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Umgang mit der Messunsicherheit bei der Überschreitung von Prüf- und Maßnahmenwerten für den Vollzug der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung

Das Ziel des FuE-Vorhabens war die Erarbeitung eines Konzeptes zur Berücksichtigung der Messunsicherheit im Rahmen des Vollzugs der BBodSchV und darauf basierend die Erarbeitung einer Hand-lungsanleitung. Im Rahmen des FuE-Vorhabens wurde ein Konzept zur Berücksichtigung der Messunsicherheit im Rahmen des Vollzugs der BBodSchV erarbeitet, dass die Messunsicherheit mittels statistisch abgesicherter Verfahren ermittelt und bei der Feststellung einer Prüf- oder Maßnahmenwertüberschreitung einbezieht. Das Konzept berücksichtigt folgende Unsicherheitskomponenten: (1) räumliche Heterogenität, (2) systematische Abweichungen des Probenahmeverfahrens, (3) zufällige Abweichungen des Probenahmeverfahrens, (4) Fundamentalvariabilität, (5) Systematische Abweichungen des Analysenverfahrens und (6) Zufällige analytische Abweichungen. Die Bewertung erfolgt entweder auf Basis des jeweiligen Messunsicherheitsbereiches eines Analysenergebnisses oder auf Basis seiner Indizienkraft. Beide Vorgehensweisen sind gleichwertig; allerdings ermöglicht die Bestimmung der Indizienkraft durch die Angabe eines quantitativen Wertes eine einfachere Einbeziehung anderer Informationen. Die Indizienkraft liegt zwischen 0 und 1 und spiegelt die Wahrscheinlichkeit einer Prüfwert/Maßnahmenwert-Überschreitung wider. Eine Überschreitung liegt vor, wenn der Messunsicherheitsbereich vollständig oberhalb des Prüfwertes/Maßnahmenwertes liegt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Indizienkraft oberhalb von 0,95 liegt. Andernfalls ist nicht von einer Überschreitung auszugehen - es sei denn, der Messunsicherheitsbereich überlappt nicht nur mit dem Prüfwert/Maßnahmenwert, sondern auch mit einer vorgegebenen Maximalgrenze. In diesem Fall erlaubt das Analysenresultat keine abgesicherte Bewertung, weil der Messunsicherheitsbereich zu groß ausfällt. Im letzten Projektabschnitt wurde eine Handlungsanleitung für den Vollzug der BBodSchV erarbeitet, die das Vorgehen bei der Bewertung von Messergebnissen im Hinblick auf eine Überschreitung von Prüf- und Maßnahmenwerten prägnant und präzise erklärt. Zur potentiellen Unterstützung der Vollzugsbehörden wurde neben der Handlungsanleitung ein Konzept für ein Berechnungsprogramm zur Ermittlung der Messunsicherheit und Ausgabe des Bewertungsergebnisses erarbeitet. Quelle: Forschungsbericht

Handlungsanleitung zum Umgang mit der Ergebnisunsicherheit bei der Über- und Unterschreitung von Prüf- und Maßnahmenwerten für den Vollzug der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung

Gemäß Anhang 1 der BBodSchV (1999) wird die Angabe der Ergebnisunsicherheit für Prüfergebnisse gefordert. Jedoch existiert zurzeit kein einheitlicher Umgang mit der Ergebnisunsicherheit im Vollzug der BBodSchV. Im Forschungsvorhaben wurde deswegen - in Abstimmung mit dem Fachbeirat Bodenuntersuchungen - eine Handlungsanleitung für die Vollzugsbehörden der BBodSchV erarbeitet, welche das Vorgehen bei der Bewertung von Bodenanalysen für die Wirkungspfade Boden-Mensch und Boden-Pflanze darlegt. Die Handlungsanleitung richtet sich an Behörden, die im Vollzug des Bodenschutzes arbeiten, sowie an Laboratorien, Sachverständige und Ingenieurbüros, die in diesem Zusammenhang Leistungen erbringen.

