اﻹختبارات والفحوصات التي تجري لمياه الشرب

 بقلم / أحــمــد السـروي

إستشاري معالجة المياه والبيئة

  1.مقدمة

تجرى عادة اختبارات على أنواع المياه المختلفة ومنها مياه الشرب لتحديد محتواها من المواد العضوية وغير العضوية.  ومعرفة مدي احتوائها علي ملوثات بيولوجية من عدمه ,وتستخدم عادة أجهزة تحليلية للقياس منها ما هو اجهزة تحليل فيزيائية ومنها ما هو اجهزة تحليل كيميائية أو بيولوجية , ومن اشهر الاجهزة المستخدمة في معامل المياه جهاز قياس الطيف الضوئى، وأجهزة قياس الجهد والتوصيل الكهربى، واجهزة قياس العكارة والرقم الهيدروجيني بالإضافة إلى الطرق التقليدية مثل المعايرة الحجمية أو الطرق الوزنية.

  1. انواع التحاليل والفحوصات التى تجرى على المياه

توجد أربعة أنواع من التحاليل التى تجرى على المياه هى:

  • التحاليل الفيزيائية،
  • التحاليل الأشعاعية،
  • التحاليل الكيميائية،
  • والتحاليل البيولوجية.

ا- التحاليل الفيزيائية

  • درجة الحرارة
  • الرائحة
  • الطعم
  • اللون
  • العكارة
  • المواد الصلبة الكلية الذائبة

ب-تحاليل اشعاعية

المواد المشعة (مشتقات من فصيلة ألفا، بيتا).

ج- التحاليل الكيميائية

  • الأس الأيدروجينى.
  • التوصيل الكهربى.
  • المواد العضوية.
  • مركبات الكبريت غير العضوية (كبريتيد – كبريتات).
  • مركبات النيتروجين غير العضوية (نترات-نيتريت-أمونيا- سيانيد).
  • مركبات الفوسفور غير العضوية (فوسفات).
  • مركبات الهالوجين غير العضوية (كلور – كلوريد – فلوريد).
  • الحديد والمنجنيز
  • العناصر الثقيلة

د-التحاليل البيولوجية

  • القولونيات الكلية.
  • القولونيات الغائطية.
  • الطفيليات الأولية.
  • الطحالب والفطريات.

 

3.أنواع وطبيعة المواد التى يجرى تحليلها فى المياه

يتم تحليل المياه للكشف عن المواد العضوية والمواد غير العضوية. وتشمل المواد غير العضوية: المواد الأنيونية، والمواد الكاتيونية، والمواد المولدة للغازات.

المواد العضوية

  • الزيوت – الدهون – الشحوم.
  • الفينول.
  • المنظفات الصناعية.
  • المبيدات الحشرية.
  • المركبات العضوية المتطايرة.
  • المركبات العضوية الحامضية أو القاعدية.

المواد غير العضوية الأنيونية

  • الفوسفات.
  • الكبريتات.
  • السليكات.
  • الكبريتيد.
  • الكلوريد.
  • الفلوريد.
  • النترات.
  • النيتريت.
  • السيانيد.
  • الكربونات.

المواد غير العضوية الكاتيونية

  • الصوديوم – البوتاسيوم.
  • الكالسيوم – ماغنسيوم – باريوم.
  • العناصر الانتقالية (كروم-نحاس-حديد-منجنيز-زنك-نيكل-كوبلت).
  • العناصر الثقيلة والسامة (زئبق- فضة- رصاص- زرنيخ).

المواد غير العضوية المولدة للغازات

  • الأمونيوم.
  • الكربونات – البيكربونات.
  • الكبريتيد.
  • السيانيد.
  • النيتريت.
  1. الاجهزة المستخدمة في التحاليل والفحوصات التى تجرى على المياه

وتنقسم أجهزة التحاليل إلى أنواع متعددة تعتمد على الأساس النظرى والعملى للقياس مثل:

١. أجهزة القياس الطيفى.

٢. أجهزة القياس الكهربى.

٣. أجهزة الفصل الكروماتوجرافى.

٤. أجهزة القياس الإشعاعى.

وتستخدم هذه الأجهزة فى قياس الملوثات من عناصر فلزية أو كتيونية أو أنيونات أو مركبات عضوية.

