ISO 23320:2022
(Main)Workplace air — Gases and vapours — Requirements for evaluation of measuring procedures using diffusive samplers
Workplace air — Gases and vapours — Requirements for evaluation of measuring procedures using diffusive samplers
This document specifies performance requirements and test methods under prescribed laboratory conditions for the evaluation of diffusive samplers (see Reference [1]) and of procedures using these samplers for the determination of gases and vapours in workplace atmospheres (see Reference [2]). This document is applicable to diffusive samplers and measuring procedures using these samplers, such as ISO 16200‑2 and ISO 16017‑2, in which sampling and analysis are carried out in separate stages. This document is not applicable to — diffusive samplers which are used for the direct determination of concentrations, and — diffusive samplers which rely on sorption into a liquid. This document addresses requirements for method developers and/or manufacturers. NOTE For the purposes of this document a manufacturer can be any commercial or non-commercial entity.
Air des lieux de travail — Gaz et vapeurs — Exigences pour l'évaluation des procédures pour le mesurage à l'aide de dispositifs de prélèvement par diffusion
Le présent document spécifie les exigences de performance et les méthodes d’essai, dans des conditions de laboratoire prescrites, pour l’évaluation des dispositifs de prélèvement par diffusion (voir la Référence [1]) ainsi que des procédures utilisant ces dispositifs de prélèvement pour la détermination des gaz et des vapeurs présents dans les atmosphères des lieux de travail (voir la Référence [2]). Le présent document s’applique aux dispositifs de prélèvement par diffusion et aux procédures de mesurage utilisant ces dispositifs, telles que celles de l’ISO 16200-2 et l’ISO 16017-2, pour lesquels le prélèvement et l’analyse sont effectués dans des étapes séparées. Le présent document ne s’applique pas: — aux dispositifs de prélèvement par diffusion utilisés pour la détermination directe des concentrations; et — aux dispositifs de prélèvement par diffusion basés sur l’adsorption dans un liquide. Le présent document traite des exigences à destination des développeurs de méthodes et/ou des fabricants. NOTE Pour les besoins du présent document, un fabricant peut être toute entité commerciale ou non commerciale.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23320
First edition
2022-04
Workplace air — Gases and vapours
— Requirements for evaluation of
measuring procedures using diffusive
samplers
Air des lieux de travail — Gazes et vapeurs — Exigences pour
l'évaluation des procédures pour le mesurage à l'aide de dispositifs de
prélèvement par diffusion
Reference number
© ISO 2022
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms.1
5 Types of samplers. 3
6 Requirements . 3
6.1 General . 3
6.2 Sampler requirements . 3
6.2.1 Nominal uptake rate . 3
6.2.2 Air velocity/sampler orientation . 3
6.2.3 Sampler leak test . 4
6.2.4 Shelf life . 4
6.2.5 Sampler identification (for commercially available diffusive samplers) . 4
6.2.6 Marking . . . 4
6.2.7 Instructions for use. 4
6.3 Measuring procedure requirements . 5
6.3.1 Sampling procedure requirements . 5
6.3.2 Analytical procedure requirements . 5
6.3.3 Expanded uncertainty . 6
6.3.4 Method description . 6
7 General test conditions .7
7.1 Reagents . 7
7.2 Apparatus . 7
7.3 Independent method . 7
7.4 Generation of a calibration gas mixture . 8
7.4.1 General . 8
7.4.2 Determination of mass concentration. 8
8 Test methods . 9
8.1 General . 9
8.2 Sampler test methods . 9
8.2.1 Determination of (nominal) uptake rate . 9
8.2.2 Air velocity . . . 10
8.2.3 Sampler leak test . 11
8.2.4 Shelf life (for Type A impregnated supports) . . 11
8.2.5 Sampler identification .12
8.2.6 Marking . . 12
8.2.7 Instructions for use.12
8.3 Measuring procedure test methods .12
8.3.1 Determination of the sampling conditions .12
8.3.2 Analytical procedure test methods . 13
8.3.3 Method recovery and method precision . 15
8.4 Uncertainty of measurement . 17
8.4.1 Identification of random and non-random uncertainty components . 17
8.4.2 Estimation of individual uncertainty components . 17
8.4.3 Calculation of expanded uncertainty . 19
9 Test report .19
Annex A (informative) Fundamentals of diffusive sampling .20
Annex B (informative) Estimation of uncertainty of measurement .23
iii
Annex C (informative) Calculation of uptakes rates from diffusion coefficients .33
Annex D (informative) Example of estimation of expanded uncertainty .35
Bibliography .38
iv
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 137, Assessment of workplace exposure to chemical and biological agents,
in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
This document provides a framework for assessing the performance of procedures for measuring
gases and vapours against the general requirements for the performance of procedures for measuring
chemical agents in workplace atmospheres as specified in ISO 20581. These performance criteria
include maximum values of expanded uncertainty achievable under prescribed laboratory conditions
for the methods to be used.
This document enables manufacturers and users of diffusive samplers and developers and users of
procedures for measuring gases and vapours to adopt a consistent approach to method validation.
This document is based on EN 838:2010, published by the European Committee for Standardization
(CEN) and is also complementary to ISO 16107.
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 23320:2022(E)
Workplace air — Gases and vapours — Requirements
for evaluation of measuring procedures using diffusive
samplers
1 Scope
This document specifies performance requirements and test methods under prescribed laboratory
conditions for the evaluation of diffusive samplers (see Reference [1]) and of procedures using these
samplers for the determination of gases and vapours in workplace atmospheres (see Reference [2]).
This document is applicable to diffusive samplers and measuring procedures using these samplers,
such as ISO 16200-2 and ISO 16017-2, in which sampling and analysis are carried out in separate stages.
This document is not applicable to
— diffusive samplers which are used for the direct determination of concentrations, and
— diffusive samplers which rely on sorption into a liquid.
This document addresses requirements for method developers and/or manufacturers.
NOTE For the purposes of this document a manufacturer can be any commercial or non-commercial entity.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 20581, Workplace air — General requirements for the performance of procedures for the measurement
of chemical agents
ISO 22065, Workplace air — Gases and vapours — Requirements for evaluation of measuring procedures
using pumped samplers
ISO 18158, Workplace air — Terminology
ISO 8655-2, Piston-operated volumetric apparatus — Part 2: Piston pipettes
ISO 8655-6, Piston-operated volumetric apparatus — Part 6: Gravimetric methods for the determination
of measurement error
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 18158 and ISO 20581 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Symbols and abbreviated terms
NOTE See 8.4 and Annex C for symbols used in conjunction with uncertainty of measurement only.