NWG 1

Das Projekt "NWG 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die räumliche Strukturerkundung des Thüringer Beckens über innovative, flächendeckende Messverfahren. Hierzu werden in enger Kooperation mit IPHT Jena ausgewählte Untersuchungsgebiete beflogen. Dabei kommt ein Supraleit-Magnetfeld-Sensor zum Einsatz, der die Komponenten des erdmagnetischen Feldes in hoher Präzision detektieren kann. Mit Hilfe der Vektorkomponenten des Magnetfeldes kann die Untergrundstruktur sehr viel genauer modelliert werden, als es bislang möglich ist und selbst bisher kaum aufzulösende Feinstrukturen können ermittelt werden. Diese sind besonders wichtig, um auch über die Geomagnetik Fluidsysteme und deren Dynamik im Untergrund abbilden zu können. Um diese Ergebnisse zu erhalten muss sichergestellt werden, dass das Messgerät von seinem Träger nicht über Gebühr beeinflusst wird, in diesem Fall vom Messhubschrauber der BGR. In 2010 soll mit der Einrüstung und ersten Flugtests begonnen werden. Dazu wird der Magnetfeldsensor und seine Messtechnik in / an den Hubschrauber montiert und erste Testflüge werden vorgenommen. Hierbei sollen neben der Erprobung der Funktionssicherheit auch die notwendige Entfernung des Sensors als Außenlast zum Hubschrauber ermittelt werden, um Störeinflüsse zu minimieren. Danach soll ein erstes Testgebiet im Thüringer Becken beflogen werden. Die Auswertung dieses Gebietes dient der Überprüfung des Systemverhaltens zur weiteren Optimierung. In 2011 soll danach ein größeres Messgebiet beflogen und ausgewertet werden. Es werden Testflüge und eine Testbefliegung je in 2010 und eine Gebietsbefliegung in 2011durchgeführt. Die Daten werden gemeinsam ausgewertet und im Zusammenhang mit den Ergebnissen der anderen Teilvorhaben interpretiert und zu einem Strukturmodell des Untergrundes zusammengeführt werden um so mittelfristig dynamische Veränderungen u.a. im Fluidsystem abbilden zu können.

The Joy of Long Baselines

Das Projekt "The Joy of Long Baselines" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Institut für Photogrammetrie und Kartographie, Lehrstuhl für Methodik der Fernerkundung durchgeführt. Dieses Vorhaben nutzt die speziellen Konfigurationen der TanDEM-X-Science-Phase zur genauen 3D-Punktlokalisation und zur Küstenlinienbestimmung. Den Anwendungen gemeinsam ist die Ausnutzung der großen Basislinien in Raum und Zeit, die im Pursuit Monostatic Betrieb der Science Phase möglich sein werden. In dieser Phase wird auch der höchstaufgelöste, relativ neue Staring Spotlight Mode erstmalig in Single-Pass-Interferometrie-Konfiguration verfügbar sein. Im Einzelnen sollen folgende Verfahren und Produktvorläufer entwickelt und erforscht werden: 1) PSI und TomoSAR mit kleinen Datenstapeln. Sowohl die Persistent Scatterer Interferometrie (PSI) wie auch die SAR-Tomographie (TomoSAR) leiden darunter, dass die Höhe von Punkten, ihre Bewegung und die atmosphärischen Störungen nicht einfach voneinander zu trennen sind. Daher sind meist wesentlich mehr (sehr teure) Aufnahmen nötig als zur Bewegungsmessung eigentlich nötig wären. Es soll daher ein PSI- und TomoSAR-Verarbeitungsverfahren entwickelt werden, das unter Hinzunahme von TanDEM-X-Interferogrammen genügend großer Basislinie mit weniger Daten als bisherige Ansätze auskommt. 2) Gewinnung von 3D-Passpunkten. Der Staring Spotlight Mode nutzt ein so langes Orbitsegment zur Datenaufnahme, dass die Orbitkrümmung bereits zu einer leichten Verunschärfung führt, wenn im Prozessor nicht die genaue Geländehöhe des abzubildenden Objekts berücksichtigt wird. Dieser Effekt wurde kürzlich erstmals dazu genutzt, die Höhe eines Punktstreuers durch Autofokus im Prozessor auf ca. 10 - 20 m genau zu bestimmen. Durch Auswertung der Phase eines interferometrischen Staring Spotlight Paars könnte diese absolute Höhenschätzung auf ca. 1 - 2 m verfeinert werden. Durch Hinzunahme eines Stereo-Paars als dritten Schritt kann die Höhe noch genauer bestimmt werden. Es sollen Verfahren zur Gewinnung absoluter 3D Koordinaten von markanten Punkten aus diesen Daten entwickelt werden. 3) Neue Verfahren der Kohärenzschätzung zur Wasserflächendetektion. Mit den großen zeitlichen Basislinien, wie sie in der Pursuit Monostatic Phase realisiert werden, dekorrelieren Wasseroberflächen sicher, Land allerdings kaum. Daher eignen sich solche Interferogramme besser zur Unterscheidung von Wasser und Land als klassische Tan-DEM-X Daten. Für die hochauflösende Kohärenzschätzung zur Wasserflächendetektion sollen sog. nicht-lokale Filter untersucht und für diese spezielle Aufgabe weiterentwickelt werden.

