Sampling impact on uncertainty of pollutants concentration through a collaborative field trial on wastewater (France)
Essai collaboratif d’intercomparaison sur le prélèvement en rejet canalisé pour la mesure des métaux et de certains paramètres physico-chimiques. Impact des opérations d’échantillonnage sur la variabilité des résultats d’analyses
Résumé
An inter-organizational sampling trial was performed by Aquaref at Boissettes in the wastewater treatment plant, France, to assess the variability in measured concentrations of metals, volatile organic compounds and others parameters as total organic carbon and anions. This trial was the first national attempt at improving knowledge of the effect, in wastewater, of sampling activity in regulatory monitoring. The sampling site was selected for its technical and logistical characteristics. The trial was organized over a period of 2,5 days in January 2012. The organizers (Ineris, LNE) were in charge of site selection, sampling schedule planning and protocol. Three targets were identified by the organizers : to observe and to evaluate the water sampling practices on wastewater in relation to the operational and technical guide “sampling and sample pretreatment for the analyses of priority and emerging micropolluants in sewages treatment plants” made by Aquaref; to establish the impact of sampling on total variability; to study the accuracy of field parameter measures, such as pH, conductivity and temperature. Nine participants were chosen. Each participant was required to provide some information on his own equipment (commercial brand, identification/quality procedures, measurement range). The aim was to estimate the distribution of the measurement instruments used on field and to evaluate the influence of equipment on the results. To reduce the analytical impact on trial results, all samples were collected by Ineris. The institute was in charge of transportation and chemical analyses for all substances. Ineris supplied all materials to carry out sampler blank, to samples collection and storage. All data are collected on a standardized form provided by the organizer, in order to ensure homogeneity of information. Data evaluation was carried out by the statistical tool developed for this purpose. The treatment was performed by robust analysis according to standard NF ISO 5725-5. The estimate for the variability of sampling was obtained by comparing the overall variability obtained by the robust analysis approach and the analytical variability determined on the day of the trial. Overall results are : All those tests highlighted the potentially large variability in measured pollutant concentrations that can arise, and identified that is necessary to follow improved sampling protocols. In particular, the organizer displays the fundamental role of sampling blank analyses to detect concentration anomalies and potential sampling contamination.
Dans le contexte de la directive cadre sur l’eau (2000) et ses directives filles, la qualité et la maîtrise des données acquises ont une importance capitale, non seulement pour comparer les résultats à des valeurs seuils, mais également pour identifier avec un degré de confiance suffisant les tendances des concentrations en polluants (métaux, micro-polluants, etc.) dans le milieu. Les notions de comparabilité des données et d’estimation des incertitudes de mesure sont maintenant assez largement abordées par les laboratoires à travers notamment la participation aux campagnes d’essais d’aptitude. Ces campagnes permettent bien sûr aux laboratoires de vérifier leurs performances et d’améliorer leurs pratiques, mais elles apportent également, pour les utilisateurs de données, des informations sur la variabilité des résultats analytiques au sein de la profession et sur les possibles effets liés à l’utilisation de telle ou telle méthode. Ce type de comparaison est rare jusqu’à présent pour les activités d’échantillonnage. Un essai collaboratif sur le prélèvement a été organisé en 2012 sur la station d’épuration de Boissettes, dans le cadre du programme de travail Aquaref. Il a réuni neuf participants et a porté sur la mesure des paramètres physico-chimiques. Il avait deux objectifs : observer et évaluer les pratiques d’échantillonnage automatisé en rejet canalisé afin de vérifier que les pratiques respectaient les recommandations émises dans le guide technique opérationnel [EYMERY et CHOUBERT, 2011] et évaluer l’impact des opérations d’échantillonnage sur la variabilité des résultats. L’exploitation qualitative des résultats s’est effectuée en deux temps. Tout d’abord une enquête préalable à l’essai a été réalisée auprès des participants afin de connaître leurs pratiques, leurs matériels, leurs systèmes et démarche qualité et leurs contrôles qualité liés à l’échantillonnage. L’enquête a mis en évidence que la majorité des participants était accréditée ou avait initié une démarche d’accréditation pour l’activité d’échantillonnage. Puis, pendant l’essai, les pratiques des participants ont été observées, compilées et comparées aux recommandations émises dans le guide technique opérationnel. L’essai a été également exploité quantitativement. Il en ressort que, pour la majorité des paramètres étudiés, les opérations d’échantillonnage effectuées dans de bonnes conditions (applicabilité du guide technique opérationnel) ont un impact plus faible sur les résultats de la mesure que les opérations d’analyse. De plus, les données chiffrées présentées dans cet article permettent de disposer d’ordres de grandeur des incertitudes liées aux opérations d’échantillonnage en rejet canalisé dans des conditions maîtrisées (protocole d’échantillonnage imposé). Enfin, les résultats obtenus lors de cet essai permettent le renforcement, voire les mises à jour des guides, des normes et des cahiers de charges spécifiques à l’échantillonnage en rejets canalisés.