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AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München. Novellierung der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung – Auswirkungen für die Untersuchungsstellen. Prof. Dr. mult. Dr. h.c. Konstantin Terytze, Dr. Ines Vogel, Umweltbundesamt, Dipl.- Ing. Angelika Nestler, Freie Universität Berlin.
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AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München Novellierung der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung – Auswirkungen für die Untersuchungsstellen Prof. Dr. mult. Dr. h.c. Konstantin Terytze, Dr. Ines Vogel, Umweltbundesamt,Dipl.- Ing. Angelika Nestler, Freie Universität Berlin
Allgemeine Grundsätze Neue prioritäre Schadstoffe und Untersuchungsverfahren Messunsicherheit Gleichwertigkeit Gliederung
AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München 1. Allgemeine Grundsätze
Anhang 1 Anforderungen an die Probennahme, Analytik und Qualitätssicherung bei der Untersuchung 0 Grundsätze Die bei Untersuchungen im Rahmen dieser Verordnung anzuwendenden Verfahren und Methoden müssen dem Stand der Bodenanalytik entsprechen. Im Sinne dieses Anhangs ist der Stand von Verfahren und Methoden der Entwicklungsstand fortschrittlicher Verfahren und Methoden, der ihre praktische Eignung zu den vorstehend genannten Untersuchungen gesichert erscheinen lässt (Stand der Bodenanalytik). Grundlegende Verfahren und Methoden, die dem Stand der Bodenanalytik entsprechen, sind im Anhang 1 zu dieser Verordnung aufgeführt. Weitere Verfahren und Methoden, insbesondere Nachweismethoden, die dem Stand der Bodenanalytik entsprechen, werden vom Bundwesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit nach Anhörung der zuständigen Landesbehörden im Bundesanzeiger veröffentlicht. Erkenntnisse über den Stand derBodenanalytikwerden durch einen ausgewählten Kreis von Fachleuten aus Bund und Ländern sowie der Betroffenen, der vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit einberufen wird (Fachbeirat für Bodenuntersuchungen) zusammengetragen und dem Bundwesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zur Veröffentlichung empfohlen. Anforderungen an die Probennahme, Analytik und Qualitätssicherung bei der Untersuchung - Grundsätze
AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München 2. Neue prioritäre Schadstoffe und Untersuchungsverfahren
AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München 3. Messunsicherheit
Anhang 1 Anforderungen an die Probennahme, Analytik und Qualitätssicherung bei der Untersuchung Qualitätssicherung 4.2 Probenvorbehandlung und Analytik Für das Analysenergebnis ist eine Messunsicherheit anzugeben. Ein geeignetes Verfahren zur Abschätzung der Meßunsicherheit wird vom Fachbeirat für Bodenuntersuchungen empfohlen und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Bundesanzeiger veröffentlicht. Zugleich werden aktuelle Angaben zur Messunsicherheit bei der Bestimmung von Schadstoffen in Böden bekannt gemacht. Die Angaben zur Meßunsicherheit sollen bei der Bewertung von Schadstoffbelastungen berücksichtigt werden. Messunsicherheit
Qualitätskontrolle nach BBodSchV Kalibrierung von Mess- und Prüfmitteln Nachweis- und Bestimmungsgrenzen nach DIN 32645: 05.94 Einsatz zertifizierter und/oder laborinterner Referenzmaterialien unabhängige Mehrfachbestimmungen Ermittlung der Reproduzierbarkeit (Präzision) und Richtigkeit der Untersuchungsergebnisse Messunsicherheitgemäß DIN 1319-3: 05.96 und/oder DIN 1319-4: 12.85
Teilnahme an Vergleichsprüfungen und Ringversuchen Kompetenzbestätigung gemäß DIN EN 45001: 05.90 bzw. DIN EN ISO/IEC 17025 Qualitätsfeststellung nach BBodSchV
Messunsicherheit nach DIN EN ISO/IEC 17025 Schätzung der Messunsicherheit Verfahren für die Schätzung der Messunsicherheit müssen in Prüflaboratorien vorhanden sein und angewendet werden. Alle Unsicherheitskomponenten müssen bei der Ermittlung der Messunsicherheit berücksichtigt, die für den betreffenden Fall von Bedeutung sind, werden und angemessene Auswertungsverfahren müssen herangezogen werden. Messtechnische Rückführung Für den Fall, dass die Kalibrierung der Analysengeräte einen großen Anteil zur Gesamtunsicherheit beiträgt, so muss sichergestellt werden, dass die Analysengeräte die geforderten Messunsicherheiten liefern können.