5.تأكيد جودة تحاليل مياه الشرب

تأكيد الجودة  Quality Assurance تعرف على أنها نشاطات من خلال نظام ضبط الكفاءة وتهدف إلى الحصول على ثقة معقولة يمكن من خلالها تحقيق متطلبات الجودة. ويعطى برنامج تأكيد الجودة القدرة على الحصول على نتائج مناسبة وموثوق بها يمكن الاعتماد عليها

الفوائد التى يمكن الحصول عليها من تطبيق برنامج تأكيد الجودة:

  • تعطى المحلل القدرة على اكتشاف أية مشكلة وإرجاعها إلى مصدرها بطريقة نظامية
  • تعطى معامل التحاليل القدرة على الوصول إلى نتائج مناسبة يمكن الاعتماد عليها.
  • تزيد من ثقة المحلل فى نفسه وفى قدرته على التحليل.
  • تعمل على زيادة وتحسين سمعة المعمل.

عناصر برنامج تأكيد الجودة

يشتمل برنامج تأكيد الجودة على العناصر الآتية :

  • كفاءة تأهيل أعضاء المعمل وتدريبهم
  • توافر الأجهزة المناسبة ومعايرتها
  • صيانة الأجهزة
  • التفتيش والمراجعة للمعمل
  • استراتيجية جمع العينات وتجهيزها
  • استراتيجية تحليل العينات وتسجيل نتائجها

المراجع العلمية

  • احمد السروي , اساسيات الجودة في المختبرات البيئية,2014 , دار الكتب العلمية للنشر والتوزيع.
  • البرنامج التدريبي لمشغلي محطات تنقية مياه الشرب المستوى (ج) دليل المتدرب ,الجزء الثاني الاختبارات المعملية , مشروع دعم قطاع مياه الشرب والصرف الصحي , الوآالة الأمريكية للتنمية الدولية , 2012

 

نوع ومصادر الأخطاء التحليلية في مختبرات مياه الشرب

1.مقدمة

تجري داخل مختبرات مياه الشرب العديد من الاختبارات والفحوصات الهامة للمياه , كما تجري العديد من الانشطة المعملية كجمع العينات والمعايرة وتحضير الكيماويات والكواشف وضبط الاجهزة وغيرها , وتقدم مختبرات مياه الشرب نتائج معملية هامة جدا تفيد في عمليات التشغيل للمحطات وتفيد في كشف مشكلات المعالجة والتشغيل وتقدم صورة واضحة لمكونات وخصائص المياه خلال وحدات المعالجة المتتابعة وتبين درجة المعالجة والتنقية خلال هذه المراحل اي تقدم تقييما لوحدات ومراحل المعالجة المختلفة .

وما من شك فى أن جميع التحاليل الكيميائية في المختبرات تتعرض لأخطاء تؤدى الى ظهور نتائج تبعد عن القيم الحقيقية , وهذه الاخطاء قد يكون مصدرها بشريا اي القائمين علي التحاليل من المحليين والفنيين أو مصدرها غير بشريا نتيجة للأجهزة والمعدات والكيماويات وادوات القياس وبيئة العمل وغيرها من العوامل المادية.

2.انواع الاخطاء في االمختبرات

يمكن تصنيف الاخطاء في المختبرات الي الانواع الاتية :

  • الخطأ العشوائى Random error
  • الخطأ المنتظم Systematic error
  • الخطأ الفادح Gross error
  • خطأ التقريب Rounding error
  • الخطأ العشوائى :

فى هذا النوع لا يؤدى إعادة التحليل على عينات متماثلة ومتجانسة الى نتائج متطابقة بل يعطى نتائج متفرقة تنتشر حول قيمة محورية وبذلك فإنها ذات قيمة موجبة أو سالبة نسبة الى هذه القيمة المحورية ويتفاوت بعد هذه القيم عن القيمة المحورية . ويمكن تقييم الخطأ العشوائى باستخدام الحيود القياسى. ويعزى هذا الخطأ لاختلاف ظروف التحاليل مثل :

  • اختلاف حجم العينة والكاشف المستخدم من تجربة الى أخرى
  • تذبذب درجات الحرارة كإختلاف وقت ومكان التسخين
  • تذبذب ظروف تشغيل الاجهزة كدرجة الحرارة وسرعة السريان وشدة التيار الكهربى وطول الموجة المستخدمة فى القياس
  • الخطأ المنتظم : وهذا الخطأ يأخذ مسارا محددا وتكون كل القيم المقاسة إما أصغر أو أكبر من القيمة الحقيقية وقد يكون هذا الفرق كبيرا أو صغيرا ويعزى هذا الخطأ غالبا الى:
  • عدم ثبات العينة من وقت جمعها الى وقت تحليلها
  • عدم القدرة على تحليل كل الأشكال الموجود عليها العامل المراد تحليله
  • التداخلات
  • انحراف قيم المعايرة زيادة أو نقصانا
  • قيمة التجارب الغفل