A cross-sectional area of sorption surface, in square centimetres (cm )
CRM certified reference material
2 −1
D diffusion coefficient of an analyte, in square centimetres per minute (cm ∙ min )
a
2 −1
D diffusion coefficient of analyte 1, in square centimetres per minute (cm ∙ min )
a1
2 −1
D diffusion coefficient of analyte 2, in square centimetres per minute (cm ∙ min )
a2
l length of static air layer in sampler (or equivalent for permeation types), in centimetres (cm)
m mass of analyte desorbed from blank sampler, in nanograms (ng)
b
m mass of analyte desorbed, in nanograms (ng)
d
m mass of the analyte which can diffuse to a suitable sorbent within a certain time, i.e. the mass
s
uptake of a diffusive sampler, in nanograms (ng)
−1
m mass loss from permeation tube, in micrograms per minute (µg ∙ min )
−1
M molar mass of analyte, in grams per mole (g ∙ mol )
a
n number of replicate samples
OELV occupational exposure limit value
p actual pressure of the test atmosphere sampled, in kilopascals (kPa)
at
R recovery
R analytical recovery
an
RH relative humidity of the test atmosphere sampled, in percent (%)
t exposure time, in minutes (min)
e
T temperature of the test atmosphere sampled, in Kelvin (K)
at
3 −1
uptake rate, in cubic centimetres per minute (cm ∙ min )
U
d
−1 −1
uptake rate, in nanograms per parts per million (volume fraction) per minute (ng ∙ ppm ∙ min )
′
U
()
d
3 −1
uptake rate of analyte 1, in cubic centimetres per minute (cm ∙ min )
U
d1
3 −1
uptake rate of analyte 2, in cubic centimetres per minute (cm ∙ min )
U
d2
−1
v
flow rate into the exposure chamber, for example, in litres per minute (l ∙ min )
β mass concentration of the analyte in the calibration gas mixture, in milligrams per cubic metre
a
−3
(mg ∙ m )
mass concentration in parts per million (ppm);
′
β
()
a
β mass concentration of the given analyte at the beginning of the diffusion layer (i.e. at the distance
a1
−3
l from the surface of the sorbent), in milligrams per cubic metre (mg ∙ m )
β mass concentration of the given analyte at the end of the diffusion layer (i.e. at the surface of
a2
−3
the sorbent), in milligrams per cubic metre (mg ∙ m )
mean mass concentration of the analyte recovered from the test gas atmosphere, in milligrams
β
a,R
−3
per cubic metre (mg ∙ m );
−3
β mass concentration of the calibration gas mixture, in milligrams per cubic metre (mg ∙ m )
cg
ϑ temperature of the test atmosphere sampled, in degree Celsius (°C)
at
K coefficient of variation (CV)(The predecessor term "relative standard deviation" is deprecated and
v
has been replaced by the term "coefficient of variation". See also ISO 3534-1:2006, 2.38, Note 2.)
−1
ø volume fraction of the analyte, in microlitres per litre (µl ∙ l )
a
5 Types of samplers
Samplers for gases and vapours can be divided into type A samplers and type B samplers:
Type A samplers rely on sorption onto a solid or onto a support impregnated with a reagent, desorption
with solvent, and subsequent analysis of the desorbate. They are usually made of polypropylene or
glass and consist of one or more sorbent layers and contain an active sorbent (e.g. activated carbon) or a
support impregnated with reagent.
Type B samplers rely on sorption onto a solid or onto a support impregnated with a reagent, thermal
desorption, and analysis of the desorbate. They are usually made of glass or metal, are sealed with
removable fittings and consist of one or more beds of sorbent (e.g. porous polymer resin).
6 Requirements
6.1 General
Some requirements (see 6.2) shall be initially verified by the manufacturer once for each type of
sampler. Other requirements (see 6.3) shall be verified for each combination sampler/chemical agent.
Measuring procedures shall meet the requirements for measuring procedures specified in 6.3. When
use of a sampler for measurement of a particular gas or vapour is claimed, the sampler shall meet the
requirements specified in 6.2.
NOTE 1 No useful performance requirements can be given for the effect of interferents (with the exception
of relative humidity). The effect of interferents is difficult to predict for a non-ideal sorbent without adsorption
isotherm data on mixed systems which is normally unavailable. However, the user of diffusive samplers is
cautioned that the adsorption of water vapour on certain sorbents, e.g. activated carbon and silica gel, can have a
large effect on sampler capacity and analytical recovery.
NOTE 2 Because of the known effect of pressure on diffusion coefficients, a pressure test is not necessary.
6.2 Sampler requirements
6.2.1 Nominal uptake rate
The nominal uptake rate and the coefficient of variation shall be provided by the manufacturer in
accordance with 8.2.1 and Annex A.
6.2.2 Air velocity/sampler orientation
The manufacturer shall test the working range of air velocity and the influence of sampler orientation
in accordance with 8.2.2.
6.2.3 Sampler leak test
When tested in accordance with 8.2.3, any additional analyte determined above the blank value (see
6.3.2.3) shall be less the one-third of the calculated mass uptake by the sampler for 30 min exposure to
a concentration of 0,1 OELV.
6.2.4 Shelf life
The manufacturer shall specify the shelf life of the diffusive sampler when stored in its original package.
During this period the sampler shall fulfil all requirements.
6.2.5 Sampler identification (for commercially available diffusive samplers)
Samplers shall be uniquely identified.
6.2.6 Marking
Diffusive samplers shall be marked with at least the following:
a) manufacturer's name;
b) product identification;
c) batch identification;
d) shelf life (if applicable);
e) number of this document.
If required due to limited space, the marking may be placed on the packaging of the diffusive sampler.
However, the manufacturer's name and product identification shall be indicated on the diffusive
sampler.
6.2.7 Instructions for use
The instructions for use supplied with the diffusive sampler shall be written in the principal language(s)
used in the countries where the diffusive sampler is to be marketed. Where appropriate, the instructions
for use shall contain directly and by reference to an online document, at least the following information:
a) designated use (general purpose for a number of gases and vapours or, specific, for a particular gas
or vapour, see 6.1);
b) blank value (only when used for a particular gas or vapour, see 6.1);
c) nominal uptake rate for the substances for which the diffusive sampler is intended to use;
d) directions for proper handling of the diffusive sampler, including opening and closing;
e) general information on the principle of use, for example, sorbent type, reaction of the reagent
impregnated solid, desorption method;
f) information on storage and transport;
g) air velocity range in which the sampler can be used;
h) orientation;
i) information on health or environmental hazards and method of disposal.
The general information on the principle of use can be given in additional literature.
6.3 Measuring procedure requirements
6.3.1 Sampling procedure requirements
6.3.1.1 Sampling time
Sampling time shall be established according to concentration range of the compounds of interest over
which measurements are to be made, i.e. up to two times the OELV, see ISO 20581, and taking into
account the nominal or theoretical uptake rate.
6.3.1.2 Bias due to the selection of a non-ideal sorbent (back diffusion)
When tested in accordance with 8.3.1.1, the bias shall be ≤ 10 %.
6.3.1.3 Uptake rate
If it is possible to calculate the ideal steady-state value in accordance with 8.2.1, the nominal uptake
rate, determined in accordance with 8.2.1, shall be within ±25 % of the steady-state value.
6.3.1.4 Storage conditions after sampling
The storage conditions after sampling shall be specified. When tested in accordance with 8.3.1.3, the
mean value of the recovery after storage shall not differ by more than 10 % from the value before
storage.
6.3.2 Analytical procedure requirements
6.3.2.1 Limit of quantification
The limit of quantification as determined in 8.3.2.1 for long-term OELVs shall be lower than the mass
collected by the sampler at a concentration of 0,1 OELV for 8 h.
The limit of quantification for short-term OELVs shall be lower than the mass collected by the sampler
at a concentration of 0,5 OELV for 15 min.
If the sampler is to be used for shorter reference periods, the limit of quantification also shall be able to
be measured at those periods.
6.3.2.2 Analytical recovery
When tested in accordance with 8.3.2.2 the analytical recovery R shall be
an
for type A samplers: R ≥ 75 % with K ≤ 10 % at each loading, and
an v
for type B samplers: R ≥ 95 % with K ≤ 10 % at each loading.
an v
Where the analytical recovery cannot be achieved the user shall take care that the measuring procedure
meets all other requirements of this document and ISO 20581.
6.3.2.3 Blank value
In order to obtain acceptable values for the quantification limit of the method, the blank value of the
sampling media should be as low as technically possible.
The blank value as tested in 8.3.2.3 shall be less than the limit of quantification as determined in
accordance with 8.3.2.1 or otherwise it can be subtracted from the result, but the standard deviation of
the blank value will contribute to the expanded uncertainty of the measuring procedure.
Where it is known that the blank value is significant and varies between batches of samplers, it shall be
checked on each batch of samplers.
To eliminate any contamination which could occur during storage before use Type B samplers should
be cleaned before sampling by taking them through the thermal desorption procedure.
This cleaning process should be carried out as close as possible to the time when the samplers will be
used.
6.3.3 Expanded uncertainty
When tested in accordance with 8.3 the expanded uncertainty calculated in accordance with 8.4 shall
meet the requirements given in ISO 20581.
The expanded uncertainty requirement shall be met from 10 °C to 40 °C and at relative humidities from
20 % to 80 %. Above 30 °C the use of correction factors is permitted to meet this requirement.