Analysenergebnis nach BBodSchV Für das Analysenergebnis ist eine Messunsicherheit gemäß DIN 1319-3: 05.96 und/oder DIN 1319-4: 12.85 anzugeben. (BBodSchV 1999)
Die Angabe der Messunsicherheit wird vorausgesetzt, wenn sie für die Gültigkeit oder Anwendung der Prüfergebnisse von Bedeutung sind. sie vom Kunden verlangt wurden oder die Unsicherheit die Einhaltung von vorgegebenen Grenzen in Frage stellt. Analysenergebnis nach DIN EN ISO/IEC 17025
Reproduzierbarkeit zwischen den Laboratorien Allgemeine Messunsicherheit des Verfahrens Vornorm ISO/TS 21748, 2004-03 Leitfaden zur Verwendung der Schätzwerte der Wiederholpräzision, der Vergleichpräzision und der Richtigkeit beim Schätzen der Messunsicherheit uc kominierte Messunsicherheit sR Ringversuchsvergleichsstandardabweichung U erweiterte Messunsicherheit k Erweiterungsfaktor, k = 2 für ein Vertrauensniveau von 95% bei Normalverteilung
Auswertung von Ringversuchen • Ringversuche, die Untersuchungsverfahren der BBodSchV zugelassen haben: • OFD/BAM-Ringversuche (Bundesliegenschaften) • VDLUFA-Ringversuche (landwirtschaftl. Böden) • Nordrhein-Westfalen, Brandenburg, Hamburg (AbfKlärV) • Ringversuche aus Hamburg (BBodSchV) • Waldzustandserhebung-Ringversuche (BZE-Ringversuche) • Ringversuche, die vor 1998 durchgeführt wurden, wurden nicht ausgewertet. • Es wurden ausschließlich Ringversuche, die mit der Matrix Boden durchgeführt wurden, analysiert.
Auswertung von Ringversuchen Auswertung der Ringversuchsdaten über den gesamten Gehaltsbereich der Ringversuchsproben Gruppierung der Gehaltsbereiche der Ringversuchsproben für Elemente in Königswasser – wenn ausreichend Daten vorliegen: • - Gehaltsbereich für die Vorsorgewerte • - Gehaltsbereich der Prüf- und Maßnahmenwerte • Berechnung von Mittelwerten und Medianen aus den allgemeinen Messunsicherheiten
Zielsetzung der Auswertung Ableitung der im Vollzug der BBodSchV zu erwartenden Größenordnung der Messunsicherheit. Parameter-spezifische Angabe der allgemeinen Messunsicherheit zum Messergebnis, die bei einer Bewertung von Messergebnissen zu berücksichtigen ist. Angabe der Messunsicherheit als zweifache Vergleichstandardabweichung ist aus der Sicht des Vollzuges praktikabel und nachvollziehbar. Laborindividuelle Messunsicherheit sollte im Rahmen der Akkreditierung geregelt werden.
