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Messunsicherheit in der Trinkwasserüberwachung

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<strong>Messunsicherheit</strong> <strong>in</strong> <strong>der</strong><br />

Tr<strong>in</strong>kwasseruntersuchung<br />

- Wie gehen die Laboratorien und die<br />

Behörden damit um?<br />

Jahrestagung <strong>der</strong> AQS BW 2004/2005<br />

Stuttgart, 10. März 2005<br />

Dr. Ulrich Borchers<br />

RHEINISCH-WESTFÄLISCHES INSTITUT FÜR<br />

WASSERFORSCHUNG GEMEINNÜTZIGE GMBH<br />

Institut an <strong>der</strong> Universität -Duisburg-Essen<br />

Mitglied im DVGW-Institutsverbund<br />

Institut an <strong>der</strong>


Wasserchemie<br />

Prof. Dr. H. Overath<br />

Wasserressourcen-<br />

Management<br />

Dr. R. Fohrmann<br />

Ressourcenschutz<br />

Wassergew<strong>in</strong>nung<br />

Systemsimulation<br />

Vorstellung von IWW<br />

Geschäftsführung<br />

Dr.-Ing. Wolf Merkel - Klaus-Dieter Neumann<br />

Wissenschaftliches Direktorium<br />

Wassertechnologie<br />

Prof. Dr.-Ing. R. Gimbel<br />

Wassertechnologie<br />

Dr.-Ing. S. Panglisch<br />

Wassertechnologie<br />

Membrantechnologie<br />

Verfahrenstechnische<br />

Analytik<br />

Korrosionsschutz<br />

Mikrobiologie<br />

Prof. Dr. H.-C. Flemm<strong>in</strong>g<br />

Wasserqualität<br />

Dr. U. Borchers<br />

Anorganische Analytik<br />

Organische Analytik<br />

Mikrobiologische<br />

Analytik<br />

Grundlagenforschung Angewandte Forschung<br />

Angewandte<br />

Mikrobiologie<br />

Dr. G. Schaule<br />

Hygiene<br />

Biofilme<br />

Biofilm-Monitor<strong>in</strong>g<br />

Managementberatung<br />

Prof. H. Schulte<br />

Management-<br />

Beratung<br />

Dipl.-Volksw. A. He<strong>in</strong><br />

Effizienzberatung<br />

Software-Entwicklung<br />

Qualifizierung<br />

Beratung


Dr. Ulrich Staatlich geprüfter Lebensmittelchemiker<br />

Staatlich geprüfter Lebensmittelchemiker<br />

Borchers Projekte / Gremienarbeit<br />

Tr<strong>in</strong>kwasserr<strong>in</strong>gversuche,<br />

Probenehmerschulungen<br />

(MUNLV NRW)<br />

Chairman CEN Technical<br />

committee „Water quality“<br />

Mitglied DIN-Hauptausschuss<br />

DIN Hauptausschuss<br />

Wasseruntersuchung (NAW I.3)<br />

Bereichsleiter<br />

Ausbildung<br />

Studium <strong>der</strong> Lebensmittelchemie<br />

(Technische Universität Braunschweig)<br />

Promotion „Stickstoffumsatz im Boden und<br />

Grundwasser“<br />

(Institut f. Mikrobiologie <strong>der</strong> TU Braunschweig)<br />

Tätigkeitsschwerpunkte<br />

Leiter des Bereichs Wasserqualität<br />

Chemische und mikrobiol. mikrobiol.<br />

Wasseranalytik<br />

Rechtsfragen zur Tr<strong>in</strong>kwasserverordnung<br />

Bewertung <strong>der</strong> Effizienz von Laboratorien<br />

Probenahmetechniken,<br />

Probenahmetechniken,<br />

-strategien strategien<br />

Dozent an <strong>der</strong> Akademie für Öffentliches<br />

Gesundheitswesen


15 Gesellschafter von IWW aus <strong>der</strong> Wasserversorgung<br />

RWW Rhe<strong>in</strong>isch-Westfälische<br />

Wasserwerksgesellschaft mbH,<br />

Mülheim an <strong>der</strong> Ruhr<br />

Stadtwerke Duisburg AG, Duisburg<br />

SWK Energie GmbH, Krefeld<br />

RWE Aqua GmbH, Berl<strong>in</strong><br />

Rhenag Rhe<strong>in</strong>ische Energie AG, Köln<br />

Energie Wasser Nie<strong>der</strong>rhe<strong>in</strong> GmbH,<br />

Moers<br />

Stadtwerke Wesel GmbH, Wesel<br />

Daten und Fakten<br />

Standort<br />