  • الخطأ الفادح : هو الخطأ الذى ينشأ بصورة عامة من عدم اليقظة لمن جمع العينة أو قام بالتحليل أو أعد التقرير , ويعزى ذلك غالبا الى :
  • اخطاء عند ترقيم العينات
  • تحليل العينة الخاطئة
  • استخدام طريقة غير مناسبة
  • القراءة الخاطئة لمقياس أو أرقام الاجهزة
  • استخدام وحدات للتعبير عن التركيز خاطئة
  • النقل الخاطئ للنتائج من كراسة النتائج الاصلية
  • نقل أرقام من مواقعها
  • اجراء الحسابات بطريقة خاطئة

 

  • خطأ التقريب : عند تقريب قراءات أو أرقام فى المراحل الاولية للحسابات تنشأ اخطاء حيث أنه فى بعض الأحوال تضرب القيم فى معاملات قد تزيد أو تقل كثيرا عن القيمة اذا بقيت دون تقريب .

لذا وجب عدم تقريب الارقام حتى المرحلة الاخيرة من الحسابات.

ويجب مراعاة ما يلى :

  • أن زيادة الخطأ العشوائى يؤدى الى انخفاض دقة التكرارية (Precision)
  • أن زيادة الخطأ المنتظم يؤدى الى انخفاض الحقيقة Trueness
  • أن انخفاض الخطأ العشوائى يؤى الى ارتفاع دقة التكرارية
  • أن انخفاض الخطأ المنتظم يؤدى الى ارتفاع الحقيقة

وينشأ عن ذلك الحالات الاتية :

الحالة

خطأ عشوائى

خطأ منتظم

التكرارية منخفضة والحقيقة منخفضة

كبير كبير

التكرارية مرتفعة والحقيقة منخفضة

صغير كبير
التكرارية منخفضة والحقيقة عالية

كبير

صغير

التكرارية مرتفعة والحقيقة مرتفعة صغير

صغير

وبذلك فإن أفضل الحالات هى التى يكون فيها كل من التكرارية والحقيقة عاليتان وهذان ينشأن من انخفاض الخطأ العشوائى والخطأ المنتظم.

 

 

3.مصادر الخطأ العملية فى معامل التحاليل

إنه يمكن اجمالا تقسيم مصادر الخطأ العملية فى معامل التحاليل الى الأخطاء الاتية :

  • (1) أخطاء تعزى للعينة
  • (2) اخطاء تعزى للكواشف المستخدمة
  • (3) أخطاء تعزى للمواد المرجعية
  • (4) أخطاء تعزى للطرق المستخدمة
  • (5) أخطاء تعزى للمعايره
  • (6) أخطاء تعزى للاجهزة المستخدمة
  • (7) أخطاء تعزى لتسجيل النتائج
  • (8) أخطاء تعزى للحسابات
  • (9) أخطاء تعزى للنقل
  • (10) أخطاء تعزى لإعداد التقارير

 

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

المراجع العلمية

  • احمد السروي, اساسيات الجودة في المختبرات البيئية, دار الكتب العلمية , 2014.
  • Saad Hassan , Quality Control/Quality Assurance Manual for Water Sampling and Analysis, Water and Wastewater Management Programme GTZ Project No. 06.2006.3 ,July 2008.

الأجهزة الرئيسية المستخدمة في قياسات ملوثات مياه الشرب

1.مقدمة

تستخدم الطرق التقليدية فى التحاليل الكيميائية لمياه الشرب مثل المعايرة الحجمية والطرق الوزنية فى تقدير تركيزات كبيرة نسبيا فالمعايرة الحجمية تستخدم فى تعيين عسر الماء والكلوريد مثلا والطرق الوزنية تستخدم فى تقدير المواد الصلبة الذائبة والعالقة. وهذه الطرق صالحة لقياس أوزان على مستوى الميللجرام وأجزاء منه. وعندما تكون المواد المراد قياسها على مستوى الميكروجرام وأجزاء منه لا تصلح الطرق التقليدية لهذا الغرض ويلزم استخدام طرق بديلة تتميز بالحساسية العالية والدقة المرتفعة وهذه الطرق تستلزم استخدام الأجهزة. وتعرف بالتحليل الآلى أو التحليل باستخدام الأجهزة.