In addition, the performance criteria should also be met under a wider variety of environmental
influences, representative of workplace conditions.
6.3.4 Method description
6.3.4.1 Scope of the measuring procedure
The scope of the measuring procedure shall include information on the following:
a) principle of the method;
b) chemical agents covered by the measuring procedure;
c) analytical technique used;
d) working ranges;
e) chemical agents for which the measuring procedure is known to be adequate but not completely
validated according to this document, especially in case of compounds of the same chemical family
or homologous series;
f) chemical agents for which the measuring procedure is known to be inadequate;
g) any known interferences.
6.3.4.2 Method performance
The measuring procedure shall comprise information about method performance, including the
following:
a) the chemical agents for which measuring procedure has been shown to be effective;
b) the range of concentrations of chemical agents in air, sample volume, uptake rates, exposure time
and range of environmental conditions over which the measuring procedure has been shown to
meet the performance criteria for expanded uncertainty prescribed in ISO 20581;
c) the limit of quantification of the measuring procedure for chemical agents of interest;
d) full details of any known interferences, including suitable and sufficient information on how to
minimise their effects.
6.3.4.3 Apparatus and reagents
With regard to apparatus and reagents the measuring procedure shall
a) specify that the diffusive sampler used complies with the provisions of this document,
b) specify the required characteristics of analytical instruments to be used,
c) specify the quality of the reagents to be used.
6.3.4.4 Safety information
The measuring procedure shall provide suitable and sufficient information on the safety hazards
associated with the reagents and equipment used.
7 General test conditions
7.1 Reagents
Use reagents of analytical grade, where possible.
7.2 Apparatus
Usual laboratory apparatus and the following:
7.2.1 Dynamic system for generating, pre-mixing and delivering a known concentration of a test gas
or vapour in air (see ISO 6145-1, ISO 6145-4, ISO 6145-6 and ISO 6145-10), including at least:
— an exposure chamber constructed of inert materials such as glass or polytetrafluorethylene (PTFE),
through which the generated test atmosphere is passed, of sufficient capacity to accommodate
simultaneously at least six test samplers and six samplers of one independent method (see 7.3)
positioned in such a manner that there is no interference between each sampler;
— provisions for measuring, controlling and varying the air flow rate through the chamber and the
concentration, temperature and relative humidity of the calibration gas mixture.
NOTE It is also possible to use a smaller exposure chamber and to carry out repeat experiments to obtain at
least six pairs of data.
7.2.2 Micropipettes or syringes, for applying known volumes of standard solutions, conforming
with the requirements of ISO 8655-2 and with a calibration checked in accordance with ISO 8655-6.
7.2.3 Instruments for analysing the gas, vapour or a characteristic reaction product collected
by either the test sampler or an independent sampling method.
7.3 Independent method
The concentration of the generated calibration gas mixture in the exposure chamber shall be verified
as follows:
a) by an independent method, which has been validated using an established protocol, for example a
pumped sampler method, bubbler method, or a different diffusive sampler method; or
b) by using an independently calibrated on-line instrument, e.g. a flame ionization detector, or an
infrared spectrometer.
If a pumped sampler procedure is used as the independent method, the method shall conform with all
requirements of ISO 22065.
7.4 Generation of a calibration gas mixture
7.4.1 General
Set up a calibration gas mixture (see ISO 6141, ISO 6143, ISO 6144 and Reference [3]) at the concentration
and values of temperature, relative humidity, etc. specified in the appropriate test methods in Clause 8.
Ensure that the flow rate into the exposure chamber exceeds the combined sampling rate of all samplers
by at least 25 %.
7.4.2 Determination of mass concentration
7.4.2.1 Calculate the mass concentration of the calibration gas mixture,β , given in milligrams per
cg
−3
cubic metre (mg ∙ m ), from the test atmosphere generation parameters. For example, for a permeation
cell system, the delivered mass concentration is:
m
β = (1)
cg
v
where
−1
m is the mass loss from permeation tube, in micrograms per minute (µg ∙ min );
−1
v
is the flow rate into the exposure chamber, for example, in litres per minute (l ∙ min ).
NOTE 1 The example does not give a preference for permeation systems for generating calibration gas
mixtures of gases and vapours.
NOTE 2 This value is the calculated inlet value of the exposure chamber concentration.
7.4.2.2 Measure the mass concentrations at the inlet and outlet of the exposure chamber using the
independent method described in 7.3 with all samplers within the test chamber, including both the test
and independent method functioning.
Determine whether the measured outlet mass concentration differs by more than 5 % from the
measured inlet mass concentration. If it does, then the calibration gas mixture generation system shall
be changed e.g. by increasing the flow rate or chamber volume, until the difference is less than 5 %.
When the difference is less than 5 %, calculate the mean mass concentration in the test atmosphere
within the exposure chamber either from the mean of the calculated inlet and outlet values, or from the
mean calculated inlet value adjusted for (half of) the experimentally determined depletion.
7.4.2.3 Determine the mean mass concentration of the test atmosphere within the exposure chamber
experimentally using the results of the independent method described in 7.3. A correction may be
applied for any known bias in the independent method.
Compare the experimentally determined mass concentration with the calculated value (see 7.4.2.2). If
the experimentally determined value is within ±10 % of the calculated value of the mass concentration
of the delivered test atmosphere, take the calculated value as the true value. If this requirement is not
met, then make adjustments or use an alternative generation method or verify the independent method.
If it is not possible to calculate the mass concentration of the calibration gas mixture, for example, for
reactive gases, the value determined by the independent method shall be used as the true value.
8 Test methods
8.1 General
If it is known in advance that a certain type of diffusive sampler is unaffected by an environmental
influence, then the relevant tests in 8.3.3.1 to 8.3.3.5 may be modified to examine only the factors likely
to have an influence.
If not otherwise specified in the test procedure, the sampler orientation shall be as specified by the
manufacturer.
There are different levels of evaluation. These levels are specified as follows:
a) level 1: A measuring procedure evaluated for the analyte of interest in accordance with the
normative part of this document;
b) level 2: A measuring procedure deemed to be compliant with the normative part of this document
on the basis that the analyte of interest is an analogue within a homologous series, both upper and
lower members of which have been tested and shown to comply with level 1. Such an evaluation shall
include at least the nominal uptake rate determination as specified in 8.2.1 and the determination
of the analytical recovery as specified in 8.3.2.2.
NOTE 1 Some special groups of substances (for example toluene, xylenes) usually isomers, can be treated as
homologous when it is known that their chemical and physical properties are very similar.
NOTE 2 To reduce the number of experiments a factorial design can be applied, see References [4] to [7].
8.2 Sampler test methods
8.2.1 Determination of (nominal) uptake rate
Expose a set of six diffusive samplers to a test atmosphere under the following exposure conditions:
— concentration: 1 OELV;
— time: 4 h;
— relative humidity: (50 ± 5) %;
— temperature: 20 °C to 25 °C;
−1
— air velocity: 0,5 m ∙ s .
Analyse the diffusive samplers by reference to standard solutions or to samplers spiked with known
amounts of analyte.
Calculate the (nominal) uptake rate according to Formula (2):
mm−
db
U = (2)
d
Rt××β
an ae
where
3 −1
is the uptake rate, in cubic centimetres per minute (cm ∙ min );
U
d
m is the mass of analyte desorbed, in nanograms (ng);
d
m is the mass of analyte desorbed from blank sampler, in nanograms (ng);
b
R is the analytical recovery.
an
β is the mass concentration of the analyte in the calibration gas mixture, in milligrams per cubic
a
−3
metre (mg ∙ m )
t is the exposure time, in minutes (min)
e
−6
NOTE 1 If the mass concentration is given as 10 (parts per million), use (β )' and (U )' instead of β and
a d a
U .
d
Calculate the mean (nominal) uptake rate and the coefficient of variation.
NOTE 2 For the calculation of uptake rates from diffusion coefficients see Annex C.