Mülheim an <strong>der</strong> Ruhr, Nordrhe<strong>in</strong>-Westfalen<br />

IWW <strong>in</strong> Zahlen (2004)<br />

48 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker<br />

�<br />

Umsatzerlöse: 4,6 Mio. EUR<br />

�<br />

Stadtwerke Emmerich GmbH, Emmerich<br />

Gelsenwasser AG, Gelsenkirchen<br />

Stadtwerke Essen AG, Essen<br />

NVV Nie<strong>der</strong>rhe<strong>in</strong>ische Versorgung und<br />

Verkehr AG, Mönchengladbach<br />

DVGW Deutsche Vere<strong>in</strong>igung des Gas- und<br />

Wasserfaches e.V., Bonn<br />

Ruhrverband, Essen<br />

Wahnbachtalsperrenverband, Siegburg<br />

Stadtwerke Coesfeld GmbH<br />


?<br />

Wozu dient dieser Vortrag?<br />

Zum Abbau <strong>der</strong> Unsicherheit<br />

darüber, was <strong>Messunsicherheit</strong><br />

eigentlich ist<br />

Zur Klärung <strong>der</strong> Frage, was wir als<br />

Laboratorien<br />

berechnen sollten?<br />

auf Berichten angeben sollten?<br />

Um Tipps zu geben, wie man mit<br />

dem Thema pragmatisch umgehen<br />

kann


Struktur des Vortrags<br />

<strong>Messunsicherheit</strong> (MU) <strong>in</strong> <strong>der</strong> Tr<strong>in</strong>kwasserüberwachung<br />

Allgeme<strong>in</strong>es, Def<strong>in</strong>ition<br />

Gesetzliche Grundlage<br />

Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> ISO 17025 (bzw. <strong>der</strong> Akkreditierer)<br />

Akkreditierer<br />

Handhabung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong> den Laboratorien<br />

Kenntnisstand<br />

<strong>in</strong>terne Handhabung<br />

Prüfberichte<br />

Handhabung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong> den Gesundheitsämtern<br />

Formale Beurteilung Grenzwertüberschreitung (GWÜ, § 6 Abs. 2)<br />

Maßnahmen zur Verifizierung von GWÜ<br />

Maßnahmen zur Abhilfe (§ 9 Abs. 4 Tr<strong>in</strong>kwV)<br />

Tr<strong>in</strong>kwV


Allgeme<strong>in</strong>e Vorbemerkungen<br />

Es herrscht noch große Unsicherheit, wie mit <strong>der</strong><br />

<strong>Messunsicherheit</strong> umzugehen ist!<br />

Die genaue Bedeutung ist nur Wenigen klar!<br />

(��„Babylonisches Babylonisches Sprachgewirr“)<br />

Sprachgewirr“)<br />

Die Angabe <strong>der</strong> MU bei Prüfberichten<br />

ist auch bei „kritischen“ Werten nicht die Regel<br />

Die Gesundheitsämter haben im Normalfall wenig<br />

Interesse an Angaben zur MU<br />

Lei<strong>der</strong> noch ke<strong>in</strong>e Leitl<strong>in</strong>ien zum Umgang mit MU<br />

Bei GWÜ wird auf Maßnahmen zur Abhilfe gesetzt


Was ist <strong>Messunsicherheit</strong>?<br />

Lebensgefahr durch<br />

<strong>Messunsicherheit</strong>!<br />

Messergebnisse s<strong>in</strong>d Informationen.<br />

Ohne Wissen über ihr Zustandekommen und Ihre<br />

Unsicherheit s<strong>in</strong>d es jedoch Gerüchte!<br />

Albert Weckenmann


Def<strong>in</strong>ition <strong>der</strong> MU (1)<br />

Die <strong>Messunsicherheit</strong> ist:<br />

E<strong>in</strong> dem Messergebnis zugeordneter Parameter,<br />

<strong>der</strong> die Streuung aller Werte kennzeichnet,<br />

die vernünftigerweise <strong>der</strong> Messgröße zugeordnet<br />

werden können* können<br />

Die MU kann z.B. als Standardabweichung<br />

(o<strong>der</strong> als e<strong>in</strong> Vielfaches davon)<br />

o<strong>der</strong> als Konfidenz<strong>in</strong>tervall ausgedrückt werden<br />

Quantify<strong>in</strong>g Uncerta<strong>in</strong>ty <strong>in</strong> Analytical Measurement,<br />

