Vesinäytteiden kokonaistyppipitoisuuden määritysmenetelmän validointi TOC-TN-analysaattorilla
Saarinen, Riina (2022)
Saarinen, Riina
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022060114047
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022060114047
Tiivistelmä
Kokonaistyppi koostuu epäorgaanisista typpiyhdisteistä eli nitriitti-, nitraatti- ja ammoniumtypestä sekä eloperäiseen aineeseen sitoutuneesta typestä eli orgaanisesta typestä. Opinnäytetyön aiheena oli validoida kokonaistyppipitoisuuden määritysmenetelmä vesinäytteille TOC-laitteella, johon on kytkettynä kokonaistyppiyksikkö. Työhön kuului lisäksi typpiyhdisteiden alhaisten pitoisuuksien määrityslaitteiden kartoitus. Opinnäytetyön tilaajana oli Kymen Ympäristölaboratorio Oy.
Tavoitteena oli saada menetelmä validoitua onnistuneesti, jotta se voisi korvata käytössä olevan spektrofotometrisen menetelmän. Validointiparametreille oli asetettu tavoitteita. Kalibrointisuorien selitysasteeksi tuli saada vähintään 0,999. Määritysrajaksi oli tavoitteena saada tulos, joka on alle 0,05 mg/l. Lisäksi tavoitteena oli 90–110 %:n saantoprosentti ja alle 30 %:n laajennettu mittausepävarmuus. Analyysilaitteiden kartoituksen tavoitteena oli etsiä automatisoituja laitteita ammoniumin, nitraatin ja nitriitin analysoitiin, jotka voisivat korvata laboratorion käytössä olevat menetelmät, ja joilla päästäisiin alle 5 µg/l:n pitoisuuksiin.
Validoitavan menetelmän perustana käytettiin ASTM:n D8083-16-standardia. Menetelmästä kuitenkin poikettiin useassa kohtaa. Validoitavia suureita olivat lineaarisuus, toteamis- ja määritysraja, selektiivisyys ja spesifisyys, täsmällisyys, poikkeama ja mittausepävarmuus. Lisäksi tutkittiin liuosten säilyvyyttä mittaamalla samat näytteet uudestaan viikon kuluttua niiden valmistuksesta. Validointi tehtiin mittausalueille 0,05–1 mg/l ja 1–10 mg/l. Kalibrointiliuokset tehtiin glysiinistä ja kontrollinäytteiden valmistuksessa käytettiin standardia, jonka kokonaistyppipitoisuus oli 1000 mg/l. Validoinnissa käytetyt rutiininäytteet olivat järvi-, joki- ja jätevesinäytteitä.
Mittausalueen 0,05–1 mg/l validointi onnistui hyvin. Kaikki asetetut tavoitteet täyttyivät. Määritysrajaksi saatiin 0,047 mg/l, joka alitti niukasti kokonaistypelle asetetun suositusmääritysrajan 0,050 mg/l. Menetelmä sopii hyvin vesinäytteille, joiden kokonaistyppipitoisuus on alle 1 mg/l. Olisi kuitenkin hyvä selvittää, miten päästäisiin vielä alhaisempaan määritysrajaan. Mittausalueen 1–10 mg/l kalibrointisuoran selitysasteeksi saatiin yli 0,999, mutta residuaalitarkastelussa selvisi, ettei se ollut lineaarinen. Kalibrointisuoran kaartuminen johtui luultavasti suurien pitoisuuksien liian isosta injektiotilavuudesta. Kaikki muut asetetut validointitavoitteet täyttyivät erinomaisesti. Valmistettujen näytteiden säilyvyys oli analyysien perusteella hyvä.
Tavoitteena oli saada menetelmä validoitua onnistuneesti, jotta se voisi korvata käytössä olevan spektrofotometrisen menetelmän. Validointiparametreille oli asetettu tavoitteita. Kalibrointisuorien selitysasteeksi tuli saada vähintään 0,999. Määritysrajaksi oli tavoitteena saada tulos, joka on alle 0,05 mg/l. Lisäksi tavoitteena oli 90–110 %:n saantoprosentti ja alle 30 %:n laajennettu mittausepävarmuus. Analyysilaitteiden kartoituksen tavoitteena oli etsiä automatisoituja laitteita ammoniumin, nitraatin ja nitriitin analysoitiin, jotka voisivat korvata laboratorion käytössä olevat menetelmät, ja joilla päästäisiin alle 5 µg/l:n pitoisuuksiin.
Validoitavan menetelmän perustana käytettiin ASTM:n D8083-16-standardia. Menetelmästä kuitenkin poikettiin useassa kohtaa. Validoitavia suureita olivat lineaarisuus, toteamis- ja määritysraja, selektiivisyys ja spesifisyys, täsmällisyys, poikkeama ja mittausepävarmuus. Lisäksi tutkittiin liuosten säilyvyyttä mittaamalla samat näytteet uudestaan viikon kuluttua niiden valmistuksesta. Validointi tehtiin mittausalueille 0,05–1 mg/l ja 1–10 mg/l. Kalibrointiliuokset tehtiin glysiinistä ja kontrollinäytteiden valmistuksessa käytettiin standardia, jonka kokonaistyppipitoisuus oli 1000 mg/l. Validoinnissa käytetyt rutiininäytteet olivat järvi-, joki- ja jätevesinäytteitä.
Mittausalueen 0,05–1 mg/l validointi onnistui hyvin. Kaikki asetetut tavoitteet täyttyivät. Määritysrajaksi saatiin 0,047 mg/l, joka alitti niukasti kokonaistypelle asetetun suositusmääritysrajan 0,050 mg/l. Menetelmä sopii hyvin vesinäytteille, joiden kokonaistyppipitoisuus on alle 1 mg/l. Olisi kuitenkin hyvä selvittää, miten päästäisiin vielä alhaisempaan määritysrajaan. Mittausalueen 1–10 mg/l kalibrointisuoran selitysasteeksi saatiin yli 0,999, mutta residuaalitarkastelussa selvisi, ettei se ollut lineaarinen. Kalibrointisuoran kaartuminen johtui luultavasti suurien pitoisuuksien liian isosta injektiotilavuudesta. Kaikki muut asetetut validointitavoitteet täyttyivät erinomaisesti. Valmistettujen näytteiden säilyvyys oli analyysien perusteella hyvä.