NWG 1

Das Projekt "NWG 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von supracon AG durchgeführt. Ziel der im Rahmen des Projektes von Supracon zu bearbeitenden Aufgaben ist die Konzeption, Entwicklung und Fertigung einer neuen Messgerätelektronik für luftgestützte SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) Gradiometer Messungen des kompletten Tensors des Erdmagnetfeldes. Die Elektronik besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, der analogen Elektronik für die Auslese der SQUID Signale und zum anderen die Digitalelektronik der Datenerfassung. Die Signalauslese wird durch Linearisierung des SQUID Ausgangs und dessen Verstärkung typischerweise mit einer FLL (Flux Locked Loop) realisiert. Luftgestützte Messungen haben höchste Anforderungen an die Signalfolgegeschwindigkeit und Störfeldunempfindlichkeit der Messtechnik. Die Entwicklung wird an den Anforderungen der Forschungsaufgaben des Projektes 'Integrierte Fluiddynamik in Sedimentbecken' ausgerichtet und mit Hinblick auf einen prototypischen Aufbau entwickelt. Die Weiterentwicklungen werden im Rahmen der zwei geplanten Befliegungen von Teilen des Thüringer Beckens getestet. Lösungsansätze werden zur Verbesserung der Signalfolgegeschwindigkeit und der Störfeldunempfindlichkeit der Sensordaten gesucht. Ebenso muss die elektronische Datenerfassung konzeptionell erarbeitet und umgesetzt werden. Die Messgerätelektronik wird für luftgestützte Geomagnetik und magnetischer Kartierung von Teilen des Thüringer Beckens im Projekt eingesetzt.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SICK AG, Central Division R&D - New Technologies durchgeführt. Das Fraunhofer ISE hat im Rahmen dieses Projektes die hauseigene Wasserstoff-Tankstelle um einen zweiten Hochdruckspeicher, einen zweiten Mitteldruckverdichter, zwei Mengenmesser und eine Elektrolyse-Leistungssteuerung erweitert und die Lüftung im Betriebsmittelraum verändert. Zudem wurde die im Projekt vom Partner Sick entwickelte Gasanalytik in die Tankstelle und die vom Partner Sick entwickelte Mengenmessung in einen 200kW Elektrolyse-Teststand integriert. Damit wurde die Betankungskapazität pro Fahrzeug und insgesamt verbessert, die Zuverlässigkeit der Tankstelle erhöht und die Infrastruktur geschaffen, um Langzeituntersuchungen von Gasverunreinigungen, Elektrolyse-Degradation und Wasserstoff-Verlusten an der Tankstelle durchzuführen, sowie einen Feldtest für die entwickelten Komponenten des Partners Sick durchzuführen. Alle Nachrüstungen waren erfolgreich - die Lüftungsanpassung zur Verbesserung der Vorkühlungszuverlässigkeit und Lebensdauer erfüllte jedoch bis zum Projektende nicht die Erwartungen. Bei Messungen mit und für die Hochschule Offenburg wurden zudem mit sehr geringem Mehraufwand Messdaten bezüglich Genauigkeit des vorhanden Coriolismesser erhoben und verwertet. Ein bisher ungelöstes Problem für die kommerzielle Nutzung von Wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ist die eichfähige Mengenmessung bei der Betankung. Bisher auf dem Markt befindliche Durchflussmesser für Wasserstofftankstellen arbeiten nach dem Coriolis-Prinzip und erreichen nicht die geforderten Messunsicherheiten. Ziel des Arbeitspakets der Hochschule Offenburg ist die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur eichfähigen Mengenmessung. Notwendige Bedingung für die Eichfähigkeit ist zum einen eine ausreichende Messrichtigkeit, zum anderen muss Messbeständigkeit sichergestellt werden. Hierzu gehören beispielsweise Manipulationssicherheit, Elektromagnetische Verträglichkeit und Sensorbeständigkeit. Aufgrund der geforderten Manipulationssicherheit kommen Messmethoden wie bspw. das Wiegen der Fahrzeuge oder Tanksysteme nicht infrage, da diese vom Verbraucher beeinflusst werden können. Deshalb soll ein Durchflussmesser basierend auf dem Düsenmessverfahren entwickelt werden. Im Rahmen des Projektes wurden zunächst die Rahmenbedingungen bei Wasserstoffbetankungsvorgängen nach der Norm SAE J2601 erarbeitet. Basierend darauf wurde ein dynamisches Simulationsmodell entwickelt, welches die Berechnung der zeitlich veränderlichen Massen- und Volumenströme während der Betankung ermöglicht. Diese dienen als Grundlage für die Auslegung der Düsengeometrie sowie der benötigten Temperatur- und Druckmesstechnik. Parallel zu dem Durchflussmessgerät wurde ein gravimetrischer Teststand entwickelt, welcher es ermöglicht, die Messgenauigkeit der Düse zu untersuchen. Der Teststand ist mit einem Wasserstofftank ausgestattet, welcher während Betankungsversuchen befüllt werden kann um realistische Strömungsbedingungen zu erreichen. Text gekürzt