*<br />

/ CITAC Guide, Second Edition, 2000<br />

EURACHEM


Probenahme<br />

Probenvor-<br />

bereitung<br />

Was bee<strong>in</strong>flußt die MU?<br />

Kalibrierung<br />

<strong>der</strong> Instrumente<br />

Zertifizierte<br />

Referenzmaterialien<br />

Daten-<br />

verarbeitung<br />

Analyse<br />

(Datenaufnahme)<br />

Ergebnis-<br />

darstellung<br />

Mess-<br />

wert<br />

Prüf-<br />

bericht


Wie kann die MU abgeschätzt werden?<br />

Verfahren 1 : (weniger gebräuchlich)<br />

Abschätzung <strong>der</strong> MU durch Ermittlung aller<br />

relevanter „Unsicherheits<br />

„ Unsicherheits“-Komponenten Komponenten e<strong>in</strong>zeln<br />

z.B. Verfahren <strong>der</strong> PTB bei<br />

Rückführungsmessungen für nationale Normale<br />

angewendet bei RV 3/2004 (A.2) Metalle


1) Ermittlung <strong>der</strong> relevanten<br />

Quellen von MU


<strong>Messunsicherheit</strong>en, Blei<br />

R<strong>in</strong>gversuch A.2 (3/2004)<br />

5,0%<br />

4,0%<br />

3,0%<br />

2,0%<br />

1,0%<br />

0,0%<br />

U, rel (reference value)<br />

1,1%<br />

U, rel (Total mean)<br />

2,7%<br />

U, rel (assigned value, PTB)<br />

0,8%


Wie kann die MU abgeschätzt werden?<br />

Verfahren 2: (gebräuchlicher)<br />

Abschätzung durch Bestimmung geeigneter<br />

summarischer Größen, die alle relevanten MU- MU<br />

Kompenten be<strong>in</strong>halten:<br />

Ergebnisse labor<strong>in</strong>terner Validierungen liefern<br />

Präzisionsangaben (z.B. Regelkarten, X B)<br />

Ergebnisse <strong>der</strong> Messung zertifizierter<br />

Referenzmaterialien liefern Richtigkeitsangaben<br />

Ergebnisse von R<strong>in</strong>gversuchen<br />

(Richtigkeits<br />

Richtigkeits- und ggf. Präzisionsdaten)<br />

Präzisionsdaten


Def<strong>in</strong>ition <strong>der</strong> MU (2)<br />

Rel. komb<strong>in</strong>ierte Standard-MU<br />

Standard MU uc (y): ):<br />

Unsicherheit e<strong>in</strong>es Ergebnisses u (y ( i) ) e<strong>in</strong>er<br />

Messung, ausgedrückt als Standardabweichung<br />

u ( y)<br />

= RSD + u(<br />

Rm<br />

)<br />

c<br />

2<br />

mit RSD = rel. Standardabweichung<br />

und <strong>der</strong> rel. Unsicherheit <strong>der</strong> Wie<strong>der</strong>f<strong>in</strong>dung:<br />

u(<br />

R<br />

m<br />

)<br />

=<br />

R<br />

m<br />

×<br />

s<br />

⎛<br />

⎜<br />

n×<br />

C ⎝<br />

2<br />

obs<br />

2<br />

obs<br />

( ⎛ ⎞<br />

⎜ ⎟<br />

u C<br />

+<br />

C ⎟ ⎜<br />

⎠ ⎝<br />

CRM<br />

CRM<br />

2<br />

⎞ )<br />

⎟<br />

⎠<br />

2<br />

GAUSS´sche<br />

GAUSS´ sche<br />

Fehlerfortpflanzung


Def<strong>in</strong>ition <strong>der</strong> MU (2)<br />

Rel. erweiterte <strong>Messunsicherheit</strong> U(y): U(<br />

U ( y)<br />

=<br />

k × u ( y)<br />

= 2×<br />

u ( y)<br />

c<br />

c<br />

Erweiterungsfaktor k<br />

k = 2 (95 %), oft angewendet!<br />

Literatur: z.B. Lepom, Lepom,<br />

Wellmitz, Wellmitz,<br />

Gluschke (UBA)<br />

„A A case study <strong>in</strong> the practical estimation of measurement<br />

uncerta<strong>in</strong>ty“<br />

uncerta<strong>in</strong>ty<br />

Accreditation and Quality Assurance<br />

Quality Assurance,<br />

Accreditation<br />

10, No. 3,<br />

Vol. 10, No. 3, Pages 107 - 111 (2004)<br />

111 (2004)<br />

Vol.


