VDI 4256 Blatt 1-2010 Bioaerosols and biological agents - Determination of performance characteristics - Culture-based counting methods.pdf

1、ICS 07.100.99, 13.040.20 VDI-RICHTLINIEN Oktober 2010 October 2010 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Bioaerosole und biologische Agenzien Ermittlung von Verfahrenskenngren Zhlverfahren basierend auf kulturellem Nachweis Bioaerosols and biological agents Determination of performance characteristics Culture

2、-based counting methods VDI 4256 Blatt 1 / Part 1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this guideline h

3、as been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL

4、 Fachbereich Umweltmesstechnik VDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1a: Maximale Immissions-Werte VDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4: Analysen- und Messverfahren I VDI-Handbuch Biotechnologie Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet/Reproduction evenfor internaluse not

5、permittedFrhere Ausgabe:07.06Entwurf, deutschFormeredition: 07/06 Draft,inGerman onlyZubeziehen durch/ Available at Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin AlleRechte vorbehalten / Allrightsreserved VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2010Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung 2 1 Anwen

6、dungsbereich 4 2 Grundannahmen 5 3 Begriffe. 5 4 Formelzeichen 8 5 Validierung . 10 5.1 Charakterisierung des Messverfahrens 10 5.2 Vergleich mit Qualittsanforderungen 12 5.3 Nachweis der Erfllung 12 6 Ermittlung der Verfahrenskenngren 13 6.1 Messobjekt, Messgre 13 6.2 Nachweisgrenze . 13 6.3 Bestim

7、mungsgrenze . 14 6.4 Wiederholstandardabweichung/ Wiederholgrenze . 14 6.5 Vergleichstandardabweichung/ Vergleichgrenze. 15 6.6 Proportionalitt 17 6.7 berdispersion . 17 6.8 Robustheit . 18 6.9 Messunsicherheit . 19 7 Verifizierung . 25 7.1 Vergleichstandardabweichungen 25 7.2 Wiederholstandardabwei

8、chungen . 26 7.3 berdispersionsfaktor 26 7.4 Unsicherheit der Volumenbestimmung bei der Probenahme . 25 Anhang A Beispiel zur Berechnung von Kenngren 27 Anhang B Datentrger 37 Schrifttum . 40 Preliminary note. 2 Introduction . 2 1 Scope 4 2 Basic assumptions . 5 3 Terms and definitions 5 4 Symbols 8

9、 5 Validation 10 5.1 Characterization of the measurement method. 10 5.2 Comparison with the quality requirements 12 5.3 Proof of compliance . 12 6 Determination of performance characteristics 13 6.1 Measurement object, measurand . 13 6.2 Detection limit . 13 6.3 Limit of quantification 14 6.4 Repeat

10、ability standard deviation/ repeatability limit . 14 6.5 Reproducibility standard deviation/ reproducibility limit . 15 6.6 Proportionality . 17 6.7 Overdispersion . 17 6.8 Robustness . 18 6.9 Measurement uncertainty 19 7 Verification . 25 7.1 Reproducibility standard deviation 25 7.2 Repeatability

11、standard deviations 26 7.3 Overdispersion factor . 26 7.4 Uncertainty of the volume determination during sampling . 25 Anhang A Example for the calculation of performance characteristics . 27 Anhang B Data carrier 37 Bibliography 40 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-0

12、4 2 VDI 4256 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elek

13、tronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die e

14、hrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4256. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the require

15、ments and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of cop

16、yright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guideline can be accessed on the internet at www.vdi.d

17、e/4256. Einleitung Die Messung von Partikeln und gasfrmigen che-mischen Verbindungen in der Auenluft wird seit vielen Jahren vorgenommen und ist im Bundes-Immissionsschutzgesetz und seinen Verordnungen sowie in der TA Luft geregelt. Ziel dieser Messun-gen ist es, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Bo

18、-den, das Wasser, die Atmosphre sowie Kultur-und sonstige Sachgter vor schdlichen Umwelt-einwirkungen zu schtzen und soweit es sich um immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedrfti-ge Anlagen handelt dem Entstehen schdlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen. Die gesetzli-chen Vorgaben zur Begrenzung m

19、ikrobieller Emis-sionen sind bislang nur allgemein formuliert. So schreibt die TA Luft fr bestimmte Anlagen vor, die Mglichkeiten, die Emissionen an Keimen und Endotoxinen durch dem Stand der Technik ent-sprechende Manahmen zu vermindern, sind zu prfen“. Ergnzend wurden zahlreiche Technische Regeln