Bestimmung der Messunsicherheit Messwert Bodenprobe A B Laborinterne Präzision sRw Vergleichsstandard-abweichung sR + • systematische Messabweichung bias der Methode und des Labors • Zertifizierte Referenzmaterialien • Ringversuche • Validierung
AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München 4. Gleichwertigkeit
Anhang 1 Anforderungen an die Probennahme, Analytik und Qualitätssicherung bei der Untersuchung 3. Untersuchungsverfahren 3.1.3 Analysenverfahren Die Bestimmung der Stoffgehalte bzw. –konzentrationen der in Tabelle 4 genannten Schadstoffe in Böden, Bodenmaterial, Bodenextrakten, Eluaten, Sickerwässern und ggf. sonstigen Materialien erfolgt nach dem Stand der Bodenanalytik. Sollen andere als die vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Bundesanzeiger veröffentlichten Verfahren angewendet werden, ist dies zu begründen sowie nachzuweisen und zu dokumentieren, dass deren Ergebnisse mit den Ergebnissen der veröffentlichten Verfahren gleichwertig sind. Gleichwertigkeit
Anwendung der Analysenverfahren in Tabellen 3 – 7 Physikalische Eigenschaften Anorganische Schadstoffgehalte Organische Schadstoffgehalte Anorg. und org. Schadstoffgehalte in Eluaten und Sickerwasser Bei Anwendung anderer Verfahren ist nachzuweisen, dass sie gleichwertig oder vergleichbar sind. Ausgangspunkt: Anhang 1 BBodSchV, Nr. 3.1.3
Gleichwertigkeit (Equivalence) Bezieht sich auf ein neues Analysenverfahren im Vergleich zu einem Referenzverfahren Vergleichbarkeit(Comparability) Bezieht sich auf dasselbe Analysenverfahren angewendet in verschiedenen Laboratorien, verfahrensspezifisch Gleichwertigkeit versus Vergleichbarkeit
Prinzipielle Annahme: die beiden Methoden sind gleichwertig. Es erfolgt eine statistische Prüfung auf signifikante Abweichungen t-Test (Prüfung der Mittelwerte) PG = (Xv –XR)/swenn |PG | > kritischer Wertfür (1-) = 99% oder 99,9%Vergleichsverfahren nicht gleichwertig oder nach DIN 38402-71 (DEV A71)Orthogonalregression oder Differenzenmethode Varianzhomogenität (F-test) Klassischer Ansatz der Gleichwertigkeit
Simulationsstudie: Häufigkeit der Erfüllung der Gleichwertigkeit (= keine statistisch signifikanten Unterschiede) Annahme: 10% Unterschied in der Wiederfindungsrate Klassische Gleichwertigkeitsprüfung I
Fazit: Bei Anwendung der klassischen Vorgehensweise hängt das Ergebnis nicht so sehr von der Abweichung der Wiederfindungsrate ab, sondern von der Anzahl der Messungen und der Standardabweichung. Je mehr Messungen und je kleiner die Streuung, desto unwahrscheinlicher ein Nachweis der Gleichwertigkeit. Widerspruch zu praktischen Anforderungen Außerdem: aufwändiges Verfahren, hohe Probenanzahl Klassische Gleichwertigkeitsprüfung II
Ursprung medizinische Behandlungsverfahren Annahme:keine Gleichwertigkeit statistische Prüfung, ob Abweichungen eine vorgegebene Schrankesignifikant unterschreiten Prüfung auf Abweichung von Wiederfindungsrate (Richtigkeit) und zufälligen Abweichungen sr und sR Äquivalenz wird umso wahrscheinlicher, je mehr Messungen vorliegen und je kleiner die Vergleichs-STD sind Alternative: Äquivalenzprüfung
Statistische Methodik Man unterstellt, dass die WFR mindestens um z. B. 15% abweicht und versucht statistisch nachzuweisen, dass der Unterschied geringer ist. Ebenso wird bei der Wiederhol- und Intermediate- bzw. Vergleichstandardabweichung unterstellt, dass das Alternativverfahren mindestens z.B. um den Faktor 2 schlechter ist, und versucht statistisch nachzuweisen, dass der Unterschied geringer ist. Durchführungin Ringversuchen oder in-house Prinzip der Äquivalenzprüfung
Das Prinzip der Äquivalenzprüfung wurde bereits in einer ISO-Norm verankert. DIN EN ISO 17994: Wasserbeschaffenheit - Kriterien für die Feststellung der Gleichwertigkeit mikrobiologischer Verfahren (2004) Darin: Man unterstellt, dass die WFR mindestens um 10% abweicht und versucht statistisch nachzuweisen, dass der Unterschied geringer ist. Jedoch: Verzicht auf die Wiederhol- und Vergleichstandardabweichung (da bekanntermaßen bei mikrobiologischen Untersuchungen die Heterogenität der Proben die Wiederholstandardabweichung dominiert). Prinzip der Äquivalenzprüfung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München
