Vertailulaboratorion kuulumiset

Vertailulaboratorion
kuulumiset
Jari Walden, Kaisa Lusa, Sisko Laurila, Tuomas
Walden
Ilmatieteen laitos
Tutkimus ja menetemäkehitys
Ilmakehän koostumus/Ilmanlaatu
Erik Palmenin aukio 1, 00560 Helsinki
[email protected]
Sisältö
• EN-standardit
• PM10 vertailumittaukset
• AQUILA
• Vertailumittaukset
2
EN-standardit
• Standardit uudistettu pääosin 2012 aikana
• Muutokset käyttökokemusten ja havaittujen virheiden
osalta
• Standardeja yhtenäistetty: bentseeni, PM2.5 ja PM10
yhdistetty yhdeksi standardiksi (EN 12341:2012)
• Uusia standardeja: Jatkuvatoimisille PM-mittauksille
uusi standardi PM2.5 ja PM10: tyyppitestaukset,
rinnakkaismittaukset Ref. Menetelmän kanssa QA/QC
proceduurina
• Mittausepävarmuuslaskelmat (MU) korjattu:
• MU täyttää DQO yleisesti h, 8 h (ma) 24 h, mutta
ongelmia vuositasolla
3
Keskeisimpiä muutoksia: Tyyppitestaukset
• Muutoksia interferenssitesteissä: poistettu otsonin vaikutus NOx
analysaattoreissa (EN 14211)
• Muutettu viipymäajan käsitettä:
• Residence time is no longer calculated from reaction kinetics
• The sampling line or manifold shall be as short as practical to minimise
the residence time. In practice a significant change in the concentrations
of NO and NO2 may be avoided when the residence time in the sampling
system is ≤ 3 s. EN 14212 ≤ 5 s
•
The requirement for the residence time in the analyser is ≤ 3 s
• The total residence time in the sampling system plus analyser is ≤ 6 s
• The residence time inside the analyser shall be calculated on the basis of
the flow and the volumes of the tubing and other relevant components
inside the analyser and the particle filter housing.
4
Keskeisimpiä muutoksia: Tyyppitestaukset
• Mahdollisuus skaalata mittausvaatimukset alhaisimmille
pitoisuusalueille:
• Tyyppitestauksessa
• QA/QC toimet kenttäolosuhteissa (esim EN14211):
• When the maximum concentrations of NOx measured at a specific
site (type) are significantly below the maximum of the certification
range for NO of the analyser, e.g. below 20 %, the concentration at
which the calibration is performed may be lowered accordingly.
• This also implies that the concentrations applied for span checks
(9.6.1),
• lack of fit tests (9.6.2)
• converter efficiency tests (9.6.3) should be lowered proportionally.
5
Keskeisimpiä muutoksia: Tyyppitestaukset
• Huomioidaan EN 15267 part 2 vaatimukset analysaattoreissa
• EN 15267: Certification of automated measuring systems Part 2:
Initial assessment of the AMS manufacturer’s quality
management system and post certification surveillance for the
manufacturing process
• Raportointivaatimukset EN 15267
6
Keskeisimpiä muutoksia: Laadunvarmennustoimet
kenttämittauksissa
•Uutuutena analysaattorin havaintorajan määrittäminen (Lab/Field):
•
•
For zero gas measurements
For reporting (IPR)
Ldet = 3.3·srep/B ; srep on stdev nollassa, B kalibrointisuoran kk
•Toistettavuuden määrittäminen nolla- ja spanpitoisuudessa
•
•
Frequency: In combination with calibration, using the data from the calibration
Action criteria: Repeatability standard deviation
at zero: ≥ 1,0 nmol/mol
at span: ≥ 0,75% of span concentration
•Lievennykset linearisuuden määrittämiseksi:
•
•
Frequency: Within one year after initial installation and after repair
Further frequency depending on the results of the previous test
Action criteria: Lack of fit > 4,0 % of the measured value
Lack of fit > 5 nmol/mol at zero
7
Keskeisimpiä muutoksia: Laadunvarmennustoimet
kenttämittauksissa
•Hyväksytään erityyppisiä NO2 konverttereita
hyötysuhteen aluetta (≥ 95 % ja < 95%):
ja
kaksi
eri
•
At efficiency levels below 98 % a correction needs to be applied for
the (lack of) converter efficiency. The uncertainty of the correction
shall then be included in the uncertainty budget (see 9.6.3).
•
Analysers with non-thermal converters with efficiencies less than
95 % that are used at rural sites may be used provided that the
uncertainty of the conversion factor is determined and the results
from the analyser are shown to be equivalent [6].