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Fraunhofer ISE hat im Rahmen dieses Projektes die hauseigene Wasserstoff-Tankstelle um einen zweiten Hochdruckspeicher, einen zweiten Mitteldruckverdichter, zwei Mengenmesser und eine Elektrolyse-Leistungssteuerung erweitert und die Lüftung im Betriebsmittelraum verändert. Zudem wurde die im Projekt vom Partner Sick entwickelte Gasanalytik in die Tankstelle und die vom Partner Sick entwickelte Mengenmessung in einen 200kW Elektrolyse-Teststand integriert. Damit wurde die Betankungskapazität pro Fahrzeug und insgesamt verbessert, die Zuverlässigkeit der Tankstelle erhöht und die Infrastruktur geschaffen, um Langzeituntersuchungen von Gasverunreinigungen, Elektrolyse-Degradation und Wasserstoff-Verlusten an der Tankstelle durchzuführen, sowie einen Feldtest für die entwickelten Komponenten des Partners Sick durchzuführen. Alle Nachrüstungen waren erfolgreich - die Lüftungsanpassung zur Verbesserung der Vorkühlungszuverlässigkeit und Lebensdauer erfüllte jedoch bis zum Projektende nicht die Erwartungen. Bei Messungen mit und für die Hochschule Offenburg wurden zudem mit sehr geringem Mehraufwand Messdaten bezüglich Genauigkeit des vorhanden Coriolismesser erhoben und verwertet. Ein bisher ungelöstes Problem für die kommerzielle Nutzung von Wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ist die eichfähige Mengenmessung bei der Betankung. Bisher auf dem Markt befindliche Durchflussmesser für Wasserstofftankstellen arbeiten nach dem Coriolis-Prinzip und erreichen nicht die geforderten Messunsicherheiten. Ziel des Arbeitspakets der Hochschule Offenburg ist die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur eichfähigen Mengenmessung. Notwendige Bedingung für die Eichfähigkeit ist zum einen eine ausreichende Messrichtigkeit, zum anderen muss Messbeständigkeit sichergestellt werden. Hierzu gehören beispielsweise Manipulationssicherheit, Elektromagnetische Verträglichkeit und Sensorbeständigkeit. Aufgrund der geforderten Manipulationssicherheit kommen Messmethoden wie bspw. das Wiegen der Fahrzeuge oder Tanksysteme nicht infrage, da diese vom Verbraucher beeinflusst werden können. Deshalb soll ein Durchflussmesser basierend auf dem Düsenmessverfahren entwickelt werden. Im Rahmen des Projektes wurden zunächst die Rahmenbedingungen bei Wasserstoffbetankungsvorgängen nach der Norm SAE J2601 erarbeitet. Basierend darauf wurde ein dynamisches Simulationsmodell entwickelt, welches die Berechnung der zeitlich veränderlichen Massen- und Volumenströme während der Betankung ermöglicht. Diese dienen als Grundlage für die Auslegung der Düsengeometrie sowie der benötigten Temperatur- und Druckmesstechnik. Parallel zu dem Durchflussmessgerät wurde ein gravimetrischer Teststand entwickelt, welcher es ermöglicht, die Messgenauigkeit der Düse zu untersuchen. Der Teststand ist mit einem Wasserstofftank ausgestattet, welcher während Betankungsversuchen befüllt werden kann um realistische Strömungsbedingungen zu erreichen. Text gekürzt

Measurements of N-nitroso compounds (N-nitrosamines) in ambient air of workplaces and near coke works and steel shops