Berechnung <strong>der</strong> MU<br />

Beim DIN NAW I.3 „Wasseruntersuchung“ wird<br />

e<strong>in</strong> Leitfaden zur Berechnung <strong>der</strong> MU erarbeitet<br />

Basis ist das NORDTEST-Handbook<br />

NORDTEST Handbook


Was verlangt die Tr<strong>in</strong>kwV 2001?<br />

Ke<strong>in</strong>e konkrete Methodenvorgabe, wie im<br />

Abwasserbereich<br />

§ 15 (2) Tr<strong>in</strong>kwV: Tr<strong>in</strong>kwV:<br />

Die Untersuchungen ... s<strong>in</strong>d<br />

nach Methoden durchzuführen, die h<strong>in</strong>reichend<br />

zuverlässige (sichere) Messwerte liefern und<br />

dabei die <strong>in</strong> Anlage 5 Nr. 2 und 3 genannten<br />

spezifizierten Verfahrenskennwerte e<strong>in</strong>halten.<br />

e<strong>in</strong>halten


Anfor<strong>der</strong>ungen für Elemente im Tr<strong>in</strong>kwasser<br />

(Anlage 2.II Tr<strong>in</strong>kwV) Tr<strong>in</strong>kwV<br />

Concentrations of elements affected by distribution<br />

networks or household <strong>in</strong>stallations<br />

No. Parameter limit<br />

[mg/l]<br />

Required<br />

precision<br />

[% of limit]<br />

Required<br />

accuracy<br />

[% of limit]<br />

required<br />

LOD<br />

[mg/l]<br />

1 Antimony 0,005 25 25 0,0013<br />

2 Arsenic 0,01 10 10 0,001<br />

4 Lead 0,01 10 10 0,001<br />

5 Cadmium 0,005 10 10 0,0005<br />

7 Copper 2 10 10 0,2<br />

8 Nickel 0,02 10 10 0,002


Richtigkeit (accuracy ( accuracy) und Präzision (precision ( precision)<br />

präzise<br />

e und<br />

richtig<br />

präzise<br />

aber<br />

falsch<br />

unpräzise<br />

aber<br />

richtig<br />

unpräzise<br />

und<br />

falsch


Richtigkeit (accuracy ( accuracy) und Präzision (precision ( precision)<br />

Richtigkeit<br />

Verweis <strong>in</strong> Tr<strong>in</strong>kwV auf Def<strong>in</strong>ition gemäß ISO 5725<br />

Richtigkeit wird labor<strong>in</strong>tern oft über „Wie<strong>der</strong>f<strong>in</strong>dung“<br />

e<strong>in</strong>es (zertifizierten) Referenzmaterials bestimmt<br />

wird extern <strong>in</strong> R<strong>in</strong>gversuchen über den Bezug zum<br />

„Sollwert“ (konventionell richtiger Wert) und/o<strong>der</strong><br />

über daraus abgeleitete Größen (z.B. z u-score score) )<br />

ermittelt


Richtigkeit (accuracy ( accuracy) und Präzision (precision ( precision)<br />

Präzision, Präzision,<br />

Verweis <strong>in</strong> Tr<strong>in</strong>kwV auf Def<strong>in</strong>ition gemäß<br />

ISO 5725<br />

Im Rahmen <strong>der</strong> MU-Ermittlung MU Ermittlung ist die Präzision<br />

unter Zwischenbed<strong>in</strong>gungen<br />

(Von-Tag (Von Tag-zu zu-Tag Tag-Bed<strong>in</strong>gungen) Bed<strong>in</strong>gungen) von Bedeutung<br />

sie wird labor<strong>in</strong>tern <strong>in</strong> <strong>der</strong> Regel mittels Regelkarten<br />

bestimmt (z.B. über die wie<strong>der</strong>holte Messung von<br />

Referenzmaterialien)<br />

wenn diese nicht verfügbar, können auch reale Proben<br />

o<strong>der</strong> aufgestockte reale Proben verwendet werden


Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> ISO 17025<br />

(und <strong>der</strong> Akkreditierer, Akkreditierer,<br />

z.B. DACH)<br />

Beschreibung <strong>der</strong> Anfor<strong>der</strong>ungen bezüglich MU <strong>in</strong><br />

e<strong>in</strong>er Verfahrensanweisung (QM ( QM-VA VA 0900-22 0900 22) ) des<br />

Deutschen Akkreditierungsrates (DAR)<br />

Mathematisch-statistisch Mathematisch statistisch strenge Vorgehensweise<br />

ist nicht immer möglich und erfor<strong>der</strong>lich<br />

Grundlage können auch Know-how Know how und Erfahrung<br />

se<strong>in</strong><br />

(z.B. bei <strong>der</strong> MU <strong>der</strong> Probenahme)<br />

Relevanteste Komponenten s<strong>in</strong>d m<strong>in</strong>destens zu<br />

berücksichtigen


Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> ISO 17025<br />

(und <strong>der</strong> Akkreditierer, Akkreditierer,<br />

z.B. DACH)<br />

Generell sollten Messungen und entsprechend die<br />

MU nicht so genau wie möglich, son<strong>der</strong>n so genau<br />

wie nötig se<strong>in</strong><br />

Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte!<br />

Die Genauigkeit <strong>der</strong> MU kann sich an den<br />

Anfor<strong>der</strong>ungen des Auftraggebers (Gesetzgebers)<br />

orientieren<br />

Das heißt, e<strong>in</strong>e Methode muss nicht besser se<strong>in</strong>,<br />

als es die Verfahrenskenndaten <strong>der</strong> Anlage 5<br />

Tr<strong>in</strong>kwV for<strong>der</strong>n!


Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> ISO 17025<br />

(und <strong>der</strong> Akkreditierer, Akkreditierer,<br />

z.B. DACH)<br />

Wann muss die MU angegeben werden?<br />

(QM-VA (QM VA 0900-22) 0900 22)<br />

wenn es vom Kunden verlangt wird<br />

Wenn die E<strong>in</strong>haltung von Grenzwerten <strong>in</strong> Frage steht!<br />

Was muss dann angegeben werden?<br />

Angabe, dass es sich um die erweiterte MU<br />

[U (y)] handelt<br />

Angabe des Erweiterungsfaktors (k = 2)<br />

Grad des Vertrauens = 95% (wird empfohlen)<br />

Angabe, wie die MU ermittelt wurde


Handhabung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong> den Laboratorien (1)<br />

Verfahren zur MU-Ermittlung MU Ermittlung muss vorgehalten werden,<br />

da von <strong>der</strong> ISO 17025 gefor<strong>der</strong>t<br />

Bestimmung <strong>der</strong> Richtigkeit über<br />

Teilnahme an Qualifizierungsr<strong>in</strong>gversuchen gemäß DIN<br />

38402-45 38402 45 (A45)<br />

Messungen von zertifizierten Referenzmaterialien<br />

Bestimmung <strong>der</strong> Präzision über<br />

Qualitätsregelkarten (Standardabw<br />

( Standardabw. . von regelmäßigen<br />

Messungen an ZRM o<strong>der</strong> Proben)


Richtigkeitsangaben aus R<strong>in</strong>gversuchen,<br />

Blei, RV 3.2004 (A.3)<br />

Lead [mg/l]<br />

0,090<br />

0,080<br />

0,070<br />

0,060<br />

0,050<br />

0,040<br />

0,030<br />

0,020<br />

0,010<br />

0,000<br />

U (y)<br />

Reference value<br />

Total mean<br />

Assigned value (PTB)<br />

Beispiel für Rückführung<br />

auf nationale Normale!<br />

A B C D E F G<br />

Batch


Beispiel für e<strong>in</strong>e Mittewert-Kontrollkarte Mittewert Kontrollkarte für Ni<br />

ZRM SPS-SW SPS SW 1<br />

Batch 108<br />

Mittelw. Mittelw.<br />

Kontrollp.: Kontrollp.:<br />

10,18 µg/l<br />

Standardabw. Standardabw.<br />

± 0,306 µg/l<br />

(Präzision und Richtigkeit)<br />

(Präzision und Richtigkeit)<br />

Nickel, zert: zert:<br />

10,0 ± 0,1 µg/l


Handhabung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong> den Laboratorien (2)<br />

Aus Daten zur Richtigkeit und Präzision (CRM) kann die<br />

MU des Analysenverfahrens abgeschätzt werden uc (y)<br />

H<strong>in</strong>zu kann ggf. e<strong>in</strong>e Abschätzung <strong>der</strong> MU aus <strong>der</strong><br />

Probenahme kommen u(<br />

u(xPN PN )<br />

Erweiterte MU [U U (y)] (y) wird mit dem Faktor k = 2<br />

errechnet<br />

Über Anfor<strong>der</strong>ungen bzgl. Richtigkeit und Präzision aus<br />

Anlage 5.2 Tr<strong>in</strong>kwV kann maximal zulässige MU (U ( max) max)<br />

berechnet werden!


Vergleich IWW-Daten IWW Daten / Anfor<strong>der</strong>ung Tr<strong>in</strong>kwV<br />

No. Parameter limit<br />

[mg/l]<br />

für Nickel und Antimon<br />

Required<br />

precision<br />

[% of limit]<br />

Required<br />

accuracy<br />

[% of limit]<br />

required<br />

LOD<br />

[mg/l]<br />

1 Antimony 0,005 25 25 0,0013<br />

2 Arsenic 0,01 10 10 0,001<br />

4 Lead 0,01 10 10 0,001<br />

5 Cadmium 0,005 10 10 0,0005<br />

7 Copper 2 10 10 0,2<br />

8 Nickel 0,02 10 10 0,002


Nickel [µg/l]<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Vergleich IWW-Daten IWW Daten / Anfor<strong>der</strong>ung Tr<strong>in</strong>kwV<br />

