Entwicklung von Kriterien zur Beurteilung der Unsicherheiten bei der Probennahme von Feststoffen

Abstract

Die Unsicherheit der Probennahme ist für eine Vielzahl von erdwissenschaftlichen Untersuchungen ein bedeutender Faktor. Sie ist fester Bestandteil der Gesamtunsicherheit einer Untersuchung und muss somit nach weltweit geltenden Qualitätsstandards angegeben werden, damit sie bei der Validierung von Untersuchungen berücksichtigt werden kann. Die Probennahmeunsicherheit setzt sich aus zahlreichen einzelnen Einflussfaktoren zusammen, die je nach Aufgabenstellung unterschiedlich zu gewichten sind.

Um die Unsicherheit der Probennahme in der Praxis angeben zu können ist eine fundierte Datengrundlage notwendig. Diese Arbeit untersucht erstmalig die Qualität der Umsetzung konkreter Vorgaben zur Probennahme. Hierzu wurden 100 Gutachten zur Untersuchung von Altlastenverdachtsflächen, in denen die Entnahme von Bodenproben Bestandteil war, eingehend betrachtet und statistisch ausgewertet. Es lässt sich bezüglich der vorliegenden Aufzeichnungen nachweisen, dass die tatsächlich vorhandene Datengrundlage zur Beurteilung der Probennahmeunsicherheit in der Praxis oft nur sehr gering und daher nur bedingt belastbar ist.

Einleitend erfolgt im Rahmen der vorliegenden Arbeit zu diesem Thema eine umfangreiche Zusammenstellung und Sichtung der vorhandene Literatur. Untergliedert nach bedeutenden Einflussfaktoren, wie Probennahmestrategie, Probennehmer und Probenmenge, werden die wesentlichen Vorgehensweisen aufgezeigt und diskutiert. Es wird die Praktikabilität der vorhandene Ansätze zur Bestimmung Probennahmeunsicherheit dargestellt und bereits durchgeführte Praxisanwendungen zur Bestimmung der Probennahmeunsicherheit werden gewertet.

Da die vorhandene Literatur sich größtenteils nur mit einzelnen Einflussfaktoren beschäftigt, wurden für eine komplexe Bestimmung der Probennahmeunsicherheit die einzelnen Einflussfaktoren aufgegliedert und gewichtet. Um den Bezug zu internationalen Forderungen herzustellen wurde die Herangehensweise zur Bestimmung der Probennahmeunsicherheit auf europäischer Ebene betrachtet.

Diese Arbeit verdeutlicht die Unsicherheit und die Unterscheidung zwischen der Probennahme bei der Beprobung von homogenen Feststoffen und der Unsicherheit der Probennahme bei der Beprobung von heterogenen Feststoffen. Es werden daher diese Unterschiede unter Berücksichtigung des Einflusses von Bodenluft, von organischen und anorganischen Komponenten ausgewiesen und ihre Auswirkung auf den Probennahmefehler beschrieben.

Darüberhinaus legt die vorliegende Arbeit dar, dass für die Bestimmung der Unsicherheit der Probennahme eine Vergleichsprobennahme ein geeignetes Mittel sein kann. Die Bestimmung der Unsicherheit der Probennahme über alle Einzelunsicherheiten ist hingegen selten praktikabel, da die vorhandene Datengrundlage i.d.R. nicht ausreichend ist.

The sampling uncertainty is a considerable factor of the majority of geological investigations. It is an integrated part of sample's total uncertainty and the validation of the investigations is just achievable if it is governed by internationally valuable standards. The sampling uncertainty consists of numerous distinct influences which has been estimated according to their specific target.

To estimate the sampling uncertainty, reliable for a practical employment, a profound database is required. This thesis examines for the first time the quality of the correct implementation of instructions for sampling. Thus 100 expertises, reporting soil sampling of contaminated land, were evaluated and constrained to a statistical approach. With reference to the available documents it can be stated that the database evaluating the sampling uncertainty was insufficient and from that less robust.

Introductory a detailed compilation and review of the existing literature was carried out. The most essential measures, subdivided in sampling strategy, sampling person and sampling quantity, were inspected and discussed. Concerning the estimation of sampling uncertainty the practical execution of the presented approaches is outlined and previously implemented applications had been carefully assessed.

As the available literature is predominantly focussed to particular influences and for reasons of an accurate determination of the sampling uncertainty the individual were listed and estimated. To relate the measures, estimating the sampling uncertainty, to international demands the approaches practiced in Europe were screened.

This thesis illustrates, that the uncertainty between the sampling procedure consisting of homogenous solid phases differs significantly from the sampling of heterogenous matter. Hence, the differences considering the influencing of bottom air, organic and anorganic compounds are identified and their effects to the sampling error are described.

Beyond it, the thesis demonstrates that comparing sampling can be an adequate measure concerning the determination of sampling uncertainty. The definition of sampling uncertainty comprising all influencing criterions is less practicable since the commonly available data base is insufficient.