8
Keskeisimpiä muutoksia: Tyyppitestaustulokset
Annex F ja G
• Epävarmuuslaskelmat on yhdenmukaistettu EN-ISO 14956
kanssa
• Konvertterin epävarmuuden vaikutus budjettiin on muutettu (EN
14211)
• Lisätty nollakaasun epäpuhtaus epävarmuusbudjettiin
9
Hiukkasmittaukset
10
Instruments declared ‘equivalent’ in Sweden
(based on results from Centraleuropean tests)
Instrument
Description
Inlet type
1 OPSIS SM200
beta
EU
1 Thermo Sharp 5030
beta
US-EPA
1 Swam 5a
beta
EU
2 Grimm EDM 180
OPC
-----
(1 Thermo 1405F)
Osc. micro
balance
US-EPA
Hans Åreskoug/ITM Sweden
11
Reference samplers
Sampler
Inlet
Leckel SEQ 47/50
EU
2,3
Derenda PTS 16
EU
2,3
Not the Derenda
standard inlet
Leckel SEQ 47/50
US EPA
1,0
With extra adapter
Hans Åreskoug/ITM Sweden
Flow, m³/h
Remark
12
Hans Åreskoug/ITM Sweden
13
The results
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
EU reference
15,0
UAT
10,0
5,0
0,0
Statistics
N
N > UAT
Average
Max
Min
Hans Åreskoug/ITM Sweden
65
3
16,3
43,3
4,9
14
Comparison EPA- vs EU-inlet
Orthogonal regression
Candidate vs. Reference Method
CM PM10 (µg/m³)
125
EPA = 1.10 x EU + 0.27
100
75
50
25
0
0
25
50
75
100
125
RM PM10 (µg/m³)
Hans Åreskoug/ITM Sweden
15
Why US-EPA PM 10 inlet?
Results from busy street in Stockholm this spring
90
80
PM10, EU, TEOM
70
PM10, EPA, TEOM
Diurnal variaton
PM2.5, Grimm
60
50
40
30
20
10
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hour
Hans Åreskoug/ITM Sweden
16
Ratio (PM10 EPA/PM10 EU) vs PM2.5/PM10
1,4
1,3
EPA/EU
1,2
1,1
1
0,9
0,8
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
PM2.5/PM10
- Results show difference in concentrations depending on inlet
- US-EPA inlet gives higher concentrations
- Difference increases with increasing proportion of coarse particles
Hans Åreskoug/ITM Sweden
17
US-EPA och EU PM10 inlets
Source: CEN-TC264-WG15_N0478_PM10_sampling_characteristics
Hans Åreskoug/ITM Sweden
18
Ekvivalenttisuustutkimuksia
Airmoctech projekti
http://db-airmontech.jrc.ec.europa.eu/index.aspx
Datakanta jäsenmaista kerätyille raporteille ja selvityksille
- ekvivalenttisuusvertailut
- standard operating procedures
-…
Saksa, TYV hyväksynnät (testiraportit, laitteet):
http://www.qal1.de/de/index.htm
AQUILA kerää jäsenmailta mm. ekvivalenttisuusraportteja
19
Ekvivalenttisuusmittaukset: PM10
•
Vertailuasema: Tasavallankadun asema Kuopio
•
Rahoitus: Ilmatieteen laitos, ympäristöministeriö, liikenne- ja
viestintäministeriö
•
Muut yhteistyötahot: Kuopion kaupunki, Viron
ympäristöntutkimuskeskus, laite-edustajat ja -valmistajat
20
Referenssimenetelmä ja kandidaattimenetelmät
INSTRUMENTS
REPRESENTATIVE /
MANUFACTURER
Method
PM10 inlet
Sample tube
REFERENCE SAMPLER
Leckel SEQ 47/50
Sequential sampler
Leckel
Environnement MP-101+CPM
ENVIRONNEMENT SA (France) β-attenuation + optical
Environment EN
Ambient
Shield tube,
ambient temp
GRIMM-180
FMI, Estonian Environmental
Research Centre (Estonia)
Optical (light scattering)
Grimm
Shield tube,
SHARP 5030
FMI / THERMO Electron Co,
(USA)
Light scattering +β-attenuation Digitel /EN
Heated 35 ºC
FH-62-IR
FMI / THERMO Electron Co,
(USA)
β-attenuation
Digitel /EN
Heated 35 ºC
BAM 1020
Estonian Environmental
Research Centre (Estonia)
β-attenuation
Tapered Element Oscillating
Microbalance
US-EPA
Heated 40 ºC
US-EPA
Heated 50 ºC
Optical (nephelometer)
Osiris
Heated 35 ºC
TEOM-1405
OSIRIS
JPP-kalibrointi ky, FMI
Hnu-Nordion (Finland) /
Turnkey Instruments
21
Suunnitellut mittausjaksot
• Kuopio I (Tasavallankatu)
• PM10: 20.3 – 18.6 (94) jaksot 1 & 2, a’ ≥ 40
onnistunutta keräystä
• Laitehuollot vko 26
• PM2.5: 30.6 – 30.9 (91) jaksot 1 & 2, a’ ≥ 40
onnistunutta keräystä
• Kuopio II (?)
