norm NEN 7779 Milieu - Onzekerheid van meetresultaten Publicatie uitsluitend voor commentaar

Transcriptie

1 Nederlandse Ontwerp norm NEN 7779 Milieu - Onzekerheid van meetresultaten Publicatie uitsluitend voor commentaar Environment - Uncertainty of measurement results december 2003 ICS ; Commentaar vóór 1 april 2004 Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. Normcommissie "Milieuanalyses" Apart from exceptions provided by the law, nothing from this publication may be duplicated and/or published by means of photocopy, microfilm, storage in computer files or otherwise, which also applies to full or partial processing, without the written consent of the Netherlands Standardization Institute. The Netherlands Standardization Institute shall, with the exclusion of any other beneficiary, collect payments owed by third parties for duplication and/or act in and out of law, where this authority is not transferred or falls by right to the Reproduction Rights Foundation. Auteursrecht voorbehouden. Behoudens uitzondering door de wet gesteld mag zonder schriftelijke toestemming van het Nederlands Normalisatie-instituut niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van fotokopie, microfilm, opslag in computerbestanden of anderszins, hetgeen ook van toepassing is op gehele of gedeeltelijke bewerking. Het Nederlands Normalisatie-instituut is met uitsluiting van ieder ander gerechtigd de door derden verschuldigde vergoedingen voor verveelvoudiging te innen en/of daartoe in en buiten rechte op te treden, voor zover deze bevoegdheid niet is overgedragen c.q. rechtens toekomt aan de Stichting Reprorecht. Although the utmost care has been taken with this publication, errors and omissions cannot be entirely excluded. The Netherlands Standardization Institute and/or the members of the committees therefore accept no liability, not even for direct or indirect damage, occurring due to or in relation with the application of publications issued by the Netherlands Standardization Institute. Hoewel bij deze uitgave de uiterste zorg is nagestreefd, kunnen fouten en onvolledigheden niet geheel worden uitgesloten. Het Nederlands Normalisatie-instituut en/of de leden van de commissies aanvaarden derhalve geen enkele aansprakelijkheid, ook niet voor directe of indirecte schade, ontstaan door of verband houdend met toepassing van door het Nederlands Normalisatie-instituut gepubliceerde uitgaven Nederlands Normalisatie-instituut Postbus 5059, 2600 GB Delft Telefoon (015) , Fax (015)

2 Inhoud Voorwoord Onderwerp en toepassingsgebied Normatieve verwijzingen Termen en definities Symbolen en afkortingen Beginsel Werkwijze Specificatie van het meetresultaat en de parametrische vorm van de te bepalen meetonzekerheid Evaluatie van beschikbare gegevens Basisschatting meetonzekerheid: reproduceerbaarheid Correctie meetonzekerheid voor waargenomen systematische afwijkingen Toepasbaarheid van interlaboratoriumgegevens voor laboratoriummeetonzekerheid Bijdrage van andere factoren Combinatie van onzekerheidsbijdragen Kwantificeren van de meetonzekerheid Rapportage...28 Bijlage A (informatief) Statistisch model...29 Bijlage B (informatief) van een specificatie volgens hoofdstuk Bijlage C (informatief) Dekkingsgraad afgeleid uit het aantal vrijheidsgraden...33 Bibliografie

