Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Projekt ist Teil des Verbundvorhabens High-Tech Methoden zur Untergrundsondierung.
\nIn der Bundesrepublik Deutschland werden j\u00e4hrlich ca. 100 ha Land f\u00fcr Siedlung und Verkehr verbraucht, die H\u00e4lfte dieser Fl\u00e4che wird dabei versiegelt. In den letzten 50 Jahren hat sich die Siedlungs- und Verkehrsfl\u00e4che in den alten Bundesl\u00e4ndern nahezu verdoppelt. W\u00e4hrend einerseits neue Gewerbe- und Wohngebiete auf der gr\u00fcnen Wiese entstehen, w\u00e4chst der Anteil an Brachfl\u00e4chen. Ein L\u00f6sungskonzept zur Verminderung des Fl\u00e4chenverbrauchs ist die konsequente Umsetzung eines Fl\u00e4chenrecyclings, also der Wiedernutzung von industriellen, gewerblichen oder milit\u00e4rischen Brachfl\u00e4chen, vor allem im urbanen Bereich. Dies sind in aller Regel altlastverd\u00e4chtige Fl\u00e4chen. Um eine z\u00fcgige und belastbare Erkundung dieser Fl\u00e4chen zu gew\u00e4hrleisten, k\u00f6nnen Analyseverfahren, die vor Ort eingesetzt werden, wichtige Vorteile bringen. Aus diesem Grund hat die DBU das Verbundvorhaben High-Tech Methoden zur Untergrundsondierung gef\u00f6rdert. Ziel des Verbundes war es, konventionelle, handgehaltene bis mittelschwere Sondiersysteme mit kosteng\u00fcnstigen und modernen Sensoren auszur\u00fcsten. Damit sollen bereits bei den Erkundungsarbeiten analytische Signale erzeugt und ausgewertet werden k\u00f6nnen. Das Verbundvorhaben wurde in 14 eigenst\u00e4ndige Vorhaben untergliedert, die organisatorisch klar voneinander abgegrenzt waren und eigene Vorhabensziele beinhalten: AZ 19219, 19220, 19221, 19225, 19229, 19230, 19232, 19233, 19234, 19235, 19281, 21918.
\nIm Rahmen dieses Einzelvorhabens sollte von der quo data GmbH ein integriertes Validierungskonzept f\u00fcr diese Methoden entwickelt werden. Die Grundlage daf\u00fcr bildeten die von der quo data GmbH in dem DBU-Verbund Schnelle Vor-Ort-Analytik mit low-cost-Methoden: Qualit\u00e4tssicherung entwickelten Kon-zepte zur Validierung und Versuchsplanung f\u00fcr Methoden zur in-situ Analytik von Schadstoffen im Boden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Validierung der Sensoren wurde in Zusammenarbeit mit den einzelnen Sensorikentwicklern eine einheitliche Vorgehensweise definiert. Diese sah im ersten Schritt die Adaptierung der zuvor von allen Teilnehmern erstellten Stoffliste an den jeweiligen Sensor vor. Anschlie\u00dfend wurden repr\u00e4sentative Stoffe f\u00fcr jeden Sensor aus der entsprechenden Stoffliste festgelegt. Auswahlkriterien waren dabei die Repr\u00e4sentativit\u00e4t f\u00fcr die interessierende Stoffgruppe, die Umweltrelevanz und eine hohe Sensorempfindlichkeit f\u00fcr diesen Stoff. Als n\u00e4chstes wurden potenzielle St\u00f6rfaktoren definiert (Umgebungsbedingungen, Matrixbeimengungen), die das Messsignal beeinflussen k\u00f6nnen. Mit Hilfe dieser St\u00f6rfaktoren wurden sp\u00e4ter faktorielle Versuchspl\u00e4ne erstellt. Bevor die Sensoren unter Realbedingungen eingesetzt wurden, sollten Kalibrierungsmessungen f\u00fcr die repr\u00e4sentativen Stoffe durchgef\u00fchrt werden, d. h. Messungen unter Idealbedingungen ohne Matrix und sonstige St\u00f6rfaktoren. Zus\u00e4tzlich zu den repr\u00e4sentativen Stoffen sollten dann auch f\u00fcr alle anderen Substanzen der Stoffliste, soweit realisierbar, Kalibrierdaten erfasst werden. Im Rahmen der In-house Validierung waren zun\u00e4chst Messungen mit Reinsubstanzen unter m\u00f6glichst realit\u00e4tsnahen Bedingungen geplant. Dabei sollte der Einfluss verschiedener St\u00f6rfaktoren untersucht werden. Au\u00dferdem sollten realistische Stoffgemische und unterschiedliche Konzentrationsniveaus untersucht werden. Zur Auswertung der von den Sensorikentwicklern bereitgestellten Validierungsdaten wurde eine standardisierte Vorgehensweise ausgearbeitet, um vergleichbare Resultate zu gew\u00e4hrleisten. Die Berechnungen erfolgten mit dem hierzu adaptierten Programm InterVal nach DIN ISO 11843 bzw. EC 657\/2002.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Verbundprojektes High-Tech Methoden zur Untergrundsondierung wurden verschiedene Sensorsysteme auf ihre Einsatzm\u00f6glichkeiten in der Vor-Ort-Analytik untersucht. Innerhalb der Versuchsplanung und Qualit\u00e4tssicherung wurde ein mathematisch-statistisches Validierungskonzept zur Beurteilung der unterschiedlichen Verfahren ausgearbeitet und eingesetzt. Grundlage des Konzeptes waren die DIN ISO 11843 sowie der in der Kommissionsentscheidung EC 657\/2002 dargelegte matrix\u00fcbergreifende Ansatz, der f\u00fcr den Anwendungsfall der in-situ Analytik angepasst und erweitert wurde.
\nEs wurden Messdaten f\u00fcr eine Validierung der folgenden Systeme ausgewertet: die Surface Acoustic Wave Sensoren, die k\u00fcnstliche Nase KAMINA, die Metalloxid-Sensoren, den Photoionisations-Detektor, den Evaneszent-Feld-Sensor sowie die LIF-Sonde. Anhand der bereitgestellten Daten konnten f\u00fcr die SAW-Sensorik, die Evaneszent-Feld-Sensorik sowie die LIF-Sonde umfassendere In-house Validierun-gen durchgef\u00fchrt werden. Dabei zeigte sich, dass der SAW-Sensor gut f\u00fcr den Einsatz in der Vor-Ort-Analytik geeignet ist. Auch die Leistungsf\u00e4higkeit des Evaneszent-Feld-Sensors kann in Bezug auf die \u00fcberpr\u00fcften Matrixeffekte als zufriedenstellend eingestuft werden. Die Ergebnisse f\u00fcr die LIF-Sonde zei-gen ein uneinheitliches Bild, was auf die uneinheitlichen Versuchsbedingungen bei diesen Messungen zur\u00fcckgef\u00fchrt werden kann.
\nDie Leistungsf\u00e4higkeit und die Einsatzm\u00f6glichkeiten der anderen Systeme k\u00f6nnen nur eingeschr\u00e4nkt beurteilt werden, da eine umfassende In-house Validierung mit Hilfe des erhaltenen Datenmaterials nicht m\u00f6glich war. Die aufgenommenen Kalibrationsdaten f\u00fcr diese Sensoren (KAMINA-Sensor, Metalloxid-Sensoren, Photoionisations-Detektor) zeigen f\u00fcr die einzelnen Substanzen der Stoffliste unter Idealbe-dingungen eine gute bis sehr gute Linearit\u00e4t \u00fcber die untersuchten Kalibrierbereiche. Eine Aussage zum Verhalten dieser Sensoren unter dem Einfluss verschiedener Matrixeinfl\u00fcsse kann jedoch mit Hilfe dieser Daten nicht gemacht werden. Gleichwohl l\u00e4sst sich an einigen Datens\u00e4tzen deutlich ablesen, dass die Messunsicherheit weniger durch die Schwankungen innerhalb jeweils eines Settings (f\u00fcr eine Matrix unter fest vorgegebenen Bedingungen) bestimmt sein k\u00f6nnte, sondern viel mehr durch die Matrix, durch \u00e4u\u00dfere Umgebungsbedingungen oder m\u00f6glicherweise auch durch die Stabilit\u00e4t des Messsystems selbst. Die Erhebung und Auswertung weiterer Daten auf der Grundlage des hier ausgearbeiteten Konzeptes er-scheint daher geboten, um die Messunsicherheit der Sensoren abschlie\u00dfend bewerten und vergleichen zu k\u00f6nnen. Grundlage dieser abschlie\u00dfenden Bewertung sollte das im Rahmen des Projektes ausgearbeitete Validierungskonzept sein, welches sich bereits zur Beurteilung der SAW-Sensorik, der Evaneszent-Feld-Sensorik sowie der LIF-Sonde als praktikabel und sehr aussagef\u00e4hig auch im Hinblick auf die zu erwartende Messunsicherheit unter unterschiedlichen Bedingungen erwiesen hat.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Rahmen des Projektverbundes erfolgte eine Pr\u00e4sentation der Vorgehensweise in Stuttgart im Er\u00f6ffnungsseminar des High-Tech-Verbundes (04.03.02). Das ausgearbeitete Validierungskonzept und die Ergebnisse der Auswertungen wurden auf der Abschlussveranstaltung des Projektes am 26. und 27. Ap-ril 2005 in Osnabr\u00fcck vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Um die Eignung von Messmethoden und Sensoren f\u00fcr die Bodenanalytik (Bodenluft, Wasser, Feststoff) nachweisen zu k\u00f6nnen, ben\u00f6tigt man Verfahren, mit denen die Wirkung unterschiedlicher Matrices leicht \u00fcberpr\u00fcft und quantifiziert werden kann. Speziell bei stoffunspezifisch messenden Sensoren ist eine sol-che \u00dcberpr\u00fcfung besonders wichtig. Eine matrix\u00fcbergreifende Validierung auf der Basis orthogonaler Versuchspl\u00e4ne f\u00fchrt zu einer wesentlichen Reduzierung der Anzahl der durchzuf\u00fchrenden Versuche.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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