•
PM 10: 10.10 – 15.1.(2015) (96) jaksot 3 & 4, a’ ≥ 40
onnistunutta keräystä
• Laitehuollot vko 4
• PM2.5: 19.1 – 24.4. (95) jaksot 3 & 4, a’ ≥ 40
onnistunutta keräystä
22
Laadunvarmennustoimet
• Inletit
• Puhdistus ja rasvaus
• REF-keräimet: 1 kk välein
• CM: jokaisen jakson alussa (n. 40 vrk)
• Virtausnopeus
• REF-keräimet & CM: Tarkistettu kampanjan alussa;
• Laitehuollot: laitevalmistajan ohjeet
23
Punnitus- ja kenttäblankit
24
REF-1 PM10 (ug/m3)
REF-1 vs REF-2
REF-1 = 1.003 REF-2-0.2
REF-2 PM10 (ug/m3)
25
AQUILA
26
AQUILA
(http://ies.jrc.ec.europa.eu/aquila-homepage.html
• Kansallisten vertailulaboratorioiden yhteistyöfoorumi
• Jäsenet: 28 EU & EFTA-maat , WHO, EAA, ETC (Air and
Climate Change) & Tarkkailijajäsenet: Serbia, FYROM,
Turkki
•
Johtoryhmä: Francois Mathe, LCSQA chair. France
Jari Walden, FMI, Vice chair Finland
Daniela Busica DG Env, co-chair. EC
Annette Borowiak JRC, co-chair. EC
Peter Woods NPL, advisor. UK
• Teknillinen, tieteellinen tiedon keruu ja vaihto
jäsenmaiden ja komission kesken
• MoU: NRM – JRC(EC), uusittavana kesäkuu 2014
27
AQUILA: ajankohtaista
• Subgroup of AQUILA on Type approval and equivalence report:
Jari Walden (chair), Annette Borowiak, Klaus Wirtz, Marina Froehlich, Brian
Stacey, Damiano Centioli, Frank de Leeuw, Leif Marsteen, Francois Mathe,
Saul Garcia, Hans Areskoug, Peter Woods, Theo Hafkenscheid
• to work on a checklist for the acceptance or rejection of type
approval and equivalence reports
• give a summary and opinions on the quality and completeness of
a report
• BUT: final decision is made by competent body of a MS
28
AQUILA: ajankohtaista
• Uncerainty group
Theo Hafkenscheid, Peter Woods, Francois Mathe, Matthew Ross-Jones, Marina
Froehlich, Hans Areskoug, Daniela Buzica
•
To prepare guidance on
• Uncertainty of gaseous compounds
• Particulate matter
• AEI
Raportti valmistunee seuraavaan AAQ-ryhmän kokoukseen
29
Vertailumittaukset
30
Vertailumittaukset
• Metrologiayhteisön järjestämät vertailut ns.
avainvertailut:
• CCQM-K84: CO in air at 350 nmol/mol
31
CCQM-K84 CO in air
32
EURAMET 1183: NO in ambient air
33
Euramet 1183: NO at 450 nmol/mol
34
JRC comparison: June 2013
•
Participating NRL:
•
Croatia Energy and Environmental Protection Institute (EKONERG)
A
•
Ireland Environmental Protection Agency (EPA)
B
•
Slovenia Environment Agency of Republic of Slovenia (SEA)
C
•
Finland Finnish Meteorological Institute (FMI)
D
•
Bulgaria Executive Environmental Agency (EEA)
E
•
Austria Umweltbundesamt GmbH (UBA‐A)
F
•
Italy European Reference Laboratory for Air Pollution (ERLAP)
G
•
United Kingdom National Physical Laboratory (NPL)
H
35
Z-score tulokset
SO2
0 (0 nmol/mol), 1 (125 nmol/mol), 2 (4 nmol/mol), 3(48 nmol/mol), 4 (15nmol/mol), 5 (8 nmol/mol).
36
Z-score tulokset
CO
0 (0 μmol/mol), 1 (2.5 μmol/mol), 2 (8 μmol/mol), 3 (4 μmol/mol), 4 (5.5μmol/mol), 5 (0.8 μmol/mol).
37
Z-score tulokset
O3
0 (0 nmol/mol), 1 (125 nmol/mol), 2 (60 nmol/mol), 3 (90 nmol/mol), 4 (10nmol/mol), 5 (20 nmol/mol).
38
Z-score tulokset
NO
0 (0 nmol/mol), 1 (600 nmol/mol), 2 (470 nmol/mol), 3 (190 nmol/mol), 4(130 nmol/mol), 5 (350 nmol/mol), 6 (250
nmol/mol), 7 (18 nmol/mol), 8 (6 nmol/mol), 9 (60nmol/mol), 10 (40 nmol/mol).
39
Z-score tulokset
NO2
0 (0 nmol/mol), 1 (130 nmol/mol), 2 (60 nmol/mol), 3 (100 nmol/mol), 4 (12nmol/mol),
5 (20 nmol/mol).
40
MACPoll: NO 20 & 100 nmol/mol
41
MACPoll: NO2: 20 & 80 nmol/mol
42
MACPoll: SO2: 40 & 150 nmol/mol
43
KIITOS
44

Download Report