3 Voorwoord De norm NEN-EN-ISO/IEC 17025:2000 'Algemene eisen voor de competentie van beproevings- en kalibratielaboratoria' vereist dat voor een kwantitatieve meting niet alleen het meetresultaat gegeven moet worden, maar ook de meetonzekerheid. De volledigheid waarmee de meetonzekerheid moet worden geëvalueerd, hangt volgens de norm af van een aantal factoren. Een laboratorium dat geaccrediteerd wil worden als een kalibratielaboratorium, moet een volledige onderbouwing van de meetonzekerheid geven, terwijl voor beproevingslaboratoria kan worden volstaan met een redelijke schatting indien een metrologisch verantwoorde en statistisch correcte onderbouwing niet mogelijk is. Bij de ontwikkeling van dit normontwerp voor de bepaling van de onzekerheid van meetresultaten, is gebruik gemaakt van bestaande documenten, de Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM; NVN-ENV 13005:1999) en de EURACHEM/CITAC-Guide Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (QUAM). Aan de strikt metrologisch verantwoorde procedure uit de GUM zijn in dit normontwerp methoden toegevoegd die ook gebruik maken van de resultaten van methode-evalidatie, resultaten van interne kwaliteitborgingsprocedures en resultaten van interlaboratoriumonderzoek. Echter, de bepaling van de onzekerheid van meetresultaten in de analytische chemie is een gebied dat zich in de periode sterk heeft ontwikkeld en waarin zeker verdere ontwikkelingen kunnen worden verwacht. Dit normontwerp moet daarom worden gezien als een uitgangspunt voor het opstellen van onzekerheidsbudgetten. Het normontwerp is een van de resultaten van het project 151 "Prestatiekenmerken van meetmethoden" dat in het kader van het Actieprogramma Normalisatie en Validatie van Milieumeetmethoden (ANVM) wordt uitgevoerd door het Nederlands Normalisatie-instituut. Op het ogenblik van publicatie van het normontwerp was het projectteam van project 151 als volgt samengesteld: dr. ir. E.W.B. de Leer Nederlands Meetinstituut, Delft dr. H. van der Voet ir. H.J. van de Wiel ir. R.J. Zwart (projectleider) Biometris en RIKILT, Wageningen UR, Wageningen RIVM, Bilthoven Nederlands Normalisatie-instituut, Delft. Op het ogenblik van publicatie van het normontwerp was de begeleidingscommissie van project 151 is als volgt samengesteld: drs. F.J.M. Bakker dr. G. de Groot ir. J.W. Hutter dr. J. Klaessens drs. E.P.T. Ruwiel ir. S.M. Schulten (voorzitter) dr. A. Veen dr. R.G. Visser Nederlands Forensisch Laboratorium, Rijswijk EnviroLab BV, Oosterhout ALcontrol BV, Hoogvliet Sara Lee-DE, Utrecht Ministerie van VROM, 's-gravenhage Nederlands Normalisatie-instituut, Delft. RIZA, Lelystad Institute for Interlaboratory Studies, Dordrecht 3

4 Commentaar op het normontwerp kan vóór 1 april 2004 worden ingediend bij het Nederlands Normalisatie-instituut, Postbus 5059, 2600 GB Delft. Exemplaren van het normontwerp zijn tegen vergoeding verkrijgbaar bij het bovengenoemde instituut. 4

5 Milieu Onzekerheid van meetresultaten 1 Onderwerp en toepassingsgebied Dit normontwerp beschrijft procedures voor de bepaling van de onzekerheid van resultaten van kwantitatieve fysische en chemische meetmethoden. Het principe van de onzekerheidsbepaling is in overeenstemming met de Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM; NVN-ENV 13005:1999). In dit normontwerp ligt de nadruk op het gebruik van prestatiekenmerken en de resultaten van interne en externe kwaliteitscontrole bij het kwantificeren van de meetonzekerheid. Aangesloten wordt bij de terminologie en kwantificeringsprocedures in de normen NEN 7777 en NEN 7778 voor prestatiekenmerken respectievelijk gelijkwaardigheid van meetmethoden. Dit normontwerp besteedt beperkt aandacht aan de bepaling van de meetonzekerheid op basis van de onzekerheid van invloedsgrootheden. Deze is voor chemische analysemethoden uitgewerkt en van voorbeelden voorzien in de EURACHEM/CITAC-Guide Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (QUAM) [1]. OPMERKING De bepaling van de meetonzekerheid voor kwalitatieve meetresultaten is nog geen onderwerp van dit normontwerp. 2 Normatieve verwijzingen De volgende normatieve documenten bevatten bepalingen die, doordat ernaar wordt verwezen, tevens bepalingen van deze norm zijn. Op het ogenblik van publicatie van de onderhavige norm waren de vermelde versies van kracht. Alle normatieve documenten kunnen echter worden herzien; partijen die overeenkomsten sluiten op basis van deze norm wordt daarom aanbevolen na te gaan of het mogelijk is de meest recente versies van de onderstaande normatieve documenten toe te passen. NEN 7777:2003 NEN 7778:2003 Milieu Prestatiekenmerken van meetmethoden Milieu Gelijkwaardigheid van meetmethoden 3 Termen en definities Voor de toepassing van deze norm gelden de volgende termen en definities. 3.1 analysemonster; test sample monster dat conform de meetprocedure is bereid uit het laboratoriummonster OPMERKING Analysemonsters spelen bij de validatie een rol als het laboratoriummonster het meetobject is en er meer analysemonsters uit het laboratoriummonster zijn te verkrijgen (zie in NEN 7777:2003). VOORBEELD 1 Het laboratoriummonster 'grond' wordt in de eerste stappen van de meetprocedure gedroogd, gemalen en verdeeld. Het analysemonster is het deel dat voor het vervolg wordt gebruikt. VOORBEELD 2 Uit het laboratoriummonster 'grond' worden conform de meetprocedure voor de bepaling van vluchtige stoffen tien steken genomen. De steken worden samengevoegd tot het analysemonster. 3.2 dekkingsfactor; coverage factor getalsfactor die door vermenigvuldiging met de gecombineerde standaardonzekerheid (3.3) een uitgebreide onzekerheid (3.23) oplevert [GUM; NVN-ENV 13005:1999] 5