8.2.2 Air velocity
The manufacturer is responsible for ensuring that this test is carried out for at least one chemical agent.
Expose a set of six diffusive samplers to a test atmosphere under the following exposure conditions:
— concentration: 1 OELV;
— time: 4 h;
— relative humidity: (50 ± 5) %;
— temperature: 20 °C to 25 °C;
−1 −1
— air velocity: 0,01 m ∙ s to 4,0 m ∙ s ;
— sampler orientation: to be tested parallel and perpendicular to the flow direction.
Analyse the set by reference to standard solutions or to samplers spiked with known amounts of
analyte.
Calculate the observed mass concentration (see 8.3.3.1) and plot the mean value against air velocity,
assuming linear flow. Determine the air velocity corresponding to an observed mass concentration of
about 90 % and 110 % of its maximal (plateau) value for each sampler orientation (see Figure 1). Test
the samplers and use under conditions where air velocities are in the range of the plateau area.
As the influence of air movement on diffusive sampler performance is dependent on sampler geometry
and not on the analyte selected, it is necessary to perform this test only on a given diffusive sampler
using a representative chemical agent.
Samplers which are intended only for personal monitoring need to be tested only over the range from
−1 −1 −1 −1
0,1 m ∙ s to 1,5 m ∙ s (indoor workplaces only) or over the range from 0,1 m ∙ s to 4,0 m ∙ s (indoor
or outdoor workplaces).
Key
X air velocity around diffusive sampler 1 minimum air velocity
Y observed mass concentration of the analyte 2 maximum air velocity
a
β at plateau.
a
Figure 1 — Typical relationship between air velocity and observed mass concentration for
diffusive samplers
8.2.3 Sampler leak test
Expose a set of six sealed diffusive samplers to a test atmosphere under the following exposure
conditions using a representative chemical agent:
— concentration: 2 OELV;
— time: 4 h;
— relative humidity: (50 ± 5) %;
— temperature: 20 °C to 25 °C;
−1
— air velocity: about 0,5 m ∙ s .
Analyse the set to determine any leakage.
8.2.4 Shelf life (for Type A impregnated supports)
Store the diffusive sampler at the limits of the environmental conditions specified by the manufacturer
and/or in the measuring procedure. At the end of the specified shelf-life, test the diffusive sampler
under the following exposure conditions using a representative chemical agent:
— concentration: 2 OELV;
— time: 8 h;
— relative humidity: (80 ± 5) %;
— temperature: (40 ± 2) °C;
— air velocity: above minimum specified in 8.2.2.
Compare with the requirement in 6.2.4.
8.2.5 Sampler identification
Perform a visual check.
8.2.6 Marking
Perform a visual check.
8.2.7 Instructions for use
Perform a visual check.
8.3 Measuring procedure test methods
8.3.1 Determination of the sampling conditions
8.3.1.1 Bias due to the selection of a non-ideal sorbent
Expose diffusive samplers in two sets of at least six replicates to an atmosphere of the most volatile
chemical agent for which the sampler can be used at 2 OELV and (80 ± 5) % RH for 30 min. Then one set
is capped, and the other set exposed to clean air [also at (80 ± 5) % RH] for a further 7,5 h.
NOTE 1 Diffusive samplers will normally be unbiased, since they are calibrated against calibration
gas mixture. However, bias can result from the use of non-ideal sorbent (see Annex A) or from the effects of
environmental influences, such as temperature and relative humidity. This test determines the magnitude of any
bias due to back diffusion. Both sets of samplers are assumed to have been exposed to a time-weighted average
concentration of 0,125 OELV for 8 h, since the test represents the worst-case situation in which a 30 min exposure
occurs either at the beginning or end of an 8 h period. The difference between the mass uptake of the two sets of
samplers, caused by back-diffusion, represents the maximum bias that can be encountered in a real non-constant
atmosphere.
NOTE 2 If the sampler is intended for use at higher temperatures than standard temperature, the higher
temperature can be used in this test.
Calculate the mean mass uptakes for the two sets of samplers and the difference, in percent (%),
between the means. Compare with the requirement in 6.3.1.2.
8.3.1.2 Determination of uptake rates
Determine the uptake rate experimentally according to 8.2.1 or use the nominal uptake rate provided
by the manufacturer.
8.3.1.3 Storage after sampling
8.3.1.3.1 Direct method
Use two sets of at least six diffusive samplers and sample from a test atmosphere under the following
exposure conditions:
— concentration: 0,1 OELV and 2 OELV;
— time: 8 h;
— relative humidity: (80 ± 5) %;
— temperature: 20 °C to 25 °C;
— air velocity: above minimum specified in 8.2.2.
Analyse one set within one day and the other set after two weeks storage at room temperature, or as
otherwise directed by the manufacturer.
Calculate the mean for each of the two sets of test results and the difference between the means, in
percent (%). Compare with the requirement in 6.3.1.4. If this requirement is not met repeat the test
with a shorter storage time or by using different storage conditions.
NOTE An alternative approach can be to carry out a more comprehensive set of experiments determining
the recovery after a range of different storage times, for example, one day, three days, seven days, 10 days and
two weeks.
8.3.1.3.2 Sampling media spiking method
Using two sets of at least six diffusive samplers, spike directly the sampling media with an equivalent
loading as in 8.3.1.3.1 and add an amount of water equivalent to an exposure to air for 8 h at
(80 ± 5) % RH at a temperature of 20 °C to 25 °C for the appropriate time. The amount of water to be
added can be calculated from moisture uptake rate data supplied by the manufacturer. In the absence
of such data, expose samplers to clean air at 20 °C to 25 °C and (80 ± 5) % RH before spiking with the
analyte. Analyse one set within one day and the other set after two weeks storage at room temperature,
or as otherwise directed by the manufacturer.
Calculate the mean for each of the two sets of test results and the difference between the means, in
percent (%). Compare with the requirement in 6.3.1.4. If this requirement is not met repeat the test
with a shorter storage time or by using different storing conditions.
8.3.2 Analytical procedure test methods
8.3.2.1 Analytical quantification limit
For type A samplers, spike ten unused diffusive samplers with appropriate masses of the analyte of
interest, such that the test solutions produced from them will have mass concentrations near their
respective anticipated detection limit and analyse under repeatability conditions.
For type B samplers, spike ten unused diffusive samplers with appropriate masses of the analyte of
interest near its respective anticipated detection limit and analyse under repeatability conditions.
Estimate the quantification limit for each of the analytes of interest as the mean result plus ten times
the standard deviation of the mean result. Compare with the requirement in 6.3.2.1.
