Phänomenstreuungen bei Bodenluftprobennahmen

1. Phänomenstreuungen bei Bodenluftprobennahmen

2. Phänomenstreuungen bei Bodenluftuntersuchungen • Einführung • Projekt 1 (an drei Standorten) • Projekt 2 (an zwei Standorten) • Fazit (Erkenntnisse und offene Punkte)

3. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit

4. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit CA

5. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Phänomenstreuungen Probenhandling und Analytik Schwankungen Streuungen von Bodenluftkonzentrationen Proben-transport matrixbedingte Streuung der BL-konzentrationen verfahrensbedingte Streuung der BL-konzentrationen Schwankungen Phänomenstreuung Schwankungen (unterschiedliche Entnahmeverfahren,..) örtlich (Parameter Stoff, Boden) Schwankungen von Bodenparametern zeitlich (p,T,θ)

6. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Entnahmeverfahren Aktivkohle-Sorptionsröhrchen Entnahmegeschwindigkeit < 100 ml/min Handlungsempfehlung Entnahme Bodenluftproben, LfU Baden Württemberg Messobjekt GG-konzentration Entnahmevolumen < 20% Ringraum VDI 3865 Blatt 2 (Probennahme)

7. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Vorgehen • Auswahl von geeigneten Standorten • Untersuchung der Bodenluft an 3 ausgewählten Standorten • über jeweils ca. 1 Jahr • hinsichtlich Belastungen mit Tri- und Tetrachlorethen • Ermittlung der Phänomenstreuung je Standort

8. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Messstellenausbau (Rammkernsondierung) • 2 m Tiefe • DN 40 mm (Bohrung), DN 19 mm (Stahlrohr) • Filterrohr im unteren Meter (geschlitzt) • Ringraumverfüllung mit Kies bzw. oben Ton

9. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Messstellen • mehrere Vorsondierungen je Standort • Auswahl von 2-3 geeigneten Sondierlöchern je Standort • Druckmaschinenwerk D (BP D1, BP D2) - unterer Konzentrationsbereich • Chemische Reinigung L (BP L3, BP L4, BP L5) - mittlerer/oberer KB • Chemische Reinigung F (BP F6, BP F7) - unterer/oberer KB 7 Messstellen wurden 14-tägig (z.T. Doppelbestimmungen) über 1 Jahr beprobt

10. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Probennahme • Entnahme der Abschlusskappe vom Bohrloch • Einführung der Entnahmesonde mit Adsorberröhrchen in Bohrloch • Absaugen eines Bodenluftvolumens von 200 ml • Entnahmegeschwindigkeit von 50 ml/min • Ziehen der Entnahmesonde • Verschließen mit Abschlusskappe • 1,5 h Wartezeit • Entnahme einer Doppelprobe (Parallelprobe) analog • Probentransport • luftdichte Verpackung • kühle, dunkle Lagerung • Analytik • GC-ECD • NG 0,01 mg/m³

11. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Beispiel chemische Reinigung F

12. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Statistische Auswertung je Messstelle Mittelwert der BL-konzentration empirische Standardabweichung Ergebnisunsicherheit zum Mittelwert „wahrer Wert“ der BL-konzentration

13. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Statistische Auswertung Beispiel chemische Reinigung F - BP L5Tetrachlorethen Ergebnisstreuung yiW = Mittelwert ± 9 %

14. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Gesamtstreuung Ui bei Bodenluftkonzentrationen UiL - Probenhandling und Analytik (Labor) + UiT - Probentransport Ui UiM + UiV - verfahrensbedingte Streuung + UiP - matrixbedingte Streuung (Phänomenstreuung) Gesamtstreuung=PhänomenstreuungUiP+MessverfahrensstreuungUiM

15. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Statistische Auswertung der Doppelbestimmungen (Parallelmessungen) für Messstelle i Standardabweichung der Parallelmessungen messverfahrensbedingte Streuung (einschließlich Transport und Labor)

16. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Statistische Auswertung der Doppelbestimmung (Parallelmessungen) Beispiel chemische Reinigung F – BP L5 UiM = ±84 mg/m³ Ui = ±52 mg/m³

17. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Ergebnisse • Bodenluftkonzentrationswerte folgen Jahresgang verzögert (Faktor 2-3) • Direkte Beeinflussung über Außentemperatur durch PN eher unwahrscheinlich • Indirekte Beeinflussung über Bodenfeuchte / Bodentemperatur wahrscheinlich • Keine Korrelation mit Luftdruck und Luftfeuchte nachweisbar • Ergebnisunsicherheit Ui (aus Phänomenstreuung und Messverfahrensstreuung) liegt bei 30% des Mittelwertes • Die relativ hohe Ergebnisunsicherheit aus den Doppelbestimmungen UiM weist auf die erheblichen Unsicherheiten außerhalb der Phänomenstreuungen hin. • Bei hohen Schadstoffkonzentrationen ist Ergebnisunsicherheit prozentual niedriger • Notwendigkeit der genauen Festlegung des Procedere der Bodenluftprobennahme

18. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Offene Punkte Projekt 1: • Korrelation der Bodenluftkonzentrationen mit Bodenfeuchte und Bodentemperatur ? • Ergebnisstreuungen bei anderen Probennahmeverfahren Deshalb weiteres Projekt: • Weiterführung der Messungen an 2 Standorten • Einrichtung von Messstellen mit Bodenfeuchte- und Bodentemperatur-sensoren

19. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Inhalte Projekt 2 • Messungen an 2 der 3 Standorte aus Projekt 1 (an insgesamt 4 Bodenmessstellen) über 1 Jahr – 14-tägige Beprobung Tri und Per • Neue Messstellen, da ¾ “ Ausbau für Installation der T-/Bodenfeuchte-sensoren nicht ausreichend (→) • 23 Beprobungskampagnen mit Doppelbestimmung (2 Labore) • 3 Beprobungskampagnen mit 2 Entnahmeverfahren (Aktivkohleadsorption, Glasampulle: Neumayr-Verfahren) • Bestimmung der Gasdurchlässigkeit im Feldversuch

20. Temperaturverlauf Temperaturverlauf 17.01.2007 Temperaturverlauf 20.06.2007 10,1 Temperatur [°C] 10 9,9 9,8 9,7 9,6 9,5 9,4 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 Zeit Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Bodenluftmessstelle mit Messsensoren Temperaturverlauf während der Messungen

21. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Zusammenhang BL-konzentration- Bodentemperatur Wessling GC-MS Vogt GC-ECD

22. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Zusammenhang BL-konzentration- Bodenfeuchte

23. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Zusammenhang BL-konzentration- Grundwasserstand

24. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Ergebnisse Projekt 2 • Es konnte ein Zusammenhang der Schadstoffkonzentrationen mit der Bodentemperatur (und der Außentemperatur) ermittelt (und bestätigt) werden • Ein Zusammenhang der Schadstoffkonzentrationen mit lokalen Kleinklimaeffekten (wie Luftdruck, Niederschlag, Bodenfeuchte) war nicht erkennbar → Trägheit des Systems Boden • Das Ausbaumaterials HDPE hat in der Anlaufphase mit großer Wahrscheinlichkeit zu Minderbefunden geführt. • Die Ergebnisunsicherheit wird bei Beauftragung mehrerer Labore erhöht.

25. Einführung Projekt 1 Projekt 2 Fazit Fazit aus beiden Projekten • Ergebnisstreuungen liegen im Projekt 1 bei ca. 30 % ( 1 Labor, gleiches Entnahmeverfahren, gleiches Personal) • Ergebnisstreuungen liegen im Projekt 2 bei ca. 37% (2 Labore, gleiches Entnahmeverfahren, gleiches Personal) • Die Ergebnisstreuungen setzen sich aus den Phänomenstreuungen und den Messverfahrensstreuungen zusammen. Beide liegen in einer Größenordnung. • Die Messverfahrensstreuungen sind also trotz Handlungsempfehlung BW relativ hoch (aus Doppelbestimmungen ableitbar). • Für eine Quantifizierung der Messunsicherheit bei Bodenluftmessungen gibt es nach wie vor keine Kenngrößen für das vollständige Messverfahren.

26. Kontaktmedium: Innenraumluft Schutzgut Mensch Schadherd Altstandort, Altablagerung Pfad Schutzgut Mensch Bodenluft Luft Transfer Bodenluft-Innenraumluft Resorptions-verfügbarkeit Ort der Beurteilung

27. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!