20
25
30
438
CRM
RSD ovih određivanjase kretala u opseguod 3.84% do 27.86%.
10
15
CRM
435
515
507
433od 3 8 % do 7 86%
0
5
Pb Cd Cu Ni Cr As
511
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Rezultati određivanja tačnosti na CRMosnovu CRM
140
160Srednja vrednost Referentna vrednost
MetalInterval poverenja
Predviđeniinterval
60
80
100
120
mg/kg
As 5.46‐7.52 0.109‐12.9 0
20
40
As Pb Cd Cu Ni Cr
Pb 119‐124 105‐137Cd 21.2‐21.9 19.6‐23.5Cu 144‐148 133‐158 10.00
15.00
20.00Bias
Ni 31.3‐34.6 23.0‐42.8Cr 31.5‐41.8 5.62‐67.7
0.00
5.00
As Pb Cd Pb Ni Cr
‐10.00
‐5.00
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Ishikawa dijagramIshikawa dijagram
Priprema kalibracionih standarda Očitavanje instrumenta
V1,2,3.. –osnovnog standarda
Ponovljivost Temperatura
KalibracijaKoncentracija
(apsorbancija)
Ponovljivost
Ponovljivost
Temperatura
Kalibracija
V ‐ finalno
KalibracijaKoncentracija osnovnog standarda
Koncentracija k ij l
Ponovljivost
Temperatura
Kalibracija
TemperaturaPonovljivost
V1,2,3.. –finalnokomercijalnog
standarda ‐ CRM V ‐ standarda Sadržaj metala+
Merna nesigurnost
Kalibracijafinalno
Ponovljivost Temperatura
m1,2,3.. – uzorkaTačnost
PonovljivostKalibracija Temperatura
PonovljivostV1,2,3.. – finalno
Kalibracija
Priprema uzoraka Recovery (Bias)
Nesigurnost merenja
Parametri tačnosti i ponovljivosti Assrednja vrednost 7.5304 [mg/kg]očekivana vrednost 6.49[mg/kg]
recovery rec% = sr vrednost/očekivana vr *100 116 03%recovery, rec% = sr.vrednost/očekivana vr. 100 116.03%
sistematsko odstupanje, bias% = rec% - 100 16.03%
standardna devijacija (sr) razlike 0.28912[mg/kg]
relativna stand. devijacija, rsr = sr/sr.vr razlike 3.839%broj stepeni slobode = n - 1 5
12
14
16
18
t = |bias| / u(rec) 0.995
tablična vrednost Studentovog koeficijenta za n-1 stepeni slobode, ttabl 2.015
upipete(V) iz sertifikata 0.057735027%
upipete(V) iz ponovljivosti 0.078404798%
u (V) 0 10%6
8
10
12
RSDr
u(Recovery)
( )upipete(V) 0.10%
usuda(V) iz sertifikata 0.081649658%
usuda(V) iz ponovljivosti 0.129256393%
usuda(V) za razliku u temperaturi od 4oC 0.048497423%
usuda(V) 0.16%0
2
4
u(C)
suda( ) %Koncentracija osnovnog standardnog rastvora (mg/l) 1000.00Nesigurnost standardnog rastvora iz sertifukata proizvođača (mg/l) 2.00Koncentracija standardnog rastvora (mg/l) 100.00
uosnovnog rastvora 0.10%
nesigurnost konc standarda ili nesigurnost standardizacije (u(C )) 0 21%nesigurnost konc. standarda, ili nesigurnost standardizacije (u(Cstd)) 0.21%
nesigurnost istinitosti, u(rec)/rec = √{(rsr)2/n+ (u(Cstd))2 +(bias))2} 16.109%
rezultat se koriguje na rec (t > ttabl)? Ne
kombinovana nesigurnost, uc(C) = √{(u(rec))2+rsr2} 16.56%
proširena nesigurnost, U(C) = 2 * ucC 33.12%
Novi Sad, 03‐04. Septembar 2013.
Novi Sad, 03‐04. September 2013.