6 OPMERKING Een dekkingsfactor k met een waarde tussen 2 en 3 is gebruikelijk. [GUM; NVN-ENV 13005:1999] 3.3 gecombineerde standaardonzekerheid; combined standard uncertainty standaardonzekerheid van het resultaat van een meting waarbij bijdragen van alle relevante bronnen van onzekerheid zijn gecombineerd volgens een toepasselijk statistisch model OPMERKING Deze definitie wijkt af van de definitie in NVN-ENV 13005:1999 (GUM) omdat die norm ervan uitgaat dat altijd vanuit invloedsgrootheden wordt omgerekend naar de schaal van de meetgrootheid. In deze norm is dit niet altijd het geval. 3.4 herhaalbaarheid (van meetresultaten); repeatability (of results of measurements) mate van overeenstemming tussen de resultaten van opeenvolgende metingen van dezelfde meetgrootheid, die onder dezelfde meetomstandigheden zijn verricht [NPR 2814] OPMERKING 1 OPMERKING 2 Deze omstandigheden worden herhaalbaarheidsomstandigheden genoemd. Herhaalbaarheidsomstandigheden omvatten: dezelfde meetmethode; dezelfde waarnemer; hetzelfde meetinstrument, gebruikt onder dezelfde omstandigheden; dezelfde plaats; herhaling in een korte tijdspanne. [NPR 2814] OPMERKING 3 Herhaalbaarheid wordt in de praktijk gekwantificeerd als "gebrek aan herhaalbaarheid". 3.5 invloedsgrootheid; influence quantity grootheid die niet de meetgrootheid is maar de uitkomst van de meting beïnvloedt [NPR 2814] VOORBEELD 1 VOORBEELD 2 Gehalte aan mineralen bij de bepaling van elementen in water met ICP-technieken. Concentratie van een slecht gescheiden component in de chromatografische analyse. VOORBEELD 3 Concentratie van aromatische koolwaterstoffen bij de bepaling van zwaveldioxyde in lucht met het fluorescentieprincipe. VOORBEELD 4 VOORBEELD 5 Gehalte aan deeltjes bij de spectrofotometrische analyse. Omgevingstemperatuur bij de uitvoering van uitlogingsonderzoek. 3.6 juistheid; freedom from bias, trueness vermogen van een meetmethode om aanwijzingen zonder systematische afwijking weer te geven [NPR 2814] OPMERKING 1 meetmethode. OPMERKING 2 [NEN 3114] In bovenstaande definitie is "meetinstrument" uit de definitie in NPR 2814 vervangen door Juistheid is feitelijk gedefinieerd en wordt in de praktijk gekwantificeerd als "onjuistheid". 6