وتنقسم أجهزة التحاليل إلى أنواع متعددة تعتمد على الأساس النظرى والعملى للقياس مثل:

١. أجهزة القياس الطيفى.

٢. أجهزة القياس الكهربى.

٣. أجهزة الفصل الكروماتوجرافى.

٤. أجهزة القياس الإشعاعى.

وتستخدم هذه الأجهزة فى قياس الملوثات من عناصر فلزية أو كاتيونية أو أنيونات أو مركبات عضوية.

 

الأجهزة المستخدمة فى قياسات العناصر الفلزية

– جهاز الاسبكتروفوتوميتر Spectrophotometer

– جهاز فوتومتر اللهب Flame Photometer

– جهاز قياس طيف الامتصاص الذري للعناصر Atomic Absorption Spectrometer

– جهاز الحث البلازمي المزدوج  I.C.P –Inductively Coupled Plasma

–  جهاز الكروماتوجرافيا الأيونى Ion Chromatograph

 

الأجهزة المستخدمة فى قياسات المركبات العضوية

–  أجهزة التحليل الكروماتواجرافي الغازي Gas Liquid Chromatograph

–  أجهزة التحليل الكروماتواجرافي السائل تحت ضغط مرتفع. High Pressure Liquid Chromatograph

–  أجهزة قياس الكتلة Mass Spectrometer

–    أجهزة القياس بالأشعة تحت الحمراء Infrared Spectrometer

 

امثلة لبعض الاجهزة المعملية

أ-جهاز قياس طيف الامتصاص المرئي وفوق البنفسجى  )سبكتروفوتومتر(  UV-Vis – Spectrophotometers       

تستخدم هذه الأجهزة فى تقدير العديد من المواد (المؤشرات ) مثل النترات والأمونيا والفوسفات وبعض العناصر المعدنية وذلك بإدخال هذه المواد فى تفاعلات تنتج عنها الوان ذات اطوال موجات محددة يمكن قياسها.

 

 

ب- جهاز قياس طيف اللهب

يستخدم هذا الجهاز لقياس تركيز عناصر الإقلاء (مثل الصوديوم والبوتاسيوم) والاقلاء الأرضية (مثل الكالسيوم والباريوم) لأن أطيافها تقع فى المدى المرئى ولذلك فإنه من الممكن قياس طيف نبعاثها شكل رقم (2) ، فى هذه الطريقة يتم دفع محلول العينة إلى لهب يعمل بالبوتاجاز والهواء

فتثار ذرات العنصر وعند عودة الإليكترونات إلى الحالة المستقرة ينبعث طيف يلون اللهب بلون يعتمد على نوع العنصر يمكن قياس كثافته وتقدير هذا العنصر وعن طريق استخدام منحنى معايرة (إجراء التجارب مع محاليل معروفة التركيز) يمكن معرفة تركيز العينة المجهولة.

 

ج-جهاز قياس العكارة Turbidimeter and Nephelometer

يعتمد الجهاز على تشتت الضوء بواسطة على تشتت الضوء بواسطة Dispersed Particles وبالتالى فإن شدة الشعاع الساقط على العينة تنخفض نتيجة التشتت، إذا تم قياس التشتت عمودى على الشعاع الساقط فهذا هو ما يعرف ب .(Nephelometry)

 

د-جهاز قياس الرقم الأيدروجينى pH-meters

فى هذه الطريقة يتم معرفة الرقم الأيدروجينى عن طريق قياس فرق الجهد الناشئ بين قطبين أحدهما يستجيب لأيون الأيدروجين (Glass electrode والآخر قطب مرجعى Reference electrode وهو عادة ما يكون قطب  كالوميل (Calomel electrode أو قطب كلوريد فضة Ag/AgCl electrode

وذلك عن طريق غمر القطبين فى محلول العينة المراد قياس رقمها الأيدروجينى. ويوضح الشكل رقم  ٤  أقطاب قياس الأس الأيدروجينى، كما يوضح الشكل رقم 5 جهاز قياس الأس  الأيدروجينى, ومن المستحسن أن يتم قياس الرقم الأيدروجينى فى موقع أخذ العينة وإن تعذرة ذلك تجرى عملية القياس فى أسرع وقت ممكن من وقت أخذ العينة.