8.3.2.2 Determination of the analytical recovery
8.3.2.2.1 Sampling media spiking method from the l
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 23320
Première édition
2022-04
Air des lieux de travail — Gazes et
vapeurs — Exigences pour l'évaluation
des procédures pour le mesurage à
l'aide de dispositifs de prélèvement
par diffusion
Workplace air — Gases and vapours — Requirements for evaluation
of measuring procedures using diffusive samplers
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et termes abrégés .2
5 Types de dispositifs de prélèvement . 3
6 Exigences . 3
6.1 Généralités . 3
6.2 Exigences relatives au dispositif de prélèvement. 4
6.2.1 Débit de prélèvement nominal . 4
6.2.2 Vitesse de l’air / orientation du dispositif de prélèvement . 4
6.2.3 Essai d’étanchéité du dispositif de prélèvement . 4
6.2.4 Durée de conservation . 4
6.2.5 Identification du dispositif de prélèvement (pour les dispositifs de
prélèvement par diffusion disponibles dans le commerce) . 4
6.2.6 Marquage . 4
6.2.7 Instructions d’utilisation . 5
6.3 Exigences relatives à la procédure de mesurage . 5
6.3.1 Exigences relatives à la procédure de prélèvement . 5
6.3.2 Exigences relatives aux procédures d’analyse . 6
6.3.3 Incertitude élargie . 6
6.3.4 Description de la méthode . 7
7 Conditions générales des essais .8
7.1 Réactifs . 8
7.2 Appareillage . 8
7.3 Méthode indépendante . 8
7.4 Génération d’un mélange de gaz pour étalonnage . 8
7.4.1 Généralités . 8
7.4.2 Détermination de la concentration massique . 9
8 Méthodes d’essai . 9
8.1 Généralités . 9
8.2 Méthodes d’essai des dispositifs de prélèvement . 10
8.2.1 Détermination du débit de prélèvement (nominal) . 10
8.2.2 Vitesse de l’air . 11
8.2.3 Essai d’étanchéité du dispositif de prélèvement .12
8.2.4 Durée de conservation (pour les supports imprégnés de type A) .12
8.2.5 Identification du dispositif de prélèvement .13
8.2.6 Marquage . 13
8.2.7 Instructions d’utilisation . 13
8.3 Méthodes d’essai pour les procédures de mesurage . 13
8.3.1 Détermination des conditions de prélèvement .13
8.3.2 Méthodes d’essai pour les procédures d’analyse . 14
8.3.3 Taux de récupération de la méthode et fidélité de la méthode . 16
8.4 Incertitude de mesure . 19
8.4.1 Identification des composantes d’incertitude aléatoires et non aléatoires . 19
8.4.2 Estimation des composantes individuelles d’incertitude . 19
8.4.3 Calcul de l’incertitude élargie . 20
9 Rapport d’essai .20
Annexe A (informative) Principes de base du prélèvement par diffusion .22
iii
Annexe B (informative) Estimation de l’incertitude de mesure .25
Annexe C (informative) Calcul des débits de prélèvement à partir des coefficients de
diffusion .36
Annexe D (informative) Exemple d’estimation de l’incertitude élargie .38
Bibliographie .42
iv
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant:www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 146, Qualité de l’air, sous-comité SC 2,
Atmosphères des lieux de travail, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 137, Évaluation de
l'exposition aux agents chimiques et biologiques sur le lieu de travail, du Comité européen de normalisation
(CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document fournit un cadre pour l’évaluation des performances des procédures de mesurage
des gaz et vapeurs par rapport aux exigences générales relatives aux performances des procédures de
mesurage des agents chimiques dans les atmosphères des lieux de travail spécifiées dans l’ISO 20581.
Ces critères de performances comprennent des valeurs maximales d’incertitude élargie dans des
conditions de laboratoire prescrites pour les méthodes à employer.
Le présent document permet aux fabricants et aux utilisateurs de dispositifs de prélèvement par
diffusion ainsi qu’aux développeurs et aux utilisateurs des procédures de mesurage des gaz et vapeurs
d’adopter une approche cohérente vis-à-vis de la validation des méthodes.
Le présent document a été élaboré à partir de l’EN 838:2010, publiée par le Comité européen de
normalisation (CEN), et vient à l’appui de l’ISO 16107.
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 23320:2022(F)
Air des lieux de travail — Gazes et vapeurs — Exigences
pour l'évaluation des procédures pour le mesurage à l'aide
de dispositifs de prélèvement par diffusion
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences de performance et les méthodes d’essai, dans des
conditions de laboratoire prescrites, pour l’évaluation des dispositifs de prélèvement par diffusion
(voir la Référence [1]) ainsi que des procédures utilisant ces dispositifs de prélèvement pour
la détermination des gaz et des vapeurs présents dans les atmosphères des lieux de travail
(voir la Référence [2]).
Le présent document s’applique aux dispositifs de prélèvement par diffusion et aux procédures de
mesurage utilisant ces dispositifs, telles que celles de l’ISO 16200-2 et l’ISO 16017-2, pour lesquels le
prélèvement et l’analyse sont effectués dans des étapes séparées.
Le présent document ne s’applique pas:
— aux dispositifs de prélèvement par diffusion utilisés pour la détermination directe des concentrations;
et
— aux dispositifs de prélèvement par diffusion basés sur l’adsorption dans un liquide.
Le présent document traite des exigences à destination des développeurs de méthodes et/ou des
fabricants.
NOTE Pour les besoins du présent document, un fabricant peut être toute entité commerciale ou
non commerciale.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 20581, Air des lieux de travail — Exigences générales concernant les performances des procédures de
mesure des agents chimiques
ISO 22065, Air des lieux de travail — Gaz et vapeurs — Exigences pour l'évaluation des procédures de
mesure à l'aide de dispositifs de prélèvement par pompage
ISO 18158, Qualité de l'air — Terminologie
ISO 8655-2, Appareils volumétriques à piston — Partie 2: Pipettes à piston
ISO 8655-6, Appareils volumétriques à piston — Partie 6: Méthodes gravimétriques pour la détermination
de l’erreur de mesure
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 18158 et de
l’ISO 20581 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
4 Symboles et termes abrégés
NOTE Voir 8.4 et l’Annexe C pour les symboles utilisés uniquement avec l’incertitude de mesure.
A aire de la section de la surface d’adsorption, en centimètres carrés (cm )
MRC matériau de référence certifié
2 −1
D coefficient de diffusion d’un constituant à doser, en centimètres carrés par minute (cm ∙ min )
a
2 −1
D coefficient de diffusion du constituant à doser 1, en centimètres carrés par minute (cm ∙ min )
a1
2 −1
D coefficient de diffusion du constituant à doser 2, en centimètres carrés par minute (cm ∙ min )
a2
l longueur de la couche d’air statique dans le dispositif de prélèvement (ou l’équivalent pour les
types à perméation), en centimètres (cm)
m masse du constituant à doser, désorbée du dispositif de prélèvement servant de blanc, en nano-
b
grammes (ng)
m masse du constituant à doser, désorbée, en nanogrammes (ng)
d
m masse du constituant à doser capable de diffuser vers un adsorbant approprié en un temps donné,
s
c’est-à-dire la masse fixée sur un dispositif de prélèvement par diffusion, en nanogrammes (ng)
−1
m perte de masse du tube à perméation, en microgrammes par minute (µg ∙ min )
−1
M masse molaire du constituant à doser, en grammes par mole (g ∙ mol )
a
n nombre d’échantillons répétés
VLEP valeur limite d’exposition professionnelle
p pression réelle de l’atmosphère prélevée, en kilopascals (kPa)
at
R taux de récupération
R taux de récupération analytique
an
HR humidité relative de l’atmosphère d’essai prélevée, en pourcentage (%)
t durée d’exposition, en minutes (min)
e
T température de l’atmosphère d’essai prélevée, en Kelvins (K)
at
3 −1
débit de prélèvement, en centimètres cubes par minute (cm ∙ min )
U
d
débit de prélèvement, en nanogrammes par parties par million (fraction volumique) par minute
′
U
()
d −1 −1
(ng ∙ ppm ∙ min )
3 −1
débit de prélèvement du constituant à doser 1, en centimètres cubes par minute (cm ∙ min )
U
d1
3 −1
débit de prélèvement du constituant à doser 2, en centimètres cubes par minute (cm ∙ min )
U
d2
−1
v
débit volumétrique dans la chambre d’exposition, par exemple en litres par minute (l ∙ min )
β
concentration massique du constituant à doser dans le mélange de gaz pour étalonnage, en mil-
a
−3
ligrammes par mètre cube (mg ∙ m )
concentration massique, en parties par million (ppm)
′
β
()
a
β concentration massique du constituant à doser au début de la couche de diffusion (c’est-à-dire à
a1
−3
la distance l de la surface de l’adsorbant), en milligrammes par mètre cube (mg ∙ m )
β concentration massique du constituant à doser à la fin de la couche de diffusion (c’est-à-dire à la
a2
−3
surface de l’adsorbant), en milligrammes par mètre cube (mg ∙ m )
concentration massique moyenne du constituant à doser récupéré à partir de l’atmosphère
β
a,R
−3
d’essai, en milligrammes par mètre cube (mg ∙ m )
β concentration massique du mélange de gaz pour étalonnage, en milligrammes par mètre cube
cg
−3
(mg ∙ m )
ϑ température de l’atmosphère d’essai prélevée, en degrés Celsius (°C)
at
K coefficient de variation (CV) (L’ancien terme «écart-type relatif» est déconseillé et a été remplacé
v
par le terme «coefficient de variation». Voir également l’ISO 3534-1:2006, 2.38, Note 2.)
