„Unsicherheit bei der Feststoffprobenahme “ Herzlich Willkommen zum Vortrag „Unsicherheit bei der Feststoffprobenahme “ im Rahmen des Altlastenseminars des HLUG
Ihr Referent: Dr. rer. nat. Thorsten Spirgath - Fachbegutachter für Probenahmeverfahren für die DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle) - Systembegutachter der DAkkS - DGQ/EOQ-Auditor - Mitarbeit in DIN-Normungsausschüssen - Mitarbeit in Fachausschüssen des ITVA e.V.
Unsicherheit der Feststoffprobenahme Grundlagen, Anforderungen Fehlerquellen Bestimmung der Unsicherheit Qualitätssicherung
Grundlagen, Anforderungen © SpiCon GmbH
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Unsicherheit der Feststoffprobenahme Grundlagen, Anforderungen Fehlerquellen Bestimmung der Unsicherheit Qualitätssicherung
Fehlerquellen Je größer die vorhandene Heterogenität, desto größer der Integrationsfehler. Der Gesamtfehler der Probenahme nimmt expotentiell mit der Probenmasse ab, daher ist die Ermittlung der repräsentativen Probenmasse der entscheidende Faktor für ein repräsentatives Ergebnis. Bei organischen Untersuchungen kommt dem Verteilungs-muster des Analyten und dem Verhältnis der Matrix zum Analyten besondere Bedeutung zu. © SpiCon GmbH
Fehlerquellen Die Unsicherheit einer Probenahme steigt mit zunehmender Heterogenität. Dieser mögliche Fehler kann kompensiert werden, indem die Probenmenge entsprechend erhöht wird. Die Unsicherheit einer Probenahme wird von den vorliegenden Bindungseigenschaften der zu untersuchenden Substanz maßgeblich beeinträchtigt. Dieser mögliche Fehler kann durch eine Anpassung der Probenmenge verringert werden. © SpiCon GmbH
Fehlerquellen © SpiCon GmbH
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Fehlerquellen Auswertung von 110 Gutachten der OFD-H aus den Jahren 1995 - 2005 © SpiCon GmbH
Fehlerquellen Auswertung von 110 Gutachten der OFD-H aus den Jahren 1995 - 2005 © SpiCon GmbH
Fehlerquellen Auswertung von 110 Gutachten der OFD-H aus den Jahren 1995 - 2005 © SpiCon GmbH
Fehlerquellen Die Probenahmestrategie wird in der Praxis oft nicht ausreichend begründet und dokumentiert und somit ist die Nachvollziehbarkeit nicht gegeben. Eine nachträgliche Angabe der Unsicherheit der Probenahme ist daher in der Praxis meist nicht möglich. Umso wichtiger ist die gründliche und nachvollziehbare Planung, bei welcher die Unsicherheit der Probenahme als Bestandteil berücksichtigt wird. © SpiCon GmbH
Unsicherheit der Feststoffprobenahme Grundlagen, Anforderungen Fehlerquellen Bestimmung der Unsicherheit Qualitätssicherung
Bestimmung der Unsicherheit Die Bestimmung der Unsicherheiten von Messungen in der analytischen Chemie erfolgt häufig über die Bestimmung der Standardunsicherheiten aller Einflussfaktoren, deren Varianzen addiert werden. Die Einzelunsicherheiten können dabei durch (Wiederhol-)Messungen oder theoretische Betrachtungen ermittelt werden (Bottom-up-Methode). Sofern nicht alle Einflussfaktoren bekannt sind, kann die Unsicherheit über Vergleichsuntersuchungen abgeschätzt werden (Top-down-Methode). Da bei der Probenahme normalerweise für entscheidende Einflussfaktoren keine Standardunsicherheiten rechnerisch ermittelt werden können (z.B. durch Einsatz von Referenzmaterialien, Standards, Kontrollkarten oder Vergleichsuntersuchung), ist nur die Anwendung der Top-down-Methode möglich. © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2003 © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2003 © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2003 © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2009 Die vorbereitet Säulen hatten folgenden Aufbau: bis 0,3 m Auelehm (natürlich anstehend) bis 0,6 m Stabilisat von Aschen aus Biomasseheizanlage (vom JVT) bis 1,5 m natürlicher Sand (Bruckbach oder Hirschau) bis 1,6 m Mergel (Bruckbach) © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2009: Die Graphik zeigt die Fehler in Metern bei der Schichtgrenzenbestimmung als Säulendiagramm. © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2009 Max. Stauchung in cm Bohrtechnik 26 Elektrohammer niedrige Schlagzahl 29 Elektrohammer 31 Hydraulikhammer 32 Elektrohammer klein 43 Rammsondiergerät 50 kg Gewicht Summe Fehler in m Bohrtechnik 0,10 Hydraulikhammer 0,17 Elektrohammer klein 0,21 Elektrohammer 0,29 Elektrohammer niedrige Schlagzahl 0,34 Rammsondiergerät 50 kg Gewicht © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2009: Anzahl der Nichtkonformitäten der Teilnehmer © SpiCon GmbH
Bestimmung der Unsicherheit ITVA-Vergleichsprobenahme 2009 Im Einzelnen handelte es sich nur um 6 Teams, die die Bodenarten nach KA 5 ansprachen (23,1 %). Dagegen arbeiteten 18 Teams nach der baugrundorientierten DIN-Bodenansprache (69,23%). Von 8 Teams wurde die Farbtafel nicht eingesetzt (30,77 %). 9 Teams haben den Grobbodenanteil nicht und drei Teams nicht eindeutig beschrieben (46,2%). Es traten bei allen Bohrungen Stauchungen auf, die von 15 Teams im Schichtenverzeichnis vermerkt wurden (57,75%). Vereinzelt wurden Schichten getrennt und Nachfall als Schicht oder Bänderung angesprochen. Es wurde in vier Fällen nicht Dokumentenecht gearbeitet (15,4%). © SpiCon GmbH
Unsicherheit der Feststoffprobenahme Grundlagen, Anforderungen Fehlerquellen Bestimmung der Unsicherheit Qualitätssicherung
Qualitätssicherung Der grundlegende Unterschied zur Bestimmung der Messunsicherheit im analytischen Bereich liegt darin, dass für entscheidende Einflussfaktoren keine Standardunsicherheiten rechnerisch ermittelt werden können (z.B. durch Einsatz von Referenzmaterialien, Standards, Kontrollkarten oder Vergleichsuntersuchung) © SpiCon GmbH
Qualitätssicherung Generell lassen sich zu den Betrachtungen zur Gesamtunsicherheit der Probenahme zwei grundsätzliche Aussagen festhalten: Je größer die Probenmasse, desto kleiner der fundamentale Fehler und Je größer die Homogenität, desto kleiner der Gruppierungs- und Segregationsfehler. © SpiCon GmbH
Qualitätssicherung Nachträgliche Angaben zur Gesamtunsicherheit der Probenahme sind aufgrund unvollständiger oder ungenauer Dokumentation nicht möglich. Wesentliche Einflussfaktoren werden nur unzureichend in den Gutachten/Protokollen dokumentiert. Umso wichtiger ist die gründliche und nachvollziehbare Planung, bei welcher die Unsicherheit der Probenahme als Bestandteil berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung bzw. Dokumentation der Berücksichtigung der erforderlichen Kriterien ist nicht immer ausreichend und es bedarf eines exakt zu dokumentierenden Datentransfers. © SpiCon GmbH
Qualitätssicherung Die Unsicherheit einer Probenahme steigt mit zunehmender Heterogenität. Dieser mögliche Fehler kann kompensiert werden, indem die Probenmenge entsprechend erhöht wird. Die Unsicherheit einer Probenahme wird von den vorliegenden Bindungseigenschaften der zu untersuchenden Substanz maßgeblich beeinträchtigt. Dieser mögliche Fehler kann durch eine Anpassung der Probenmenge verringert werden. © SpiCon GmbH
Qualitätssicherung Einfache und effiziente Möglichkeiten zur Verringerung der Unsicherheit der Probenahme: Dokumentation der Kriterien, die zur Festlegung der Probenahmestrategie verwendet werden ausführliche Probenahmeprotokolle Referenzproben Einsatz von Vergleichsprobenahmen übergeordnete Normen © SpiCon GmbH
Qualitätssicherung © SpiCon GmbH
Im Normalfall ist der tolerierbare Fehler Qualitätssicherung Im Normalfall ist der tolerierbare Fehler ein Kompromiss aus der notwendigen Aussagesicherheit und den wirtschaftlichen Bedingungen (Kosten). © SpiCon GmbH
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Dr. Thorsten Spirgath SpiCon GmbH Magnusstraße 11 12489 Berlin T.: 030 / 63 92 40 83 F.: 030 / 63 92 40 84 Mail: office@spicon.eu © SpiCon GmbH