APAT ARPAC

4° Convegno nazionale

FITOFARMACI E AMBIENTEFITOFARMACI E AMBIENTEAmbiente Alimenti SaluteAmbiente Alimenti Salute

Napoli, 14 e 15 maggio 2003

Linee guida per un approccio semplificato Linee guida per un approccio semplificato alla alla validazionevalidazione dei metodi multiresiduo.dei metodi multiresiduo.Applicazione al metodo per la ricerca dei Applicazione al metodo per la ricerca dei residui di fitofarmaci in matrici ambientaliresidui di fitofarmaci in matrici ambientali

Alessandro FranchiARPA Toscana

A. Franchi

28%

72%

Tecniche di estrazione liquido-solido

Tecniche di estrazione liquido-liquido

Tecniche di analisi utilizzate nei laboratori delle agenzie (dati 1997)

A. Franchi

COMBINAZONI DI TECNICHE

GC-NPD GC-ECD 21212121GC-NPD GC-ECD GC-MS 18181818GC-NPD GC-MS 5555

TECNICHE SINGOLE

GC-NPD 13131313GC-MS (FULL SCAN) 10101010GC-ECD 9999GC-MS (SIM) 7777HPLC-DAD 6666

A. Franchi

Metodi “ufficiali” italiani per l’analisi di residui nelle acque

1. Determinazione di residui di prodotti fitosanitari. Metodo per estrazione in fase solida C-18 e analisi gascromatografica con rivelatori selettivi. In “Metodi analitici per le acque destinate al consumo umano” Volume 2Rapporti Rapporti IstisanIstisan 00/1400/14 PtPt. 1 (2000).. 1 (2000).

2.2. Prodotti fitosanitari (antiparassitari, pesticidi)Metodo IRSA 5060 (2003Metodo IRSA 5060 (2003??).).

A. Franchi

Validazione metodo

APPROCCIO TEORICO

Tiene in considerazione tutte le possibili combinazioni fra:

• MATRICE

• RESIDUO

•LIVELLO DI CONCENTRAZIONE

A. Franchi

Validazione Validazione metodometodo

APPROCCIO SEMPLIFICATO

Scelta di target di:

• MATRICE

• SOSTANZA ATTIVA

• LIVELLO DI CONCENTRAZIONE

A. Franchi

• Sostanze attive riscontrate più comunemente

• Sostanze attive rappresentative di classi chimiche e gruppi funzionali

• Sostanze attive imposte da normativa

• Sostanze attive potenzialmente pericolose per la salute o per l’ambiente

• Sostanze attive rappresentative per S, Pv, Kow, pKaecc.

• Sostanze attive selezionate per tecnica di analisi (GC, HPLC)

Scelta di sostanze attive rappresentative Scelta di sostanze attive rappresentative (target)(target)

A. Franchi

ERBICIDITRIAZINICI 11 ATRAZINA, TERBUTILAZINA, SIMAZINATRIAZINICI METABOLITI 4 ATRAZ. DESETIL, TERBUT. DESETILTIOCARBAMMATI 5 MOLINATECLOROACETANILIDICI 4 ALACLOR, METOLACLORNITROANILINICI 3 PENDIMETALINUREICI 3 METOBROMURON, LINURONAMIDICI 2 PROPIZAMIDEARILOSSIALCANOICI 2 MCPASULFONILUREE 2 CINOSULFURONTRIAZINONICI 2 HESAZINONECHINOLINCARBOSSILICI 1 QUINCLORACDIFENILETERI 1 OXIFLUORFENURACILICI 1 BROMACILE

FUNGICIDIAZOLICI 5 PENCONAZOLO, TEBUCONAZOLO, MICLOBUTANILACILANILINICI 4 METALAXIL, OXADIXILDICARBOSSIMIDICI 3 PROCIMIDONE

INSETTICIDIFOSFORGANICI 8 CLORPIRIFOS, DIMETOATOCLORORGANICI 8 DIELDRIN, ENDOSULFANCARBAMMATI 2 PROPOXURPIRETROIDI 1 DELTAMETRINA

SS.AA. COMUNEMENTE RISCONTRATE (Italia, 2000)SS.AA. COMUNEMENTE RISCONTRATE (Italia, 2000)

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000-

0,01

0,01

-0,1

0,1-

1

1-10

10-1

00

100-

1000

1000

-100

00

1000

0-10

0000

1000

00-

1000

000

1000

000

- oo

DISTRIBUZIONE SOLUBILITA’ SS.AA.DISTRIBUZIONE SOLUBILITA’ SS.AA.