20、im Arbeitsschutz (Technische Regeln fr Biologische Arbeitsstoffe (TRBA) und Umwelt-schutz erstellt. Weiterfhrende Informationen fin-den sich in der Schriftenreihe der Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) Band 30 1, Band 35 2 und Band 39 3. Introduction The measurement of particles and gaseous chem

21、i-cal compounds in ambient air has been carried out for many years and is regulated by the German Federal Immission Control Act (BImSchG) and the associated implementing ordinances including the Technical Instructions on Air Quality Control (TA Luft). The purpose of these measurements is to protect

22、humans, animals and plants, soil, the at-mosphere as well as cultural objects and other ma-terial goods from harmful effects on the environ-ment and to the extent plants subject to licensing are involved to prevent the occurrence of any such harmful effects on the environment. The statutory requirem

23、ents for the limitation of micro-bial emissions have so far not been detailed and are of a general nature only. The Technical Instruc-tions on Air Quality Control (TA Luft) specifies for certain facilities, that “the possibilities to re-duce emissions of germs and endotoxins by state of the art tech

24、niques shall be examined”. Addition-ally numerous Technical Rules have been estab-lished in the field of occupational health and safety (Technical Rules for Biological Agents (TRBA) and environmental protection. Continuative infor-mation can be obtained from the publication series by Commission on A

25、ir Pollution Prevention (Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) Vol-ume 30 1, Volume 35 2 and Volume 39 3. Der Themenbereich Bioaerosole und biologische Agenzien“ ist aufgrund seiner Komplexitt in meh-rere Richtlinienreihen unterteilt. Die Richtlinienreihe VDI 4250 beschreibt die Wir-kung mikrobiell

26、er Luftverunreinigungen auf den Menschen. The subject area ”Bioaerosols and biological agents“ is divided into several guideline series due to its complexity. The guideline series VDI 4250 describes the im-pact of microbial air pollution on humans. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormC

27、D - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI 4256 Blatt 1 / Part 1 3 Die Richtlinienreihe VDI 4251 legt die Bedingun-gen fest, die bei der Planung von Immissionsmes-sungen mikrobieller Luftverunreinigungen berck-sichtigt werden mssen. In der Richtlinienre

28、ihe VDI 4252 werden die ver-schiedenen Verfahren zur Probenahme von Bioae-rosolen beschrieben und die Anforderungen an die Durchfhrung der Immissionsmessungen festge-legt. Die Richtlinienreihe VDI 4253 legt die Bedingun-gen fr die Anzucht und Detektion von Mikroor-ganismen sowie fr die Analyse von V

29、iren fest und baut auf der in VDI 4252 und VDI 4257 beschrie-benen Probenahme auf. Die Richtlinienreihe VDI 4254 beschftigt sich mitder Analyse von gasfrmigen Luftverunreinigun-gen mikrobieller Herkunft wie MVOC Endotoxi-nen, Mykotoxinen und Glucanen. Die Richtlinienreihe VDI 4255 stellt die unter-s

30、chiedlichen Emissionsquellen mikrobieller Luft-verunreinigungen dar und beschreibt Verfahren zur Minderung dieser Emissionen. In der Richtlinienreihe VDI 4256 werden die sta-tistischen Kenngren, die fr die Beschreibung und Vergleichbarkeit der Verfahren notwendig sind, festgelegt. Die Richtlinienrei

31、he VDI 4257 beschreibt die Pla-nung, die Durchfhrung und die verschiedenen Verfahren der Emissionsmessung von mikrobiellen Luftverunreinigungen. Die Richtlinienreihe VDI 4258 beschreibt die Her-stellung von Prfbioaerosolen zur Validierung von Messverfahren. Die Anwendung der vorliegenden Richtlinie

32、setzt die Bercksichtung der oben aufgefhrten Richtli-nienreihen voraus, sobald diese verfgbar sind. Eine bersicht der aktuellen Richtlinien ist im Internet unter www.vdi.de/bioaerosole abrufbar. The guideline series VDI 4251 defines the condi-tions to be taken into account in ambient air meas-uremen

33、t planning for the assessment of microbial air pollutants. In guideline series VDI 4252 different bioaerosol sampling methods are described and the require-ments for the realization of the ambient air meas-urement are laid down. The guideline series VDI 4253 lays down the con-ditions for cultivation

34、 and detection of bioaerosols as well as for the analysis of viruses and is based on the sampling method described in VDI 4252 and VDI 4257. The guideline series VDI 4254 is concerned with the analysis of air pollution of microbial origin such as MVOC (microbial volatile organic com-pounds), endotox