ر- جهاز قياس التوصيلية الكهربية

التوصيل الكهربى للماء (قياس قابلية الماء للتوصيل الكهربى) يتناسب مع القوة الايونية للماء ويعتمد على طبيعة المواد الايونية الذائبة فى الماء وتركيزها ودرجة حرارة القياس. والوحدة القياسية للتوصيل الكهربى تعطى بوحدة سيمنز / متر.

ولقياس التوصيل الكهربى يجب معرفة ثابت الخلية والذى يقاس بمعرفة محلول قياسى وكذلك يجب معرفة درجة الحرارة واخذها فى الاعتبار عند قياس التوصيل الكهربى.

ويجب ان تترك الخلية دائما فى الماء عند عدم الاستعمال كما يجب ان تجرى القياسات فى     موقع اخذ العينة وان تعذر ذلك تجرى عملية القياس فى اسرع وقت ممكن من وقت أخذ العينة.

 

ل- جهاز قياس الكربون العضوي الكلي Total Organic Carbon  (TOC):

فى هذه الطريقة فان كمية الكربون التى على صورة مركبات عضوية او غير عضوية يتم تحويلها الى صورة واحدة بسيطة وهى ثانى اكسيد الكربون (CO2)   والتى يمكن تقديرها كميا بواسطة محلل بالاشعة تحت الحمراء.

يتم حقن العينة فى غرفة ساخنة وفى وجود محفز فيتبخر الماء وتتحول المركبات العضوية الى ثانى اكسيد الكربون والماء. يتم تعيين كمية ثانى اكسيد الكربون المتكونة من المركبات العضوية وغير العضوية. كمية الكربون غير العضوى يتم تعيينها عن طريق حقن العينة فى غرفة تحتوى على حمض الفوسفوريك حيث يتحول كل الكربون غير العضوى الى ثانى اكسيد الكربون مع عدم اكسدة الكربون غير العضوى. اما كمية الكربون العضوى فيتم حسابها بمعرفة كلا من كمية الكربون الكلى والكربون غير العضوى.

من الممكن تعيين تركيز حتى 1 جزء فى المليون (1 مج / لتر) من الكربون مع الاخذ فى الاعتبار عدم التعرض او استخدام مواد عضوية مثل الانابيب المطاطية والاوانى البلاستيكية حيث انها تتداخل مع العينة.

 

ويبين الجدول التالي الكيماويات واجهزة القياس المستخدمة فى بعض اختبارات فحص المياه .

 

أحــمــد السـروي

إستشاري معالجة المياه وجودة المختبرات والبيئة

 

المراجع العلمية

  • احمد السروي ,العمليات الاساسية لتنقية مياه الشرب , دار الكتب العلمية , 2012.
  • البرنامج التدريبي لمشغلي محطات تنقية مياه الشرب المستوى (ج) دليل المتدرب ,الجزء الثاني الاختبارات المعملية , مشروع دعم قطاع مياه الشرب والصرف الصحي , الوآالة الأمريكية للتنمية الدولية , 2012.
  • البرنامج التدريبي لمحللي معامل تحاليل مياه الشرب المستوى (ج) دليل المتدرب ,الجزء الثاني الاختبارات المعملية , مشروع دعم قطاع مياه الشرب والصرف الصحي , الوآالة الأمريكية للتنمية الدولية , 2013.

 

atomic absorption جهاز الامتصاص الذرى

معظم الصناعات فى وسط البيئة تكون احيانا مواد كيميائية او بتروكيماويات او مواد صيدلانية او جيولوجيا  ولكى تتم هذه الصناعات لا بد وان يتم  معرفة تركيز العناصر وذلك بعمل تحاليل على كثي  من العينات  ولهذا لا بد من اختيار طريقة مناسبة للتحاليل فى المعامل وذلك باستخدام تقنية مناسبة وجهاز مناسب مثل  استخدام

  • AA Flam and Graphit furnace atomic absorption (AA) spectroscopy,
  • Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES)
  • Inductively coupled plasma mass, spectrometry (ICP-MS).