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000-

0,01

0,01

-0,1

0,1-

1

1-10

10-1

00

100-

1000

1000

-100

00

1000

0-10

0000

1000

00-

1000

000

1000

000

- oo

deltam

etrina

oxifluor

fen,

ipr

odione

triflura

lin

terb

utila

zina

, clor

pirifo

s met

.

atra

zina

, lin

uron

, et

ofum

esat

e

alac

lor,

met

olac

lor

DISTRIBUZIONE SOLUBILITA’ SS.AA.DISTRIBUZIONE SOLUBILITA’ SS.AA.

MCP

A, ox

adixil,

cinos

ulfu

ron

dimet

oato

,hex

azinon

e

bent

azon

e,ac

efat

e,pr

opam

ocar

b

met

amidof

os

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

800-

10-1

0

10-1

0- 1

0-9

10-9

- 10-

8

10-8

- 10-

7

10-7

- 10-

6

10-6

- 10-

5

10-5

- 10-

4

10-4

- 10-

3

10-3

- 10-

2

10-2

- 10-

1

10-1

- 1 > 1

DISTRIBUZIONE PRESSIONE DI VAPORE SS.AA.DISTRIBUZIONE PRESSIONE DI VAPORE SS.AA.

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

800-

10-1

0

10-1

0- 1

0-9

10-9

- 10-

8

10-8

- 10-

7

10-7

- 10-

6

10-6

- 10-

5

10-5

- 10-

4

10-4

- 10-

3

10-3

- 10-

2

10-2

- 10-

1

10-1

- 1 > 1

DISTRIBUZIONE PRESSIONE DI VAPORE SS.AA.DISTRIBUZIONE PRESSIONE DI VAPORE SS.AA.

trifluralinalaclorγ γ γ γ HCH

procimidone,diclobenil

propamocarb,molinate

EPTC

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

< -2 -2 - -1 -1 - 0 0 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 5 - 6 > 6

DISTRIBUZIONE DISTRIBUZIONE LogLog KowKow SS.AA.SS.AA.

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

< -2 -2 - -1 -1 - 0 0 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 5 - 6 > 6

DISTRIBUZIONE DISTRIBUZIONE LogLog KowKow SS.AA.SS.AA.

acifluor

fen

Rimsu

lfur

on, nico

sulfur

on

Oxa

dixi

l, d

imet

oato

, pr

opam

ocar

b

Hes

axizon

e,met

alax

il,met

ribu

zin

Simaz

ina,

clort

olur

on, lin

uron

Brom

ucon

azolo,

linda

no, fo

lpet

Oxifluo

rfen

, ox

adiazo

n, f

osalon

e

triflura

lin

deltam

etrina

Brom

opro

pilato

, clor

pirifo

s

A. Franchi

SS.AA. IMPOSTE DA NORMATIVA SS.AA. IMPOSTE DA NORMATIVA (D.(D.LgsLgs 152/99)152/99)

ALDRIN, DIELDRIN, ENDRIN, ISODRIN

DDT

HCB, HCH

EPTACLORO

PARATION

Sostanze pericolose prioritarieSostanze pericolose prioritarieDirettiva 2000/60/CEDirettiva 2000/60/CEDirettiva 76/464/CEEDirettiva 76/464/CEE

133 sostanze133 sostanzefra cuifra cui

33 fitofarmaci33 fitofarmaciA. Franchi

SS.AA. IMPOSTE DA NORMATIVASS.AA. IMPOSTE DA NORMATIVA

Alachlor E Foxim IAtrazina E Isoproturon EBentazone E Linuron EClorfenvinphos I MCPA ECloridazon E Mecoprop EClorpirifos I Metamidofos ICumafos I Mevinfos ID, 2,4- E Monolinuron EDemeton I Ometoato IDiclorprop E Oxidemeton-metile IDimetoato I Propanil EDisulfoton I Simazina EDiuron E T, 2,4,5- EEndosulfan I Triazophos IEptacloro I Triclorfon IEsaclorobenzene F Trifluralin EEsaclorocicloesano (α , β, γ) (α , β, γ) (α , β, γ) (α , β, γ) I

33 sostanze pericolose prioritarie ad attività fitosanitaria

A. Franchi

A. Franchi

Scelta di livelli di concentrazione Scelta di livelli di concentrazione rappresentativi (target)rappresentativi (target)

Range di concentrazioni valori medi nelle acque (2000)

Superficiali 0,00 – 0,75 (95°) ; Xm 0,14 µg/l

Sotterranee 0,00 – 0,35 (95°) ; Xm 0,06 µg/l

Livelli significativi 0,03 0,03 -- 0,050,05 µg/l (LCL) 0,10 µg/l (LMR)

Su quanti e quali livelli eseguire le prove ?Quante prove condurre per livello ?Validazione in house in house o validazione interlaboratorio ?

