Novellierung der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung –

1. 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

2. Messunsicherheit Gleichwertigkeit Gliederung

3. AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München 1. Messunsicherheit

4. Teilnahme an Vergleichsprüfungen und Ringversuchen Kompetenzbestätigung gemäß DIN EN 45001: 05.90 bzw. DIN EN ISO/IEC 17025 Qualitätsfeststellung nach BBodSchV

5. Normative Anforderungen zur Messunsicherheit

6. 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.

7. 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)

8. 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

9. 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

10. 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.

11. 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

12. 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.

13. Allgemeine Messunsicherheit: Elemente in Königswasser

14. Allgemeine Messunsicherheit: Elemente in Extrakten

15. 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

16. AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München 2. Gleichwertigkeit

17. 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

18. 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

19. 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

20. Simulationsstudie: Häufigkeit der Erfüllung der Gleichwertigkeit (= keine statistisch signifikanten Unterschiede) Annahme: 10% Unterschied in der Wiederfindungsrate Klassische Gleichwertigkeitsprüfung I

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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

25. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! AQS-Fachtagung 23.10.2007 - München