الاختيار المناسب يتطلب فهم اساسى عن كل تقنية جهاز وقدرته وحدوده وكذلك معرفة متطلبات المعمل  ونطاق العمل وعينة الانتاج وجودة البيانات

 

1-Flam and Graphit furnace atomic absorption (AA) spectroscopy

 

فى الحقيقة  هو ليست تقنية واحدة بل ثلاث تقنيات

  • atomic absorption
  • atomic emission
  • atomic fluorescence

الاكثر استخداما

 

atomic absorption and atomic emission (AE)

 

  • atomic absorption

هى عملية تحدث عندما تمتص الذرة وهى فى الحالة الطبيعية طاقة  فى صورة ضوء عند طول موجى معين فتتحول الى الحالة المثارة – كيمة االطاقة الضوئية الممتصة عند هذا الطول الموجى  سوف تزيد اذا زادت عدد ذرات العناصر المختارة فى  المسار الضوئى وتكون هناك علاقة بين  كمية الضوء الممتصة  وتركيز الماد فكمية الضوء تعبر عن تركيز المادة

 

 

مصدر ضوئى احادى اللون للحصول على طول موجى معين فى الضور لاستخدامه فى القياس( المستخدم عادة هو مصباح     –  اللمبات المختلفة تستخدم لكل  عنصر يتم تحديده  العناصر EDL  او الكترود مصباح التفريغ HCL الكاثود

 

-يمكن الجمع بين بعض العناصر وبعضها باستخدام مصباح واحد  مكتشف لقياس الضوء  بدقة- كان سيتخدم فى الماضى انابيب   المضخم كمكتشف  Soild –state

حاليا يستخدم  مكتشف الكترونيات لمعالجة اشارات البيانات وعرض البينات وابلاف النظام عند حدوث خطأ مصدر الذرة المستخدم يجب ان يحرر الذرا المراد تحليلها من العينة  , مصدر الطاقة يجب ان يسخن والاكثر شيوعا استحدام لهب

air/acetylene or  nitrous-oxide/acetylene

 

العينة يجب ان تقدم على هيئة aerosol بواسطة نظام ادخال العينة والذى يتكون من البخاخات nebulizer و غرفة تكوين الرذاذ spray chamber

يتم محاذاة رأس الموقد بحيث شعاع الضوء  يمر  من خلالها االلهب حيث يتم امتصاص الضوء

  • Graphite furnace atomic absorption (GFAA)

يكون غير فعال نسبيا لانه باخذ جزء صغير من العينة     atomic absorption فى الحود الكبيرة عندما نستخدم  لتصل اللى اللهب ويمر الضوء سريعا  على هذه العينة  ولكن هنا يتم تفتيت العينة واخذ جزء صفير ابقاء الضوء المار على العينة لفترة طويلة وايضا تعزيز حساسية هذه التقنية باستخدام التبخر الكهرحرارى

يتم استبدال  اللهب بواسطة أنبوب الجرافيت المسخنة كهربيا- العينة تقدم وتدخل مباشرة الى الانبوبة- ثم تسخينها في سلسلة من الخطوات المبرمجة لإزالة مكونات المذيبات ومكونات المخاليط الرئيسية

العينة المراد تحليلها تفتت والذرات وتبقى الذرات داخل الانبوبة حيث يمر الضوء من خلال الانبوبة  ويمتد  فترة من الوقت –نتيجة لذلك حساسية وحدود الكشف تحسنت بشكل ملحوظ

 

مميزاته

  • فترة التحليل اطول
  • تحليل عدد اقل من العناصر وبالتالى حساسيته وقدرته على تحليل عينات صغيرة جدا
  • يعين اكثر من 40 عنصر فى العينات بالميكرولتر ويكون افضل بنسبة من 100 الى 1000 بالنسبة للامتصاص الذرى عن طريق اللهب

 

Transversely heated graphite atomizer (THGA) with L’vov platform

استخدام التفتيت بواسطة تسخين  الجرافيت المستعرض

الافضل لتحقيق الشكل الحرارى

1-   وسط ثابت خلال استخدام المستعرض المطبق L’vov platform

2-  اقصى طاقة للتسخين والجهاز المعروف باسم

وظيفة اللوح المستخدم

  • يؤخر من عملية التبخر والتفتيت حتى تصل غلاف الفرن الى شروط الاتزان
  • التدفئة المستعرضة فى انبوب الجرافيت تؤدى الى توزيع درجات الحرارة جميع انحاء طول الانبوب

ليقلل من تأثير التبخر – كل الجرافيت المكون للفرن  لا بد وان تكون خاملة –طويل الامد –ذات جودة عالية وقاوة دائما لضمان جودة  التكرارية على المدى الطويل.