Das Projekt "Measurements of N-nitroso compounds (N-nitrosamines) in ambient air of workplaces and near coke works and steel shops" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt. Objective: The main objectives of the project are: 1 Determination of the nitrogen compounds which can lead to the formation of N-nitrosamines in coking plants and steelworks. 2 Investigation of artefact formation during sampling. 3 Development of new sampling and analysis techniques and evaluation of whether existing methods of analysis are suitable for N-nitrosamines. 4 Harmonisation (differences, correlations) of the procedures developed by each of the participating institutes and establishing of a standard procedure for use in all countries. 5 First measurements of N-nitrosamines to obtain tenable results which can serve as a basis for EC legislation. The focus will be on measurements at workstations in different types of plant in the coal and steel industries of the participating countries. General Information: Nitrosamines are known carcinogens. They are formed by reaction of preferentially secondary amines with nitro sating agents, both of which may occur at workplaces as undesirable by-products or emissions. Nitrosamines have so far been identified in the ambient air in the metal processing, rubber and leather industries. Bituminous coals used in the coking industry contain 1-2 per cent nitrogen, most of which ends up either in the tar fraction or, following gas scrubbing, as ammonium sulphate. However, coke oven leaks (from charging lids, doors and ascension pipes) may lead to uncontrolled emissions of mainly aromatic amines, which in the presence of nitrous gases (NO and NO2) may be transformed into N-nitrosamines. Formation of N-nitrosamines must also be expected in the steel industry, originating from cooling lubricants containing nitrogen and hardeners used in foundries. A major problem in the measurement of nitrosamines is artefact formation during the sampling process. It has been shown that in this case amines are also retained which react with NOx traces in the ambient air to form N-nitrous amines though only when they reach the substrate. This phenomenon is observed particularly in the presence of aromatic amines, which is specifically the case in coking plants. The pollutant concentrations identified should not be associated with a particular pollution source, as they are caused entirely by artefact formation as a result of subsequent notarisation on the sampling medium. In order to protect workers and the population from the toxicological effects of N-nitrosamines, it is necessary to act upon the conditions favouring the formation of these noxious substances in the environment. To be able to do this it is necessary to have information on concentrations, types of compound and sources of emission of N-nitrosamines and amines (their precursors). The planned research and development project is concerned with the problem of N-nitrosamines in the environment of steelworks and associated coking plants.

Testing methods for self-monitoring of air sampling instruments

Das Projekt "Testing methods for self-monitoring of air sampling instruments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung Bochum durchgeführt. Objective: To ensure the reliability of air monitoring in deep coal mines, the instruments used must be meticulously checked. The objective of the project was to reduce the burden of weekly control measurements and at the same time obtain faster information on any incident recorded by instruments. General Information: An instrument offering quasi separate operation of two identical sensors was developed. This allows the comparison, in preset cycles, of the values measured by two measuring bridges which are fitted with identical sensors but which are operated alternatively with different operating durations, in order to obtain different behaviour of the sensors for the purposes of comparison. In addition to a comparison of two measuring bridges, which merely provides a general indication of an incorrect measurement, a pointer to the faculty sensor was to be obtained by means of an appropriate test routine. This individual testing of the measuring bridges was to be undertaken by means of a working point check after temporarily increasing the bridge current. Achievements: The tests carried out with two different sensor types with the same measuring characteristics did not yield the anticipated results. Comparison of the values measured is possible, but this can also be done using a computer which, in addition to comparing the measurement signals, also controls the instruments to be compared. Individual testing of sensors to check whether they are functioning properly is also possible in principle. One of the sensor types tested (Nucletron VQ 24) can be checked using the envisaged testing system, but is not approved for use in mining. On the other hand, the features of the sensor approved for use in mining (Auer Ex Trans) in respect of the operating point are unsuited to reliable individual testing. It also emerged that the equivalence comparator according to Hennesen does not perform its function. As a result, the cost of introducing a new monitoring instrument for coal mining would appear to be out of proportion. A new instrument will be of interest only when approved sensors with suitable operating point characteristics are available. It was therefore decided not to start the approval procedure for intrinsically safe operation of the measuring and monitoring device.

Ermittlung der AOX-Quellen im Abwasser von Betrieben der 25. Abwasser-VwV

Das Projekt "Ermittlung der AOX-Quellen im Abwasser von Betrieben der 25. Abwasser-VwV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UIS Umweltinstitut GmbH durchgeführt. Die Einfuehrung des Parameters AOX in die 25. Abwasser-VwV ergibt eine Reihe von analytischen und technologischen Problemen. Im Rahmen des Vorhabens wird untersucht, ob die Matrixbelastung der Abwasser durch Chlorid, CSB und TOX ueberhaupt eine ausreichende Analysengenauigkeit zulassen. Darueberhinaus sollen die Abwasserproben diverser Betriebe neben dem AOX auch auf POX, NPOX, Chrom und PCP untersucht werden.

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