CRM Ni: 10,0 ± 0,1<br />

U(y) = 6,2%<br />

für Nickel und Antimon<br />

Bed<strong>in</strong>gungen:<br />

Bed<strong>in</strong>gungen:<br />

U (k = 2), unter Berücksichtigung Richtigkeit u. Präzision<br />

<strong>der</strong> Messung des CRM + Unsicherheit des CRM<br />

Grenzwert<br />

U(max U( max) ) = 29,8%<br />

(7,0 - 13 µg/l)<br />

IWW Tr<strong>in</strong>kwV<br />

Antimon [µg/l]<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

CRM Sb: 5,05 ± 0,15<br />

U(max U( max) ) = 80,1%<br />

(1,0 - 9,1 µg/l)<br />

U(y) = 11,1%<br />

Grenzwert<br />

IWW Tr<strong>in</strong>kwV


Vergleich IWW-Daten IWW Daten / Anfor<strong>der</strong>ung Tr<strong>in</strong>kwV<br />

Schlußfolgerungen<br />

Bei Parametern, bei denen die Kenndaten<br />

P = 25 % / R = 25 % s<strong>in</strong>d, ergeben sich<br />

unakzeptabel hohe zulässige MU! MU<br />

Zum Teil s<strong>in</strong>d im Labor wesentlich bessere MU<br />

zu erreichen (Faktor 10)<br />

Zum Teil s<strong>in</strong>d aber bei organischen Spuren-<br />

parametern solche MU kaum zu erreichen<br />

Man muss lernen, damit richtig umzugehen!<br />

Anpassung <strong>der</strong> Kenndatentabelle <strong>in</strong> Anlage 5.2<br />

Tr<strong>in</strong>kwV ist s<strong>in</strong>nvoll (EU-Recht (EU Recht än<strong>der</strong>n)!


Handhabung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong> den Laboratorien (3)<br />

E<strong>in</strong>e Umfrage bei Gesundheitsämtern <strong>in</strong> NRW<br />

zeigt, dass MU auch bei grenzwertnahen<br />

Messwerten sehr selten angegeben werden!<br />

Angaben zur Art <strong>der</strong> MU und zum<br />

Erweiterungsfaktor (k = 2) f<strong>in</strong>den sich<br />

noch seltener<br />

Damit wird e<strong>in</strong>e Anfor<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> ISO 17025<br />

oft nicht beachtet!


Kenntnisstand bei Laboratorien<br />

Umfrage <strong>der</strong> AQS BW<br />

Bei e<strong>in</strong>em Schwermetall-R<strong>in</strong>gversuch Schwermetall R<strong>in</strong>gversuch wurde zu<br />

Informations- Informations und Lehrzwecken die MU abgefragt<br />

Das Resultat war:<br />

Die angegebenen MU liegen <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em immens großen<br />