A. Franchi

0,05,0

10,015,020,025,030,035,040,045,050,0

0,00001 0,00010 0,00100 0,01000 0,10000 1,00000

Funzione di Horwitz e di Thompson (CVr % = 0,66 CVR %)

CVr %

Ho

Th

Concentrazione (ppm)

Valori target di precisione intralaboratorio

A. Franchi

Criteri di accettabilità della precisione

Horrat non significativamente > 1

Horrat r r

rsσ

=

Horrat R R

RSσ

=

Condizioni di ripetibilità

Condizioni di riproducibilità

A. Franchi

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

0,00001 0,0001 0,001 0,01 0,1 1

CVR %

Concentrazione (ppm)

Funzione di Horwitz e di Thompson (CVR %)

25% (D.25% (D.lgs lgs 31/2001)31/2001)

Valori target di precisione interlaboratorio

Ho

Th

A. Franchi

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

(dati F. Cioni e coll. 1999)

Dati validazione ARPAT Firenze - precisioneH

orra

t r

LIVELLO 0,5 LIVELLO 0,5 ppbppb

A. Franchi

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400concentrazione (ug/l)

CV %

(R)

Risultati proficiency test sulle acque

A. Franchi

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400concentrazione (ug/l)

CV

% (R

)

Ho

Th

Risultati proficiency test sulle acque

A. Franchi

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

HO

RR

AT

(Th)

Risultati proficiency test sulle acque

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000concentrazione (ug/l)

CV

% (R

)

Ho

Th

Risultati proficiency test sulle acque (2)

A. Franchi

ALACLORATRAZINA

CLORPIRIFOS

METOLACLOR

PIRIMIFOS METILESIMAZINA

SIMAZINA

TERBUTILAZINAPROPAZINA

METOLACLOR

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0

Hor

rat

Risultati proficiency test sulle acque (2)

σ σ σ σ R da Thompson

A. Franchi

SIMAZINA

SIMAZINA

PIRIMIFOS METILE

METOLACLOR

ATRAZINA

CLORPIRIFOSALACLOR

METOLACLORPROPAZINA TERBUTILAZINA

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

Hor

rat

Risultati proficiency test sulle acque (2)

σ σ σ σ R da Horwitz

A. Franchi

sostanza attiva livello CVR% livello CVR% livello CVR% livello CVR%

ATRAZINA 0,059 10,4 0,387 7,9 0,223 27,3ATRAZINA-DESETIL 0,101 19,4 0,240 4,5BENTAZONE 0,162 22,3 0,096 49,0SIMAZINA 0,262 14,3 0,143 13,4 0,588 37,9 0,780 23,0TERBUTILAZINA 0,160 18,2 0,072 17,8 0,744 27,4METOLACLOR 0,111 33,3 0,912 25,1 0,662 29,6ALACLOR 0,178 23,3 0,199 13,7 0,275 29,4MECOPROP 0,361 9,3 0,194 27,7D, 2,4- 0,187 14,4 0,187 14,4LINURON 0,110 5,7 0,110 5,7HEXAZINONE 0,087 22,9 0,249 22,0METALAXIL 0,252 17,6 0,161 15,3

n° laboratori (ca)

Aus 1 Aus 2 Unichim AAAF

20 20 40 25

Risultati proficiency test sulle acque

A. Franchi

Punti critici

•• Esattezza (recupero) Esattezza (recupero)

•• LOD LOD –– LOQ LOQ –– LCL LCL –– DLDL

•• Stima dell’incertezzaStima dell’incertezza

••Verifica performance del metodo (carte di Verifica performance del metodo (carte di controllo)controllo)

•• ProficiencyProficiency test (circuiti interlaboratorio)test (circuiti interlaboratorio)

A. Franchi

Criteri di accettabilità dell’esattezza

(recupero)

70 – 110 %

CORREGGERE O NON CORREGGERE IL RISULTATOPER IL GRADO DI RECUPERO ?