−1
ø
fraction volumique du constituant à doser, en microlitres par litre (µl ∙ l )
a
5 Types de dispositifs de prélèvement
Les dispositifs de prélèvement de gaz et de vapeurs peuvent être divisés en dispositifs de prélèvement
de type A et dispositifs de prélèvement de type B:
Les dispositifs de prélèvement de type A sont basés sur l’adsorption sur un solide ou sur un support
imprégné de réactif, la désorption avec un solvant, puis l’analyse du produit de la désorption. Ils sont
généralement en polypropylène ou en verre et constitués d’une ou de plusieurs couches d’adsorbant;
ils contiennent un adsorbant actif (par exemple du charbon actif) ou un support imprégné de réactif.
Les dispositifs de prélèvement de type B sont basés sur l’adsorption sur un solide ou sur un support
imprégné de réactif, la désorption thermique, puis l’analyse du produit de la désorption. Ils sont
généralement en verre ou en métal, fermés avec des embouts amovibles et constitués d’une ou de
plusieurs sections d’adsorbant actif (par exemple, une résine de polymère poreux).
6 Exigences
6.1 Généralités
Certaines exigences (voir 6.2) doivent être vérifiées initialement par le fabricant une seule fois pour
chaque type de dispositif de prélèvement. D’autres exigences (voir 6.3) doivent être vérifiées pour
chaque combinaison dispositif de prélèvement/agent chimique.
Les procédures de mesurage doivent satisfaire aux exigences relatives aux procédures de mesurage
spécifiées en 6.3. Lorsque l’utilisation d’un dispositif de prélèvement pour le mesurage d’un gaz ou
d’une vapeur spécifique est requise, le dispositif de prélèvement doit satisfaire aux exigences spécifiées
en 6.2.
NOTE 1 Aucune exigence de performance utile ne peut être donnée pour l’effet des interférents (à l’exception
de l’humidité relative). L’effet des interférents est difficile à prédire pour un adsorbant non idéal, sans données
relatives à l’isotherme d’adsorption des systèmes mixtes, ces données n’étant généralement pas disponibles.
Toutefois, il convient d’avertir l’utilisateur de dispositifs de prélèvement par diffusion que l’adsorption de
la vapeur d’eau sur certains adsorbants, par exemple, du charbon actif et du gel de silice, peut avoir un effet
significatif sur la capacité du dispositif de prélèvement et le taux de récupération analytique.
NOTE 2 Du fait de l’effet connu de la pression sur les coefficients de diffusion, il n’est pas nécessaire de réaliser
un essai de pression.
6.2 Exigences relatives au dispositif de prélèvement
6.2.1 Débit de prélèvement nominal
Le débit de prélèvement nominal et le coefficient de variation doivent être fournis par le fabricant
conformément à 8.2.1 et à l’Annexe A.
6.2.2 Vitesse de l’air / orientation du dispositif de prélèvement
Le fabricant doit vérifier l’étendue de mesure par rapport à la vitesse de l’air et l’influence de l’orientation
du dispositif de prélèvement conformément à 8.2.2.
6.2.3 Essai d’étanchéité du dispositif de prélèvement
Lorsque cet essai est effectué conformément à 8.2.3, tout constituant supplémentaire à doser, déterminé
au-dessus de la valeur du blanc (voir 6.3.2.3), doit être inférieur à un tiers de la masse calculée prélevée
par le dispositif de prélèvement pour une durée d’exposition de 30 min à une concentration de 0,1 VLEP.
6.2.4 Durée de conservation
Le fabricant doit spécifier la durée de conservation du dispositif de prélèvement par diffusion stocké
dans son emballage d’origine. Pendant cette période, le dispositif de prélèvement doit satisfaire à toutes
les exigences.
6.2.5 Identification du dispositif de prélèvement (pour les dispositifs de prélèvement
par diffusion disponibles dans le commerce)
Les dispositifs de prélèvement doivent être identifiés de manière unique.
6.2.6 Marquage
Les dispositifs de prélèvement par diffusion doivent comporter un marquage contenant au moins les
informations suivantes:
a) le nom du fabricant;
b) l’identification du produit;
c) l’identification du lot;
d) la durée de conservation (le cas échéant);
e) le numéro du présent document.
Si cela est exigé en raison d’un manque d’espace, le marquage peut être placé sur l’emballage du
dispositif de prélèvement par diffusion. Cependant, le nom du fabricant et l’identification du produit
doivent être indiqués sur le dispositif de prélèvement.
6.2.7 Instructions d’utilisation
Les instructions d’utilisation fournies avec le dispositif de prélèvement par diffusion doivent être
rédigées dans la ou les langues principales utilisées dans les pays où le dispositif de prélèvement par
diffusion va être commercialisé. Le cas échéant, elles doivent comprendre, de façon directe ou par
référence à un document en ligne, au moins les informations suivantes:
a) l’utilisation prévue (générale pour un certain nombre de gaz et de vapeurs ou spécifique pour une
vapeur ou un gaz particulier, voir 6.1);
b) la valeur du blanc (uniquement lorsqu’elle est utilisée pour une vapeur ou un gaz particulier,
voir 6.1);
c) le débit de prélèvement nominal des substances pour lesquelles il est prévu d’utiliser le dispositif
de prélèvement par diffusion;
d) des indications pour une manipulation correcte du dispositif de prélèvement par diffusion, y
compris l’ouverture et la fermeture;
e) des informations générales sur le principe d’utilisation, par exemple, type d’adsorbant, réaction du
solide imprégné de réactif, méthode de désorption;
f) des informations sur la conservation et le transport;
g) la plage de vitesse d’air dans laquelle le dispositif de prélèvement peut être utilisé;
h) l’orientation;
i) des informations sur les dangers pour la santé et l’environnement et la méthode d’élimination.
Les informations générales sur le principe d’utilisation peuvent être données dans une documentation
à part.
6.3 Exigences relatives à la procédure de mesurage
6.3.1 Exigences relatives à la procédure de prélèvement
6.3.1.1 Durée de prélèvement
La durée de prélèvement doit être établie, pour les composés considérés, en fonction de l’étendue
de concentration faisant l’objet des mesurages, c’est-à-dire jusqu’à deux fois la valeur VLEP
(voir l’ISO 20581), et en tenant compte du débit de prélèvement nominal ou théorique.
6.3.1.2 Biais dû au choix d’un adsorbant non idéal (rétrodiffusion)
Lorsqu’il est déterminé conformément à 8.3.1.1, le biais doit être ≤ 10 %.
6.3.1.3 Débit de prélèvement
S’il est possible de calculer la valeur idéale en régime stationnaire conformément à 8.2.1, le débit de
prélèvement nominal, déterminé conformément à 8.2.1, doit se situer à ±25 % de la valeur idéale en
régime stationnaire.
6.3.1.4 Conditions de conservation après prélèvement
Les conditions de conservation après prélèvement doivent être spécifiées. Lorsqu’elle est déterminée
conformément à 8.3.1.3, la valeur moyenne de récupération après conservation ne doit pas s’écarter de
plus de 10 % de la valeur avant conservation.
6.3.2 Exigences relatives aux procédures d’analyse
6.3.2.1 Limite de quantification
La limite de quantification telle que déterminée en 8.3.2.1 pour des VLEP de longue durée doit être
inférieure à la masse prélevée par le dispositif de prélèvement à une concentration de 0,1 VLEP
pendant 8 h.
La limite de quantification pour des VLEP de courte durée doit être inférieure à la masse prélevée par le
dispositif de prélèvement à une concentration de 0,5 VLEP pendant 15 min.
S’il est prévu que le dispositif de prélèvement soit utilisé pour des périodes de référence plus courtes,
la limite de quantification doit également pouvoir être mesurée pour ces périodes.