7 3.7 laboratoriummonster; laboratory sample hoeveelheid voor onderzoek bestemd materiaal in de vorm en toestand waarin het is afgeleverd bij het laboratorium OPMERKING Het laboratoriummonster wordt verkregen uit het meetobject. Indien het de opdracht is een uitspraak te doen over de waarde van de meetgrootheid in het laboratoriummonster, is het laboratoriummonster het meetobject. 3.8 meetbereik; measuring range reeks van waarden van meetgrootheden waarvoor de afwijking van een meetmethode binnen bepaalde grenzen behoort te liggen [NPR 2814] OPMERKING 1 De afwijking wordt bepaald met betrekking tot een conventioneel ware waarde. [NPR 2814] OPMERKING 2 meetmethode. In bovenstaande definitie is meetinstrument uit de definitie in NPR 2814 vervangen door OPMERKING 3 Het meetbereik is gedefinieerd voor de gehele meetmethode. Indien verdunning van het monster een expliciet onderdeel is van de vastgelegde meetmethode, dan behoort bij de kwantificering van het meetbereik de verdunning te worden inbegrepen. [2] 3.9 meetgrootheid; measurand bepaalde grootheid die onderwerp is van meting [NPR 2814] VOORBEELD 1 VOORBEELD 2 VOORBEELD 3 Concentratie van nitraat in water. Depositiesnelheid van deeltjes in lucht. Drogestofgehalte van grond. OPMERKING Voor de specificatie van een meetgrootheid kan vermelding van grootheden zoals tijd, temperatuur en druk worden verlangd. [NPR 2814] 3.10 meetobject; measurement object aard, omvang en toestand van het materiaal waarvoor de meetgrootheid is gedefinieerd VOORBEELD 1 monsterneming. VOORBEELD 2 1 kg grond, bewaard in een licht- en luchtdichte verpakking, ten hoogste 1 jaar na 0,1 m 3 buitenlucht, aan te zuigen gedurende 30 min op 3 m hoogte in stedelijk gebied. VOORBEELD 3 Bovenste 2 m verontreinigde grond van een begrensde locatie. Het laboratoriummonster is een steekproef uit het meetobject meetonzekerheid; uncertainty of measurement in verband met het resultaat van een meting staande parameter die de spreiding van waarden, die redelijkerwijs aan de meetgrootheid kunnen worden toegekend, karakteriseert [NPR 2814] OPMERKING 1 De parameter kan bijvoorbeeld een standaardafwijking zijn (of een bepaalde veelvoud daarvan), of de helft van een interval dat een bepaald betrouwbaarheidsniveau bezit. [NPR 2814] 7

8 OPMERKING 2 In het algemeen omvat de meetonzekerheid veel componenten. Aan sommige van deze componenten kunnen op basis van de statistische verdeling van de resultaten van een reeks metingen waarden worden toegekend en deze kunnen als experimentele standaardafwijkingen worden gekarakteriseerd. Van de andere componenten, die ook als standaardafwijkingen kunnen worden gekenmerkt, kunnen waarden worden afgeleid van waarschijnlijkheidsverdelingen die op ervaring of andere informatie zijn gebaseerd. [NPR 2814] OPMERKING 3 De algemene opvatting is dat het meetresultaat de beste benadering is van de waarde van de meetgrootheid, en dat alle onzekerheidscomponenten, inclusief die ontstaan door systematische effecten, zoals componenten verbonden aan correcties en referentiestandaarden, een bijdrage aan de spreiding leveren. [NPR 2814] 3.12 meetprocedure; measurement procedure gedetailleerd beschreven geheel van handelingen voor het uitvoeren van bepaalde metingen volgens een gegeven methode [NPR 2814] OPMERKING Synoniemen van meetprocedure zijn: (meet)voorschrift; analysevoorschrift; werkvoorschrift; SOP (Standard Operating Procedure) 3.13 meetresultaat; result of a measurement door meting verkregen waarde, toegekend aan een meetgrootheid [NPR 2814] OPMERKING 1 Het meetresultaat kan zijn gedefinieerd als het gemiddelde van een meervoudige analyse of kan het resultaat zijn van een meting gevolgd door een of meer bewerkingen zoals correctie voor de 'procedureblanco'. OPMERKING 2 Een volledige vermelding van het meetresultaat bevat informatie over de meetonzekerheid. [NPR 2814] 3.14 reproduceerbaarheid (van meetresultaten); reproducibility (of results of measurements) mate van overeenstemming tussen de meetresultaten van dezelfde meetgrootheid, verkregen onder wisselende meetomstandigheden [NPR 2814] OPMERKING 1 Een deugdelijke opgave van de reproduceerbaarheid vereist een specificatie van de wisselende omstandigheden. [NPR 2814] OPMERKING 2 De wisselende omstandigheden kunnen omvatten: het meetprincipe (zie opmerking 3); de meetmethode (zie opmerking 3); de waarnemer; het meetinstrument; de referentiestandaard; de plaats; de gebruiksomstandigheden; de tijd. [NPR 2814] 8