 

Application of Quality Assurance System in Wastewater Laboratories

Introduction

The incomplete application of Quality Assurance system inside wastewater laboratories will lead to obtain inaccurate and unreliable laboratories results , and these inaccurate results will lead to incorrect decisions that will affect the proficiency of wastewater treatment plants and affect the treatment operations parameters of the plant , therefore obtain treated water which not compatible to environmental laws and regulations. So applying Quality Assurance system inside laboratory is very important for obtaining accurate and reliable analytical results.

Implementation of the Quality Assurance system inside laboratory is considered to be one of the major standards that all wastewater laboratories should be done. Application of Quality assurance system in laboratories improves the quality of test results and elevates the confidence level from the customer side.

        The laboratory Quality Management System will consist of Quality assurance manual, written procedures, work instructions, and records. The manual should include a quality policy that defines a statistical level of confidence used to express the precision and accuracy of data .Quality systems, which include quality assurance policies and all quality control processes, must be in place to document and ensure the quality of analytical data produced by the laboratory and to demonstrate the competence of the laboratory. (1)

     Quality Assurance is the definitive program for laboratory operation that specifies the measures required to produce defensible data of known precision and accuracy. This program will be defined in a documented laboratory quality system. (1)

    Also Quality Assurance can be defined as it is a Part of quality management focused on providing confidence that quality requirements will be fulfilled. (2)

 

 

Quality Assurance objectives

      It is the responsibility of the laboratory’s management to identify and state, in writing, what the quality goals of the laboratory are to be.

      The primary objective of a laboratory’s quality assurance system is to improve and maintain at a high level the precision and accuracy of the laboratory’s “product.” Here, the laboratory’s product can be defined as “the report issued as the result of analytical, measurement, or testing activity conducted on a sample or samples received from some source.” Management, administrative, statistical, investigative, preventive, and corrective techniques are among those which may be used to maximize the quality of the reported data. (3)

Secondary objectives which may be established to reach primary goals might be:

  • To establish the level of the laboratory’s routine performance.
  • To make any changes in the routine methodology found necessary to make it supportive of the management policy regarding reduction of costs associated with corrective action and evaluation.
  • To set objectives associated with achieving management’s mandate to assure continuous improvement of quality performance.
  • To establish program goals for the laboratory’s quality and technology training efforts. (3)

As shown in figure 1 laboratory quality management systems based mainly on quality control activities and quality assurance, and consists of Quality assurance manual, written procedures, work instructions, and records. Quality system of laboratory includes a quality policy of organization that provides guidance to the organization on the pathway to continuous improvement of its quality performance.

Stages of Establishment of Quality Assurance system inside wastewater laboratories

        The quality assurance system of wastewater laboratories is based according to requirements of Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition.

Since 1905, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater has represented “the best current practice of American and European water and wastewater analysts.

The 20th Edition of “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater are approved by USA Protection Agency’s (EPA) Serving as a comprehensive guide for water and wastewater  quality testing of a wide variety of contaminants in water and wastewater. This comprehensive reference covers the following:

  • All aspects of water and wastewater analysis techniques.
  • All Quality Control measures and activities inside water and wastewater laboratories.
  • All Quality Assurance procedures applied in water and wastewater laboratories for assure quality and accuracy of analysis results.

1- First stage Studying the Laboratory Current Situation

Laboratory made analytical study for all data and information specified to laboratory current situation to know the exact status of laboratory and evaluation the possibilities and available means for applying quality assurance system laboratory.

Laboratory made a comparison between requirements of Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater and the actual practices done in the laboratory which is already applied in current situation. Gap analysis is done between standard requirements and available possibilities for determine the additional work should be done to start applying QA system as well as efforts required for maintain laboratory efficiency.

Gap analysis results state that laboratory needs more efforts to improve quality like:

  • Lab staffs need more training about Quality control of analytical results.
  • Lab did not have standard procedures for sampling, calibration and equipment maintenance.
  • Lab sampling staffs need training for proper collection and handling of samples.

2– Second Stage Enlightenment, and Training of lab staff

All laboratory staff is subjected to training courses and practices which concentrate on Enlighten and inform them clearly the importance, goals, objectives and benefits of applying quality assurance system inside laboratory.

 The following Training courses had been done internally for lab staff:

  • Gable wastewater treatment principals and techniques.
  • Sampling quality control.
  • Quality control for wastewater laboratories.
  • Quality assurance for wastewater laboratories.