35、ins, mycotoxins and glucanes. The guideline series VDI 4255 presents different sources of emission of microbial air pollution and describes methods for the reduction of these emis-sions. Guideline series VDI 4256 defines the statistical characteristics required for the description and comparability

36、of the methods. Guideline series VDI 4257 describes the planning, the procedure and the different methods for emis-sion measurements of microbial air pollutants. Guideline series VDI 4258 describes the prepara-tion of testing bioaerosols for the validation of measurement methods. The application of

37、this guideline presupposes the consideration of the above guideline series to the extent these are already available. An overview of all relevant guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/bioaerosole. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie VDI 4256 Blatt 1 legt fest, welche statistische K

38、enngren fr die Charakterisierung von auf Zhlung beruhenden Verfahren zur Ermitt-lung mikrobieller Luftverunreinigungen zu ermit-teln sind. Unter zhlenden Verfahren werden hier Methoden zur quantitativen Bestimmung von vermehrungsf-higen, das heit koloniebildenden Einheiten (KBE) aus einem definierte

39、n Probenahmevolumen auf einem geeigneten Nhrmedium zusammengefasst. Man unterscheidet dabei direkte Verfahren, bei denen die Zhlung unmittelbar von der Probe erfolgt (z. B. auf Nhrboden aufgelegte Filter, Impaktions-1 Scope The guideline VDI 4256 Part 1 specifies which statistical characteristics ha

40、ve to be identified for the characterization of the methods for determina-tion of microbial air pollutants based on counting.Under counting methods are summarized here the methods for quantitative determination of units that are capable of reproduction, i.e. colony-forming units (CFU) from a defined

41、 sampling volume on a suitable culture medium. A difference is made thereby between direct me-thods where counting takes place directly from the sample (e.g. filters, impaction plates applied on B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 4256 Blatt 1 / Part 1 Alle Rec

42、hte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 platten) und indirekte Verfahren, bei denen die Zh-lung erst nach einer weitergehenden Aufarbeitung der Probe (z. B. Ablsen der Bioaerosole vom Filter, Suspension und Verdnnung) erfolgt. Die Differenzierung und Identifizierung einzelne

43、r Gattungen oder Spezies und ihre zahlenmige Erfassung sowie die mit den Identifizierungsver-fahren verbundenen Kenngren, sind nicht Ge-genstand dieser Richtlinie. Diese Richtlinie beschreibt hauptschlich Kenn-gren, die bei der Entwicklung eines Verfahrens bestimmt werden mssen. Fr die Begrenzung vo

44、n mikrobiellen Luftverunreinigungen existieren der-zeit noch keine gesetzlichen Vorgaben und Grenz-werte. Obwohl inzwischen bereits mehrere Mess-verfahren standardisiert wurden und somit die Vergleichbarkeit der Messergebnisse erhht wur-de, wurden diese Verfahren noch nicht in dem hier beschriebenen

45、, umfassenden Ma validiert. Diese Richtlinie liefert das Rstzeug fr eine zuknftig erforderliche vollstndige Validierung. Darber hinaus gibt Abschnitt 7 Hinweise fr die Verfahrensanwender beim Einsatz der entspre-chend standardisierten und validierten Verfahren. Diese Richtlinie ist somit auch ein Hi

46、lfsmittel fr die interne Qualittssicherung eines Labors. In Anhang A wird ein anschauliches Rechenbei-spiel gegeben, bei dem die Ergebnisse eines Ring-versuchs mithilfe dieser Richtlinie ausgewertet wurden. Zur Erleichterung der Validierung und Verifizierung ist dieser Richtlinie ein MS-Excel-Auswer

47、teprogramm beigefgt, mit dem sich die hier beschriebenen Kenngren berechnen lassen. culture media) and indirect methods where counting does not take place before an advanced preparation of the sample (e.g. removal of the bioaerosols from the filter, suspension and dilution). The differentiation and

48、identification of individual genera and species and their numerical determina-tion as well as the characteristics related to the methods of identification are not subject of this guideline. This guideline primarily describes such characte-ristics that shall be determined in the course of a method de

49、velopment. At present there are still no legal regulations and limit values for the limitation of microbial air pollutants. While numerous mea-surement methods have already been standardized in the meantime thus increasing the comparability of measurement results, these methods have not yet been validated to the global extent as described herein. This guideline provides the instrument for a complete validation as required in the fu