9 OPMERKING 3 Reproduceerbaarheid is in deze norm betrokken op de meetmethode; "het meetprincipe" en "de meetmethode" worden uitgesloten als "wisselende omstandigheid". OPMERKING 4 Het is vaak nuttig een onderscheid te maken tussen "intralaboratoriumreproduceerbaarheid" en "interlaboratoriumreproduceerbaarheid"; de "verschillende omstandigheden" hebben in deze gevallen betrekking op wisselende omstandigheden binnen het laboratorium respectievelijk binnen een groep van laboratoria. Indien de groep van laboratoria representatief is voor het geheel, is "interlaboratoriumreproduceerbaarheid van de methode" gelijk aan "reproduceerbaarheid van de methode" selectiviteit; selectivity afhankelijkheid van het meetresultaat van een andere grootheid dan de meetgrootheid [ISO 6879] OPMERKING 1 Bedoelde grootheden zijn invloedsgrootheden (3.5) die hier alleen betrekking hebben op de samenstelling van het monster. OPMERKING 2 Met de afhankelijkheid van het meetresultaat wordt niet alleen bedoeld de grootheid die zelf een signaal veroorzaakt (vaak interferentie genoemd) maar ook de grootheid die het signaal van de meetgrootheid verandert (vaak matrixeffect genoemd). OPMERKING 3 De meetmethode is selectiever naarmate het effect van invloedsgrootheden op het meetresultaat kleiner is. OPMERKING 4 Specificiteit is een term die op een andere wijze hetzelfde fenomeen beschrijft standaardonzekerheid; standard uncertainty onzekerheid van het resultaat van een meting uitgedrukt als een standaardafwijking [GUM; NVN-ENV 13005:1999] 3.17 systematische afwijking; systematic error gemiddelde dat het resultaat is van een oneindig aantal metingen van dezelfde meetgrootheid, uitgevoerd onder herhaalbaarheidsomstandigheden verminderd met een ware waarde van de meetgrootheid [NPR 2814] 3.18 terugvinding; recovery fractie van de meetcomponent die bij analyse wordt teruggevonden, na toevoeging onder gedefinieerde omstandigheden van een bekende hoeveelheid meetcomponent aan het monster [2] OPMERKING 1 Terugvinding bepaald uit toevoeging van de meetcomponent levert in veel gevallen (te) optimistische resultaten omdat het moeilijk of onmogelijk is het toegevoegde deel van de meetcomponent op dezelfde wijze in het monster op te nemen als het oorspronkelijke deel. OPMERKING 2 Bij het ontbreken van een monster met een conventioneel ware waarde wordt terugvinding in veel gevallen gebruikt als een indicator voor juistheid. OPMERKING 3 Soms wordt voor de vergelijking van het meetresultaat met de conventioneel ware waarde van een monster het prestatiekenmerk "terugvinding" genomen. In deze norm wordt hiervoor uitsluitend het prestatiekenmerk "juistheid" gebruikt toevallige afwijking; random error resultaat van een meting verminderd met het gemiddelde dat het resultaat zou zijn van een oneindig aantal metingen van dezelfde meetgrootheid uitgevoerd onder herhaalbaarheidsomstandigheden [NPR 2814] OPMERKING 1 [NPR 2814] Toevallige afwijking is gelijk aan de afwijking verminderd met de systematische afwijking. 9

10 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. NEN 7779:2003 Ontw. nl Milieu - Onzekerheid van meetresultaten T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview