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Phänomenstreuungen bei Bodenluftprobennahmen. Phänomenstreuungen bei Bodenluftuntersuchungen. Einführung Projekt 1 (an drei Standorten) Projekt 2 (an zwei Standorten) Fazit (Erkenntnisse und offene Punkte). Einführung. Projekt 1. Projekt 2. Fazit. Einführung. Projekt 1. Projekt 2. - PowerPoint PPT Presentation
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Phänomenstreuungen bei Bodenluftprobennahmen
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Phänomenstreuungen bei Bodenluftuntersuchungen
• Einführung
• Projekt 1 (an drei Standorten)
• Projekt 2 (an zwei Standorten)
• Fazit (Erkenntnisse und offene Punkte)
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
CA
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Phänomenstreuungen
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Schwankungen von Bodenparametern
matrixbedingte Streuung der BL-konzentrationenverfahrensbedingte
Streuung der BL-konzentrationen
Fazit
Streuungen von Bodenluftkonzentration
en
Phänomenstreuung
Proben-transport
Probenhandling und Analytik
örtlich (Parameter Stoff, Boden)
zeitlich (p,T,θ)
Schwankungen (unterschiedliche
Entnahmeverfahren,..)
Schwankungen
Schwankungen
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Entnahmeverfahren
VDI 3865 Blatt 2 (Probennahme)
Handlungsempfehlung Entnahme Bodenluftproben, LfU Baden
Württemberg
Aktivkohle-Sorptionsröhrchen
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Messobjekt GG-konzentration
Entnahmevolumen
< 20% Ringraum
Entnahmegeschwindigkeit < 100 ml/min
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Vorgehen
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
2 m Tiefe
DN 40 mm (Bohrung), DN 19 mm (Stahlrohr)
Filterrohr im unteren Meter (geschlitzt)
Ringraumverfüllung mit Kies bzw. oben Ton
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Messstellenausbau (Rammkernsondierung)
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
7 Messstellen wurden 14-tägig (z.T. Doppelbestimmungen) über 1 Jahr beprobt
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Probentransport luftdichte Verpackung
kühle, dunkle Lagerung
Analytik GC-ECD
NG 0,01 mg/m³
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Bodenluftkonzentrationsverlauf für Tetrachlorethen (Per) in BP L5
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
700,00
800,00
900,00
01.08.2004 20.09.2004 09.11.2004 29.12.2004 17.02.2005 08.04.2005 28.05.2005 17.07.2005 05.09.2005 25.10.2005
mg
/m³
-10
-5
0
5
10
15
20
25
°C
Per X
Per Y
Temperatur
Beispiel chemische Reinigung F
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Statistische Auswertung je Messstelle
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
iiiw
i,n
i
2i
n
1kiki
n
1kk,ii
Uyy
n
tU
)yy(1n
1
yn
1y
„wahrer Wert“ der BL-konzentration
Ergebnisunsicherheit zum Mittelwert
empirische Standardabweichung
Mittelwert der BL-konzentration
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Statistische Auswertung
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Beispiel chemische Reinigung F - BP L5
Tetrachlorethen
³m
mg52
³m
mg549Uyy
³m
mg52
³m
mg114
21
08,2
n
tU
³m
mg114)yy(
121
1
³m
mg549y
21
1y
iiiw
i,n
i
2i
n
1kiki
n
1kk,ii
yiW = Mittelwert ± 9 %
Ergebnisstreuung
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Gesamtstreuung Ui bei Bodenluftkonzentrationen
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
UiP - matrixbedingte Streuung (Phänomenstreuung)
UiV - verfahrensbedingte Streuung
Fazit
UiT - Probentransport
UiL - Probenhandling und Analytik (Labor)
+
+
+
UiUiM
Gesamtstreuung=PhänomenstreuungUiP+MessverfahrensstreuungUiM
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Statistische Auswertung der Doppelbestimmungen (Parallelmessungen) für Messstelle i
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
iD,z2iM
z
1h
2ihih
iD
tUz2
)YX(
messverfahrensbedingte Streuung (einschließlich Transport und Labor)
Standardabweichung der Parallelmessungen
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Statistische Auswertung der Doppelbestimmung (Parallelmessungen) Beispiel chemische Reinigung F –
BP L5
³m
mg844107,2tU
³m
mg41
22
)YX(
z2
)YX(
iD,z2iM
11
1h
2ihih
z
1h
2ihih
iD
Ui = ±52 mg/m³
UiM = ±84 mg/m³
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Temperaturverlauf
9,4
9,5
9,6
9,7
9,8
9,9
10
10,1
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
Tem
per
atu
r [°
C] Temperaturverlauf 17.01.2007
Temperaturverlauf 20.06.2007
Temperaturverlauf während der Messungen
Bodenluftmessstelle mit Messsensoren
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Zusammenhang BL-konzentration- Bodentemperatur
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
D1N - Trichlorethen
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
14.09.06 03.11.06 23.12.06 11.02.07 02.04.07 22.05.07 11.07.07 30.08.07
Datum
Ko
nze
ntr
ati
on
[m
g/m
³]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Bo
de
nte
mp
ratu
r [°
C]
Labor Vogt
Labor Wessling
Glasampulle
Bodentemperatur
Wessling GC-MSVogt GC-ECD
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Zusammenhang BL-konzentration- Bodenfeuchte
L4N - Tetrachlorethen
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
1200,00
1400,00
14.09.06 03.11.06 23.12.06 11.02.07 02.04.07 22.05.07 11.07.07 30.08.07
Datum
Ko
nze
ntr
ati
on
[m
g/m
³]
0
2
4
6
8
10
12
Bo
de
nfe
uc
hte
[%
]
Labor Vogt
Labor Wessling
Glasampulle
Bodenfeuchte
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Zusammenhang BL-konzentration- Grundwasserstand
D1N - Trichlorethen
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
14.09.06 03.11.06 23.12.06 11.02.07 02.04.07 22.05.07 11.07.07 30.08.07
Datum
Ko
nze
ntr
ati
on
[m
g/m
³]
103,2
103,4
103,6
103,8
104
104,2
104,4
104,6
104,8
105
105,2
m ü
. NN
Labor Vogt
Labor Wessling
Glasampulle
Wasserstände
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Ergebnisse Projekt 2
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
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.
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
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.
Einführung
Projekt 1 Projekt 2
Fazit
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Ort derBeurteilung
Schutzgut
Mensch
Schadherd
Altstandort,Altablagerung
Pfad
Bodenluft Luft
Kontaktmedium: Innenraumluft
Schutzgut Mensch
Resorptions-
verfügbarkeit
Transfer Bodenluft-Innenraumluft
Fachtagung QS Boden/-luft 25./26.11.09 | Antje Sohr (LfULG) Silvana Baer (G.M.U.)
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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