Comparaison interlaboratoire 2022 pour les polluants gazeux mesurés en laboratoires mobiles

Un exercice de comparaison de moyens de mesures mobiles a été organisé par le LCSQA en mai 2022 sur le site de l’Ineris à Verneuil en Halatte. Il a réuni 9 participants (7 Associations agréés de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) et le LCSQA/Ineris) et 9 moyens mobiles, constituant un parc de 49 analyseurs (17 NO/NOx, 8 SO₂, 9 CO et 15 O₃).

Le déroulement de l’exercice a comporté 2 phases : la première phase consistant en une circulation de gaz étalon en aveugle visant à déceler la cohérence des raccordements entre les niveaux 2 et 3 de la chaîne nationale d’étalonnage et les éventuels défauts de linéarité des appareils et une seconde phase consistant à la réalisation de paliers de dopages pour l’ensemble des polluants.

Lors de la circulation de gaz en aveugle, des écarts, par rapport à la tolérance de 4 %, critère déduit des comparaisons interlaboratoires (CIL) organisées par le LNE, (5% dans le cas du NO₂) sur la lecture de concentrations, ont été constatés pour chaque gaz ; ils sont compris entre -9,6% et +9,6%. Pour certains de ces écarts, les causes ont été identifiées (problème lié au générateur d’ozone ayant servi à l’étalonnage et dérive des analyseurs). Ces écarts ont été observés immédiatement après l’étalonnage des analyseurs par les AASQA avec leurs propres gaz d’étalonnage de niveau 2 ou 3 (Laboratoire 3 : écart de 5% sur la lecture de leur propre étalon d’oxydes d’azote ; Laboratoire 4 : décalage du zéro en NO sur le titulaire et décalage du zéro sur le doublon SO₂ ; Laboratoire 7 : dérive de l’analyseur doublon ozone).

Lors de cet exercice de comparaison, une coupure d’électricité a eu lieu, touchant certains laboratoires lors du passage des étalons en aveugle en fin d’exercice, et ne leur permettant pas de procéder à la lecture de ces deniers. Cette coupure d’électricité a aussi touché le générateur d’ozone 49iPS de l’Ineris, le rendant indisponible pour les laboratoires qui n’ont pu procéder à la lecture de contrôle sur leurs analyseurs.

En application de la norme NF ISO 5725-2, les intervalles de confiance de répétabilité et de reproductibilité ont été déterminés pour chaque polluant et les différents niveaux de concentration. L’examen des intervalles de confiance a conduit à des résultats satisfaisants pour les méthodes utilisées en termes de respect des recommandations des Directives Européennes (15 % d’incertitude de mesure aux valeurs limites réglementaires) :

• pour le polluant CO, l’intervalle de confiance de reproductibilité est de 3,9 % à la valeur limite sur 8h ;
• pour le polluant O₃, cet intervalle est de 9,0 % à la valeur limite horaire ;
• pour le polluant SO₂, cet intervalle est de 9,3 % à la valeur limite horaire ;
• l’intervalle de confiance de reproductibilité est de 6,2 % à pour le NO et de 7,5 % pour le NO₂ aux valeurs limites horaires correspondantes.

Par ailleurs, les résultats du traitement statistique, suivant la norme NF ISO 13528 et permettant la détermination des z-scores, sont, d’une manière générale, homogènes et très satisfaisants pour les participants, même si 3 laboratoires affichent un Z-score compris entre 2 et 3. Le Laboratoire 3, quant à lui, se démarque par un total de 18 z-scores compris entre 2 et 3.

Ainsi, les z-scores des participants sont donc ≤ l2l sauf pour :

•  Le Laboratoire 8 qui présente un dépassement en CO (z=2,16) ;
• Le Laboratoire 7 qui présente un dépassement en O₃ (z=2,16) ;
• Le Laboratoire 5 qui présente un dépassement en NO₂ (z=-2,51) ;
• Le laboratoire 3 qui présente au total 18 dépassements dont
  • 3 en CO (z=2,7 ; z=2,3 ; z=2,1),
  • 3 en O₃ (z=-2,3 ; z=-2,6 ; z=2,4),
  • 1 en SO₂ (z= 2,2),
  • 6 en NO (z= 2,1 ; z = 2,4 ; z=2,9 ; z=2,8 ; z=2,9 ; z=2,8),
  • 5 en NO₂ (z = 2,2 ; z=2,9 ; z=2,4 ; z=2,4 ; z= 2,7).