6.3.2.2 Taux de récupération analytique
Lorsqu’il est déterminé conformément à 8.3.2.2, le taux de récupération analytique R doit être:
an
pour les dispositifs de prélèvement de type A: R ≥ 75 % avec K ≤ 10 % pour chaque charge; et
an v
pour les dispositifs de prélèvement de type B: R ≥ 95 % avec K ≤ 10 % pour chaque charge.
an v
Lorsque le taux de récupération analytique ne peut pas être obtenu, l’utilisateur doit veiller à ce que la
procédure de mesurage réponde à toutes les autres exigences du présent document et de l’ISO 20581.
6.3.2.3 Valeur du blanc
Afin d’obtenir des valeurs acceptables pour la limite de quantification de la méthode, il convient que la
valeur du blanc des supports de prélèvement soit aussi faible que le permet la technique.
La valeur du blanc telle que soumise à essai en 8.3.2.3 doit être inférieure à la limite de quantification
déterminée conformément à 8.3.2.1; sinon, elle peut être soustraite du résultat mais l’écart-type de la
valeur du blanc contribuera à l’incertitude élargie de la procédure de mesurage.
Lorsque la valeur du blanc est réputée significative et variable d’un lot de dispositifs de prélèvement à
un autre, elle doit être vérifiée sur chacun des lots.
Afin d’éliminer toute contamination qui pourrait se produire pendant la conservation avant l’utilisation,
il convient que les dispositifs de prélèvement de type B soient nettoyés avant l’échantillonnage en les
soumettant à la procédure de désorption thermique.
Il convient que le nettoyage des dispositifs de prélèvement ait lieu juste avant leur utilisation.
6.3.3 Incertitude élargie
Lorsqu’elle est déterminée conformément à 8.3, l’incertitude élargie calculée conformément à 8.4 doit
être conforme aux exigences données dans l’ISO 20581.
L’exigence relative à l’incertitude élargie doit être satisfaite à des températures comprises entre 10 °C
et 40 °C et à des humidités relatives comprises entre 20 % et 80 %. Au-dessus de 30 °C, il est permis
d’utiliser des facteurs de correction pour satisfaire à cette exigence.
En outre, il convient également de respecter les critères de performance pour des conditions
environnementales plus variées, représentatives des conditions du lieu de travail.
6.3.4 Description de la méthode
6.3.4.1 Domaine d’application de la procédure de mesurage
Le domaine d’application de la procédure de mesurage doit fournir des informations sur les éléments
suivants:
a) le principe de la méthode;
b) les agents chimiques couverts par la procédure de mesurage;
c) la technique d’analyse utilisée;
d) les étendues de travail;
e) les agents chimiques pour lesquels la procédure de mesurage est réputée adéquate, mais pas
totalement validée conformément au présent document, notamment dans le cas de composés
appartenant à la même famille chimique ou série homologue;
f) les agents chimiques pour lesquels la procédure de mesurage est réputée inadéquate;
g) toutes interférences connues.
6.3.4.2 Performances de la méthode
La procédure de mesurage doit comporter des informations sur les performances de la méthode,
y compris:
a) les agents chimiques pour lesquels la procédure de mesurage s’est révélée efficace;
b) l’étendue des concentrations des agents chimiques dans l’air, le volume de l’échantillon, les débits de
prélèvement, la durée d’exposition et l’étendue des conditions environnementales pour lesquelles
la procédure de mesurage s’est révélée satisfaire aux critères de performance pour l’incertitude
élargie prescrits dans l’ISO 20581;
c) la limite de quantification de la procédure de mesurage pour les agents chimiques considérés;
d) toutes les informations détaillées concernant les interférences connues, y compris des informations
pertinentes et suffisantes sur la manière de réduire le plus possible leurs effets.
6.3.4.3 Appareillage et réactifs
En ce qui concerne l’appareillage et les réactifs, la procédure de mesurage doit:
a) spécifier que le dispositif de prélèvement par diffusion utilisé est conforme aux dispositions du
présent document;
b) spécifier les caractéristiques requises des instruments d’analyse à utiliser;
c) spécifier la qualité des réactifs à utiliser.
6.3.4.4 Informations relatives à la sécurité
La procédure de mesurage doit fournir des informations appropriées et suffisantes sur les dangers liés
à la sécurité associés aux réactifs et à l’équipement utilisés.
7 Conditions générales des essais
7.1 Réactifs
Utiliser autant que possible des réactifs de qualité analytique.
7.2 Appareillage
Appareillage courant de laboratoire, ainsi que ce qui suit.
7.2.1 Un système dynamique, pour générer, prémélanger et délivrer une concentration connue
d’un gaz ou d’une vapeur d’essai dans l’air (voir l’ISO 6145-1, l’ISO 6145-4, l’ISO 6145-6 et l’ISO 6145-10),
comprenant au moins:
— une chambre d’exposition en matériaux inertes tels que le verre ou le polytétrafluoroéthylène
(PTFE), à travers laquelle passe l’atmosphère d’essai générée, d’une capacité suffisante pour contenir
simultanément au moins six dispositifs de prélèvement d’essai et six dispositifs de prélèvement
d’une méthode indépendante (voir 7.3) placés de telle manière qu’il n’y ait pas d’interférence entre
eux;
— des dispositions pour mesurer, contrôler et modifier le débit d’air à travers la chambre ainsi que la
concentration, la température et l’humidité relative du mélange de gaz pour étalonnage.
NOTE Il est également possible d’utiliser une chambre d’exposition de dimensions plus réduites et d’effectuer
des essais répétés pour obtenir au moins six paires de données.
7.2.2 Des micropipettes ou des seringues, pour déposer des volumes connus de solutions étalons,
conformes aux exigences de l’ISO 8655-2 et étalonnées conformément à l’ISO 8655-6.
7.2.3 Des instruments pour analyser le gaz, la vapeur ou un produit de réaction caractéristiques
recueillis par le dispositif de prélèvement d’essai ou à l’aide d’une méthode indépendante.
7.3 Méthode indépendante
La concentration du mélange de gaz pour étalonnage généré dans la chambre d’exposition doit être
vérifiée comme suit:
a) par une méthode indépendante qui a été validée à l’aide d’un protocole établi, par exemple une
méthode utilisant un dispositif de prélèvement par pompage, un barboteur ou un dispositif
différent de prélèvement par diffusion; ou
b) à l’aide d’un instrument en ligne étalonné de façon indépendante, par exemple un détecteur
à ionisation de flamme ou un spectromètre infrarouge.
En cas d’utilisation d’une méthode de prélèvement par pompage pour la méthode indépendante,
la méthode doit satisfaire à toutes les exigences de l’ISO 22065.
7.4 Génération d’un mélange de gaz pour étalonnage
7.4.1 Généralités
Créer un mélange de gaz pour étalonnage (voir l’ISO 6141, l’ISO 6143, l’ISO 6144 et la Référence [3]) à
la concentration et aux valeurs de température, d’humidité relative, etc. spécifiées dans les méthodes
d’essai appropriées de l’Article 8.
S’assurer que le débit à l’intérieur de la chambre d’exposition dépasse la somme des débits de
prélèvement de tous les dispositifs de prélèvement d’au moins 25 %.
7.4.2 Détermination de la concentration massique
7.4.2.1 Calculer la concentration massique du mélange de gaz pour étalonnage, β , exprimée
cg
−3
en milligrammes par mètre cube (mg ∙ m ), à partir des paramètres de génération de l’atmosphère
d’essai. Par exemple, pour un système à cellule de perméation, la concentration massique délivrée est:
m
β = (1)
cg
v
où
−1
m est la perte de masse du tube à perméation, en microgrammes par minute (µg ∙ min );
−1
v
est le débit dans la chambre d’exposition, par exemple en litres par minute (l ∙ min ).
NOTE 1 Cet exemple n’implique aucune préférence pour les systèmes à perméation pour générer des mélanges
de gaz pour étalonnage de gaz et de vapeurs.