Bereich (0,1 bis über 100%) 100%<br />

Angegebene MU spiegeln nicht die Realität wie<strong>der</strong><br />

Die Regel ist, dass die MU deutlich zu kle<strong>in</strong> abgeschätzt<br />

wird


MU<br />

25%<br />

20%<br />

15%<br />

10%<br />

5%<br />

0%<br />

1<br />

Kenntnisstand bei Laboratorien<br />

5<br />

Umfrage <strong>der</strong> AQS BW<br />

Antimon; MU relativ; alle Niveaus<br />

U(Tr<strong>in</strong>kwV U( Tr<strong>in</strong>kwV) ) = 80,1%<br />

U(y) IWW<br />

9<br />

GUM e<strong>in</strong>f. Standardabw . An<strong>der</strong>e<br />

13<br />

17<br />

21<br />

25<br />

29<br />

33<br />

37<br />

41<br />

45<br />

49<br />

53<br />

57<br />

61<br />

Quelle: M. Koch, AQS BW


Parameter<br />

Kenntnisstand bei Laboratorien<br />

relative berechnete<br />

Vergleichsstandardabweichung<br />

Umfrage <strong>der</strong> AQS BW<br />

rel. <strong>Messunsicherheit</strong><br />

nach GUM;<br />

Erw.-faktor 2<br />

rel. <strong>Messunsicherheit</strong>,<br />

angegeben als e<strong>in</strong>facheStandardabweichung<br />

Bereich Median<br />

[%] [%]<br />

Bereich Median Bereich Median<br />

[%] [%] [%] [%]<br />

Arsen 10,5 – 18,4 12,6 0,6 – 38,4 4,6 0,4 – 17,6 4,0<br />

Selen 11,3 – 22,2 16,8 0,5 – 27,9 7,2 0,4 – 12,9 2,7<br />

Antimon 10,5 – 25,0 15,8 0,6 – 22,8 3,7 0,5 – 12,7 2,7<br />

Blei 11,2 – 21,4 14,0 0,3 – 21,7 4,1 0,3 – 16,3 3,1<br />

Cadmium 8,0 – 14,7 9,1 0,4 – 41,8 5,2 0,5 – 60,8 2,0<br />

Chrom 7,2 – 14,0 9,8 0,3 – 23,2 6,7 0,2 – 7,3 1,8<br />

Nickel 6,6 – 15,7 9,5 0,5 – 30,9 8,4 0,3 – 11,0 1,6<br />

Kupfer 6,1 – 12,2 8,2 0,5 – 16,2 4,4 0,4 – 5,7 2,0<br />

Quecksilber 10,5 – 22,9 14,1 0,1 – 48,1 3,7 0,1 – 101 2,3<br />

Vergleich zeigt Unstimmigkeit an!


Wann ist e<strong>in</strong> Grenzwert e<strong>in</strong>gehalten o<strong>der</strong><br />

überschritten?<br />

Nitrat [mg/l]<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

U10% 10%<br />

E<strong>in</strong>deutige GW-Überschreitung<br />

GW Überschreitung<br />

E<strong>in</strong>deutige GW-E<strong>in</strong>haltung<br />

GW E<strong>in</strong>haltung<br />

Grenzwert<br />

0 1 2 3 4 5<br />

Fallbeispiele


Wann ist e<strong>in</strong> Grenzwert e<strong>in</strong>gehalten o<strong>der</strong><br />

überschritten?<br />

Nitrat [mg/l]<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

U10% 10%<br />

E<strong>in</strong>haltung GW unsicher<br />

Grenzwert<br />

0 1 2 3 4 5<br />

Fallbeispiele


Wann ist e<strong>in</strong> Grenzwert e<strong>in</strong>gehalten o<strong>der</strong><br />

überschritten?<br />

Nitrat [mg/l]<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

U5% 5%<br />

GW überschritten<br />

E<strong>in</strong>haltung GW sicher<br />

Grenzwert<br />

0 1 2 3 4 5<br />

Fallbeispiele


Wann ist e<strong>in</strong> Grenzwert e<strong>in</strong>gehalten o<strong>der</strong><br />

überschritten?<br />

Nitrat [mg/l]<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

U (28,3 %)<br />

E<strong>in</strong>haltung GW immer unsicher<br />

Gemäß Verfahrenskenndaten <strong>der</strong> Anlage 5, 2 Tr<strong>in</strong>kwV<br />

Grenzwert<br />

0 1 2 3 4 5<br />

Fallbeispiele<br />

Realistisch:<br />

52,1± 2,5


Wann ist e<strong>in</strong> Grenzwert e<strong>in</strong>gehalten o<strong>der</strong><br />

überschritten?<br />

Da die Tr<strong>in</strong>kwV e<strong>in</strong>e am Verbraucherschutz<br />

orientierte Verordnung ist sowie im S<strong>in</strong>ne des<br />

Wortlauts <strong>der</strong> Verordnung gilt Folgendes:<br />

Der Wasserversorger als Untersuchungspflichtiger<br />

hat mit den Untersuchungen sicherzustellen, dass<br />

das Tr<strong>in</strong>kwasser den Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong><br />

Verordnung entspricht (§ 14, Abs. 1 Tr<strong>in</strong>kwV). Tr<strong>in</strong>kwV).<br />

Damit ist er <strong>der</strong> zuständigen Behörde gegenüber<br />

nachweispflichtig, dass <strong>der</strong> Messwert sicher unter<br />

dem Grenzwert liegt!


Wer prüft eigentlich die E<strong>in</strong>haltung <strong>der</strong><br />

Kenndaten aus Anlage 5.2?<br />

Der Akkreditierer prüft nicht die Konformität <strong>der</strong><br />

MU-Angaben MU Angaben mit Rechtsvorschriften!<br />

Diese Aufgabe ist <strong>in</strong> vielen Bundeslän<strong>der</strong>n nicht<br />

e<strong>in</strong>deutig zugewiesen<br />

Es ist am ehesten e<strong>in</strong>e Aufgabe <strong>der</strong><br />

unabhängigen Stellen gemäß § 15 (5) Tr<strong>in</strong>kwV<br />

In Baden-Württemberg Baden Württemberg das MLR<br />

In NRW das


Haltung des BMGS<br />

Bei <strong>der</strong> Entscheidung, ob e<strong>in</strong>e Grenzwert-<br />

überschreitung vorliegt,<br />

muss die MU berücksichtigt werden!<br />

Schließt <strong>der</strong> Messwert unter Berücksichtigung<br />

<strong>der</strong> MU den GW e<strong>in</strong>, erlaubt dies ke<strong>in</strong>e<br />

e<strong>in</strong>deutige Aussage zur E<strong>in</strong>haltung des GW<br />

Wahrsche<strong>in</strong>lichkeit e<strong>in</strong>er Fehlbeurteilung ist<br />

gegeben!<br />

Daher: E<strong>in</strong>heitliches Proce<strong>der</strong>e soll gefunden<br />

und dann als Leitl<strong>in</strong>ie vorgegeben werden<br />

(�� Diskussion TWK / UBA)!<br />

UBA)