Ce dernier devra mettre en place des actions préventives afin de résoudre tous les écarts constatés lors de cette comparaison. En effet, un laboratoire dont le score z est supérieur ou égal à 3,0 ou inférieur ou égal à -3,0 donne lieu à un « signal d’action », nécessitant une action corrective. Un score z supérieur à 2,0 ou inférieur à -2,0 donne lieu à un signal d’avertissement, nécessitant une surveillance ou une action préventive.

interlaboratory comparison 2022 for gaseous pollutants measured in mobile laboratories

An exercise to compare mobile measuring equipment was organised by the LCSQA in May 2022 at the Ineris site in Verneuil en Halatte. It brought together 9 participants (7 Air Quality Monitoring Associations (AASQA) and the LCSQA/Ineris) and 9 mobile devices, making up a fleet of 49 analysers (17 NO/NOx, 8 SO₂, 9 CO and 15 O₃).

The exercise was carried out in 2 phases: the first phase consisted of a blind circulation of standard gas aimed at detecting the consistency of the connections between levels 2 and 3 of the national calibration chain and any linearity faults in the equipment, and the second phase consisted of carrying out spiking stages for all the pollutants.

During blind gas circulation, deviations from the tolerance of 4% (5% in the case of NO₂) on concentration readings were observed for each gas, ranging from -9,6% to +9,6%, a criterion derived from interlaboratory comparison (ILC) organised by LNE. The causes of some of these discrepancies have been identified (problem with the ozone generator used for calibration and analyser drift). These deviations were observed immediately after the analysers had been calibrated by the AASQAs with their own level 2 or 3 calibration gases (Laboratory 3: 5% deviation in the reading of their own nitrogen oxide standard; Laboratory 4: zero shift in NO on the holder and zero shift on the SO₂ duplicate; Laboratory 7: drift of the ozone duplicate analyser).

During this comparison exercise, a power cut occurred, affecting some laboratories during the blind run of the standards at the end of the exercise, and preventing them from reading the standards. This power cut also affected the LCSQA/Ineris 49iPS ozone generator, making it unavailable to the laboratories, which were unable to read the controls on their analysers.

In accordance with standard NF ISO 5725-2, repeatability and reproducibility confidence intervals were determined for each pollutant and the various concentration levels. Examination of the confidence intervals produced satisfactory results for the methods used in terms of compliance with the recommendations of the European Directives (15% measurement uncertainty at the regulatory limit values):

- for the CO pollutant, the reproducibility confidence interval is 3,9% at the 8h limit value;

- for the O₃ pollutant, this interval is 9,0% at the hourly limit value;

- for the SO₂ pollutant, the interval is 9,3% at the hourly limit value;

- the reproducibility confidence interval is 6,2% for NO and 7.5% for NO₂ at the corresponding hourly limit values.

The results of statistical processing, in accordance with standard NF ISO 13 528 and enabling z-scores to be determined, were globally homogeneous and very satisfactory for the participants, even though 3 laboratories had a z-score between 2 and 3. Laboratory 3 stood out with a total of 18 z-scores between 2 and 3.

The participants' z-scores were therefore ≤ l2l except for :

- Laboratory 8, which exceeded the CO limit (z=2,16);

- Laboratory 7, which has an O3 exceedance (z=2,16);

- Laboratory 5, which has an NO2 exceedance (z=-2,51);

- Laboratory 3, with a total of 18 exceedances, including

o 3 for CO (z=2,7; z=2,3; z=2,1),

o 3 for O3 (z=-2,3; z=-2,6; z=2,4),

o 1 in SO2 (z= 2,2),

o 6 in NO (z= 2,1; z = 2,4; z=2,9; z=2,8; z=2,9; z=2,8),

o 5 for NO2 (z = 2,2; z=2,9; z=2,4; z=2,4; z= 2,7).

The laboratory will have to take preventive action to resolve any discrepancies identified during this comparison. A laboratory with a z-score greater than or equal to 3,0 or less than or equal to -3,0 generates an "action signal", requiring corrective action. A z-score greater than 2,0 or less than -2,0 gives rise to a warning signal, requiring monitoring or preventive action.