NOTE 2 Cette valeur correspond à la valeur d’entrée calculée de la concentration dans la chambre d’exposition.
7.4.2.2 Mesurer les concentrations massiques à l’entrée et à la sortie de la chambre d’exposition
en appliquant la méthode indépendante décrite en 7.3, tous les dispositifs de prélèvement étant placés
dans la chambre d’essai, et en mettant en œuvre simultanément la méthode d’essai et la méthode
indépendante.
Déterminer si la concentration massique mesurée en sortie s’écarte de plus de 5 % de la concentration
massique mesurée à l’entrée. Si la différence est supérieure à 5 %, le système de génération des mélanges
de gaz pour étalonnage doit alors être modifié, par exemple en augmentant le débit ou le volume de la
chambre, jusqu’à ce que la différence soit inférieure à 5 %.
Lorsque la différence est inférieure à 5 %, calculer la concentration massique moyenne de l’atmosphère
d’essai dans la chambre d’exposition soit à partir de la moyenne des valeurs calculées à l’entrée et à
la sortie, soit à partir de la valeur moyenne calculée à l’entrée corrigée de (la moitié de) la diminution
déterminée expérimentalement.
7.4.2.3 Déterminer expérimentalement la concentration massique moyenne de l’atmosphère d’essai
dans la chambre d’exposition, en utilisant les résultats obtenus par la méthode indépendante décrite
en 7.3. Une correction peut être appliquée pour n’importe quel biais connu de la méthode indépendante.
Comparer la concentration massique déterminée expérimentalement à la valeur calculée (voir 7.4.2.2).
Si la valeur déterminée expérimentalement est à ±10 % de la valeur calculée de la concentration
massique de l’atmosphère d’essai délivrée, considérer la valeur calculée comme la valeur vraie. Si cette
exigence n’est pas satisfaite, modifier les réglages, utiliser une autre méthode de génération ou vérifier
la méthode indépendante.
S’il est impossible de calculer la concentration massique du mélange de gaz d’étalonnage, par exemple
pour les gaz réactifs, la valeur déterminée par la méthode indépendante doit être utilisée en tant que
valeur vraie.
8 Méthodes d’essai
8.1 Généralités
Lorsqu’un type particulier de dispositif de prélèvement par diffusion est réputé ne pas être affecté
par une variable environnementale, il est permis de modifier les essais correspondants décrits de
8.3.3.1 à 8.3.3.5 afin d’examiner uniquement les facteurs susceptibles d’avoir une influence.
Sauf indication contraire dans le mode opératoire d’essai, l’orientation du dispositif de prélèvement doit
être telle qu’indiquée par le fabricant.
Il existe différents niveaux d’évaluation, spécifiés comme suit:
a) niveau 1: procédure de mesurage évaluée pour le constituant à doser considéré, conformément à la
partie normative du présent document;
b) niveau 2: procédure de mesurage jugée conforme à la partie normative du présent document, sur
la base du fait que le constituant à doser considéré appartient à une série de composés homologues
dont les éléments supérieurs et inférieurs ont été soumis aux essais et se sont révélés conformes au
niveau 1. Une évaluation de ce type doit au moins inclure la détermination du débit de prélèvement
nominal spécifiée en 8.2.1 et la détermination du taux de récupération analytique spécifiée en
8.3.2.2.
NOTE 1 Certains groupes spéciaux de substances (par exemple, le toluène et les xylènes), généralement des
isomères, peuvent être traités comme des homologues lorsqu’il est reconnu que leurs propriétés chimiques et
physiques sont très similaires.
NOTE 2 Pour réduire le nombre d’essais, un plan factoriel peut être appliqué; voir les Références [4] à[7].
8.2 Méthodes d’essai des dispositifs de prélèvement
8.2.1 Détermination du débit de prélèvement (nominal)
Exposer une série de six dispositifs de prélèvement par diffusion à une atmosphère d’essai dans les
conditions d’exposition suivantes:
— concentration: 1 VLEP;
— durée: 4 h;
— humidité relative: (50 ± 5) %;
— température: 20 °C à 25 °C;
−1
— vitesse de l’air: 0,5 m ∙ s .
Analyser les dispositifs de prélèvement par diffusion par référence aux solutions étalons ou à des
dispositifs de prélèvement étalons dopés avec des quantités connues de constituant à doser.
Calculer le débit de prélèvement (nominal) selon la Formule (2):
mm−
db
U = (2)
d
Rt××β
an ae
où
3 −1
est le débit de prélèvement, en centimètres cubes par minute (cm ∙ min );
U
d
m est la masse du constituant à doser désorbée, en nanogrammes (ng);
d
m est la masse du constituant à doser, désorbée du dispositif de prélèvement servant de blanc,
b
en nanogrammes (ng);
R est le taux de récupération analytique;
an
β est la concentration massique du constituant à doser dans le mélange de gaz pour étalonnage,
a
−3
en milligrammes par mètre cube (mg ∙ m );
t est la durée d’exposition, en minutes (min).
e
−6
NOTE 1 Si la concentration massique est exprimée en 10 (parties par million), utiliser (β )’ et (U )’ au lieu
a d
de β et U .
a d
Calculer le débit de prélèvement (nominal) moyen et le coefficient de variation.
NOTE 2 Pour le calcul des débits de prélèvement à partir des coefficients de diffusion, voir l’Annexe C.
8.2.2 Vitesse de l’air
C’est au fabricant qu’il revient de vérifier que cet essai est réalisé pour au moins un agent chimique.
Exposer une série de six dispositifs de prélèvement par diffusion à une atmosphère d’essai dans les
conditions d’exposition suivantes:
— concentration: 1 VLEP;
— durée: 4 h;
— humidité relative: (50 ± 5) %;
— température: 20 °C à 25 °C;
−1 −1
— vitesse de l’air: 0,01 m ∙ s à 4,0 m ∙ s ;
— orientation du dispositif de prélèvement: soumis à essai dans une orientation parallèle ou perpen-
diculaire à la direction d’écoulement.
Analyser la série par référence à des solutions étalons ou des dispositifs de prélèvement dopés avec des
quantités connues de constituant à doser.
Calculer la concentration massique observée (voir 8.3.3.1) et porter sur un graphe la valeur moyenne
obtenue en fonction de la vitesse de l’air, en prenant comme hypothèse un écoulement linéaire.
Déterminer la vitesse de l’air correspondant à une concentration massique observée de 90 % et 110 %
de sa valeur maximale (plateau) pour chaque orientation du dispositif de prélèvement (voir la Figure 1).
Soumettre les dispositifs de prélèvement aux essais et les utiliser dans des conditions telles que
l’étendue des vitesses d’air corresponde à la zone du plateau.
Étant donné que l’influence du mouvement de l’air sur les performances d’un dispositif de prélèvement
par diffusion dépend de sa géométrie et non du constituant à doser choisi, il est nécessaire d’effectuer
cet essai sur un seul dispositif de prélèvement par diffusion donné en utilisant un agent chimique
représentatif.
Les dispositifs de prélèvement destinés uniquement à la surveillance individuelle ne nécessitent d’être
−1 −1
soumis aux essais que dans l’étendue de 0,1 m ∙ s à 1,5 m ∙ s (uniquement sur lieux de travail en
−1 −1
intérieur) ou dans l’étendue de 0,1 m ∙ s à 4,0 m ∙ s (lieux de travail en intérieur et extérieur).
Légende
X vitesse de l’air autour du dispositif de prélèvement par diffusion 1 vitesse d’air minimale
Y concentration massique observée du constituant à doser 2 vitesse d’air maximale
a
β au plateau.
a
Figure 1 — Relation typique entre la vitesse de l’air et la concentration massique observée
pour des dispositifs de prélèvement par diffusion
8.2.3 Essai d’étanchéité du dispositif de prélèvement
Exposer une série de six dispositifs de prélèvement par diffusion sc
...
Questions, Comments and Discussion
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