Handhabung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong><br />

Gesundheitsämtern<br />

Zu unterscheiden s<strong>in</strong>d 2 Aspekte:<br />

1. Die formale Feststellung <strong>der</strong> E<strong>in</strong>haltung e<strong>in</strong>es<br />

Grenzwerts (§ 6, Abs. 2 bzw. § 7 Tr<strong>in</strong>kwV) Tr<strong>in</strong>kwV<br />

2. Die Veranlassung von Maßnahmen zur<br />

Verifizierung e<strong>in</strong>er GWÜ<br />

Umkehr des Trends<br />

E<strong>in</strong>leitung von sonstigen Abhilfemaßnahmen zur<br />

Verbesserung <strong>der</strong> Wasserqualität (§ 9, Abs. 4)<br />

Schwerpunkt wird <strong>in</strong> Praxis auf Punkt 2 gelegt<br />

Formal ist ggf. zu klären, ob Maßnahmen<br />

(§ 9, Abs. 4) angeordnet werden können, ohne<br />

dass <strong>der</strong> GW statistisch sicher überschritten ist?


Was sollte das Gesundheitsamt tun?<br />

Wenn GWÜ statistisch sicher ist (Fall 4) o<strong>der</strong><br />

wenn aufgrund MU Zweifel bestehen (Fälle 2,3):<br />

1. Sofortige Nachproben anordnen<br />

2. E<strong>in</strong>beziehung bisheriger Daten (z.B. Trends)<br />

3. Dadurch Verifizierung <strong>der</strong> GWÜ<br />

4. Abhängig von Fall 4 bzw. 2,3 angemessene<br />

Maßnahmen anordnen (Inhalt des § 9):<br />

�� Dabei Verbraucher-Risiko Verbraucher Risiko und<br />

Folgen e<strong>in</strong>er Fehlbeurteilung (Fall 2 und 3!!)<br />

gegene<strong>in</strong>an<strong>der</strong> Abwägen<br />

5. Überwachungshäufigkeit ggf. erhöhen<br />

6. Prüfung <strong>der</strong> Wirksamkeit <strong>der</strong> Maßnahmen


Zusammenfassung (1)<br />

Der Umgang mit <strong>der</strong> <strong>Messunsicherheit</strong> ist bei<br />

allen Beteiligten noch sehr unsicher!<br />

Information und Aufklärung ist daher nötig<br />

Labore müssen lernen, s<strong>in</strong>nvolle MU anzugeben<br />

Gesundheitsämter müssen lernen, mit MU- MU<br />

Angaben umzugehen<br />

Ergebnisangaben <strong>in</strong> Grenzwertnähe ohne MU<br />

machen Entscheidungen unmöglich!<br />

MU erhöht das Vertrauen <strong>in</strong> die Gültigkeit<br />

(Richtigkeit) <strong>der</strong> Ergebnisse


Zusammenfassung (2)<br />

Gesundheitsämter legen <strong>in</strong> Praxis Schwerpunkt auf<br />

Maßnahmen zur Abhilfe bzw. zur Trendumkehr<br />

Wasserversorger müssen Unterschreitung des<br />

Grenzwerts nachweisen<br />

Im S<strong>in</strong>ne e<strong>in</strong>er rechtssicheren Überwachung ist e<strong>in</strong><br />

e<strong>in</strong>heitliches Proce<strong>der</strong>e <strong>der</strong> Behörden beim<br />

Umgang mit <strong>der</strong> MU anzustreben<br />

E<strong>in</strong>e Leitl<strong>in</strong>ie o<strong>der</strong> Handlungsempfehlung zur<br />

Anwendung <strong>der</strong> MU <strong>in</strong> <strong>der</strong> TRW-Überwachung<br />

TRW Überwachung<br />

wäre s<strong>in</strong>nvoll (Expertenvotum, z.B. über die TWK)


Danke Danke für Ihre Ihre Aufmerksamkeit<br />

Aufmerksamkeit<br />

Beson<strong>der</strong>er Dank an<br />

Peter Lepom und Michael Gluschke<br />

für Berechnungen zur MU<br />

(UBA, Wasserlabor)

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