 All training courses and practices are designed well to ensure that all laboratory staff is aware with all necessary knowledge and information related to quality system that affect their duties and tasks .after training the courses and practices are reviewed and evaluated to determine the degree of awareness and benefits.

3- Third stage Writing all procedures, work instructions and documents

Procedures, documents and instructions of sampling, analytical methods, instrument calibration, equipments maintenance, chemicals handling, storage, data reduction, validation and reporting, quality control and corrective, preventive actions had been written for preparing quality manual.

4- Fourth stage Writing Quality Assurance manual

       By assistance of consultants Quality manual is determined and written which include all definitions and concepts of quality assurance and also include quality policies of the laboratory. Quality manual refers to all procedures, instruction, actions and polices that laboratory follow to fulfill the managerial and technical requirements of standard method.

Steps of Preparation for Write Quality Assurance Manual.

    Preparation and writing Quality Assurance Manual of Gable laboratory processed the following steps inside laboratory:

  • All technical and administrative aspects inside laboratory are organized and arranged.
  • Importance, goals, objectives and benefits of applying quality assurance are determined and identified to all laboratory staff.
  • Establishing Objectives and Priorities
  • Collection and Review of Existing Procedures.
  • Preparation of a Flowchart.
  • Identification of Program Requirements.
  • Identification of Shortfalls and the Assignment of Priorities.
  • Writing the Manual.
  • Reviewing and making necessary changes.

        In the laboratory quality assurance manual all managerial responsibility, authority, quality goals, objectives and commitment to quality are specified and documented clearly.

       The manual is written clearly to ensure that all laboratories personal understand their roles and responsibilities.

        Procedures are instituted to permit tracing a sample and its derivatives through all steps from collection through analysis to reporting final results to the laboratory’s client and disposal of the sample .Adequate and complete documentation are performed to assure data defensibility and to meet laboratory qualification requirements and ensure full traceability for all tests and samples.

       Preventive maintenance procedures are used and documented for instrumentation and equipment to reduce instrument malfunction, maintain more consistent calibration, be cost effective, and reduce downtime. Measurement traceability is included to standard reference materials in the Quality Assurance manual or Standard Operation Procedure to establish the integrity of the laboratory calibration and measurement program.

       Logbooks are maintained for each test or procedure performed with complete documentation on preparation and analysis for each sample, including sample identification , associated standard and QC samples , method reference ,date/time of preparation/analysis ,analyst, weights and volumes used, results obtained and any problems encountered. Logbooks are kept that document maintenance and calibration for each instrument or piece of equipment. The data obtained from an analytical instrument are subjected to data reduction processes described in the applicable SOP before the final result can be obtained. Calculations and any correction factors, as well as the steps to be followed in generation the sample result are specified in the quality assurance manual or SOP. Analytical results are reported in standard units of mass, volume, or concentration as specified in the method of analysis or SOP.

     The following table shows components of Gable wastewater laboratory Quality Assurance Manual.

5– Fifth stage application of Q.A system requirements inside laboratory

       Applications of Q.A system requirements according to quality plan are done by make and activate all procedures and work instruction which cover all laboratory processes and activities. Laboratory processes and activities include all laboratory files such as Standard Operation Procedures SOPs file, Instruments and Equipment’s file, Personal file, and Documents and Records files.

6- Sixth Stage Review (Auditing) of laboratory Quality System

     Auditing is processed to determine whether the quality activities and their results comply with the established documentation; to confirm whether these activities are appropriate for achieving the objectives proposed and whether they have been implemented effectively.

 Review System Efficiency has been done by detecting   the nonconformity points for system requirements. Internal auditing is performed by Quality Assurance department. Internal auditing has been achieved through all laboratory regulations and through standard quality techniques and done for self-evaluation and for improvement.

6- Seventh stage Corrective and Preventive Actions.

     Corrective and Preventive Actions are executed to ensure achieving the goals of applying quality assurance system followed by monitor and control the execution of these actions.

The following figure shows the stages of Establishment of Quality Assurance system inside Gable laboratory.

By

Ahmed Ahmed Elserwy

Water & Environmental Consultant

Technical Manager Louts for Water Treatment

References

(1) APHA, AWWA, and WEF, 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Twentieth Edition, Washington, DC,2003.

(2) AOAC International (2006), Terms and Definitions. Available: www.aoac.org/terms.htm accessed 23 September 2006.

(3) Thomas A. Ratliff, The Laboratory Quality Assurance system, John Wiley & Sons, Inc. 2003