Recuperi accettabiliRecuperi accettabili

??

( 75 – 125 % D.lgs 31/2001 )

A. Franchi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Dati validazione ARPAT Firenze – esattezzaR

ecup

ero

%

LIVELLO 0,5 LIVELLO 0,5 ppbppb

(dati F. Cioni e coll. 1999)

A. Franchi

LOD – LOQ – LCL – DL

LOD limite di rivelabilitàLOQ limite di quantificazione (determinazione)LCL primo livello di calibrazioneDL limite di decisione

Quale espressione del risultato per indicare l’ “assenza” ?

< LOD < LOQ < LCL

Target LOQ / LCL = da ¼ a ½ LMR / LR

( 0,025 µg/l D.lgs 31/2001 )

A. Franchi

2008 2015

Bentazone 1 0,1D, 2,4- 1 0,1Diclorprop 1 0,1MCPA 1 0,1Mecoprop 1 0,1T, 2,4,5- 1 0,1

2008 2015

Atrazina 0,05 0,01Oxidemeton-metile 0,03Triazophos 0,03 0,005Trifluralin 0,03 0,003Cumafos 0,01 0,001Esaclorocicloesano 0,01 0,001Mevinfos 0,01 0,001Ometoato 0,01 0,001paration 0,01 0,001

Diuron 0,2 0,02Isoproturon 0,2 0,02Linuron 0,2 0,02Monolinuron 0,2 0,02Simazina 0,2 0,02Alachlor 0,1 0,03Cloridazon 0,1Demeton 0,1 0,01Dimetoato 0,1 0,01Disulfoton 0,1 0,01Foxim 0,1 0,01Metamidofos 0,1 0,01

Esaclorobenzene 0,003Clorfenvinphos 0,002 0,0003Clorpirifos 0,001 0,0001DDT 0,0002 2E-05aldrin 0,0001 5E-05dieldrin 0,0001 5E-05Endosulfan 0,0001 1E-05Eptacloro 0,0001 1E-05

Proposte standard di qualità per le s.p.p.

A. Franchi

INCERTEZZA DI MISURAINCERTEZZA DI MISURA

Approccio metrologico

INCERTEZZA DI CATEGORIA AINCERTEZZA DI CATEGORIA A

• misurata dai dati sperimentali

INCERTEZZA DI CATEGORIA BINCERTEZZA DI CATEGORIA B

• ricavata da dati e informazioni esterne alla sperimentazione

• pesata• tolleranze strumenti• curva di taratura • incertezza materiale di riferim.• recupero

Approccio chimico classico

USO di SUSO di SR R ==Scarto tipo di riproducibilitàScarto tipo di riproducibilità

• del metodo normato• del circuito interlab• del materiale di riferimento

• dedotta dalla funzione diHorwitz / Thompson

A. Franchi

INCERTEZZA DI MISURAINCERTEZZA DI MISURA

INCERTEZZA COMBINATA INCERTEZZA COMBINATA u = u = σσσσσσσσR R Th Th

INCERTEZZA ESTESA INCERTEZZA ESTESA U = U = 2 2 ** σσσσσσσσR R Th Th

U = U = ±± 2 2 ** 22% C22% C

C = concentrazione misurataC = concentrazione misurata

A. Franchi

Confronto fra vari approcci di incertezzaConfronto fra vari approcci di incertezza

tipo sostanza U% conc. (ppb)

metrologico atrazina 10-28 0,05-0,2

metrologico atrazina 22 0,09

Thompson tutte 44 < 120

proficiency test ≈ 25 9-88 0,05-1,0

proficiency test atrazina 16-54 0,06-0,4

A. Franchi

Limite di decisione Limite di decisione (DL) (DL)

DL = LMR + 2 SR

DL = LMR + 1,64 SR

Definizione : limite oltre il quale è possibile concludere, con una probabilità di errore stabilita, che il campione è non conforme.

A. Franchi

LMR

Criteri per l’interpretazione dei risultati ai fini della verifica di conformità

Xm

+U

-U

A. Franchi

Alessandro FranchiARPAT Dipartimento di FirenzeTelefono 055-3206211Fax 055-3206218e-mail a.franchi@arpat.toscana.it