Messunsicherheit in der Trinkwasseranalytik

Problematik der Messunsicherheit

Gemäß Trinkwasserverordnung 2001 müssen alle Untersuchungsstellen nach ISO/IEC 17025 akkreditiert sein. Dies bedeutet auch, dass sie ihre Messunsicherheit kennen und unter bestimmten Umständen auch angeben müssen.

Die Laboratorien sind daher gezwungen, Messunsicherheitsabschätzungen vorzunehmen. Um dafür ein praktikables Verfahren vorzuschlagen, wurde in den Deutschen Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung unter der Nummer A0-4 ein Leitfaden zur Abschätzung der Messunsicherheit aus Validierungsdaten veröffentlicht. Näheres zur Abschätzung siehe hier, weitere Dokumente zu diesem Thema finden sie hier.

Auf der Seite der Kunden stellt sich dann die Frage, wie mit diesen Messunsicherheiten umzugehen ist und ob sie bei der Grenzwertbeurteilung Berücksichtigung finden muss. Unsere Ansicht dazu finden Sie hier.

Man könnte auch auf den Gedanken kommen, dass die Messunsicherheit die Qualität eines Labors widerspiegelt. Dies könnte weiter dazu führen, dass Kunden dazu verführt werden, sich bei der Vergabe von Aufträgen an der Messunsicherheit zu orientieren. Dies würde wiederum dazu führen, dass Zug um Zug niedrigere, unrealistische Messunsicherheiten von den Laboratorien angegeben würden. Man hätte dann keinen Gewinn mehr aus der Angabe der Messunsicherheit. Diese Vorgehensweise widerspräche auch dem Grundgedanken der Qualität. Die Qualität eines Analysenergebnisses ist dann ausreichend, wenn die Kundenanforderungen erfüllt sind. Mehr ist nicht notwendig.

Wie aber können Kunden, im Falle der Trinkwasseruntersuchung letztlich also die Gesundheitsämter, aber die Anforderungen definieren? Man könnte meinen, dies sei für den Bereich Trinkwasseranalytik durch die Trinkwasserverordnung abgedeckt, die ja in Anlage 5 Spezifikationen für die Analyse der Parameter vorschreibt. Leider sind die Vorgaben hinsichtlich Präzision, Richtigkeit und Nachweisgrenze aber nicht ohne weiteres in Anforderungen an die Messunsicherheit umsetzbar.

Es wäre also für alle Beteiligten hilfreich, wenn die Vorgaben der Anlage 5 TrinkwV einheitlich für die Festlegung von Kundenanforderungen an die Messunsicherheiten interpretiert würden.

Um dies zu unterstützen, wurden aus den Daten der deutschen Trinkwasser-Ringversuche der letzten Jahre so genannte Varianzfunktionen berechnet. Die Daten stammen aus folgenden Quellen:

• Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (http://www.lanuv.nrw.de)
• Institut für Hygiene und Umwelt der Freien und Hansestadt Hamburg (http://www.hamburg.de)
• Niedersächsiches Landesgesundheitsamt, Standort Aurich (http://www.nlga.niedersachsen.de)
• AQS Baden-Württemberg an der Universität Stuttgart

Zur Berechnung dieser Varianzfunktionen werden die im Ringversuch ermittelten relativen Vergleichsstandardabweichungen (Variationskoeffizienten VC_R) über die Konzentration des Analyten aufgetragen. Daran angepasst haben wir als Ausgleichsfunktion die von Thompson beschriebene 'characteristische Funktion'.

Näheres dazu finden Sie hier.

Diese Funktion ermöglicht sowohl die Angabe einer mittleren Vergleichsstandardabweichung am Grenzwert (der Funktionswert am Grenzwert), als auch eine Darstellung der Konzentrationsabhängigkeit dieser Standardabweichung. In den nachfolgenden Tabellen sind die Daten für alle in Ringversuchen analysierten Parameter zusammengestellt. Für Ihre eigenen Berechnungen haben wir die Koeffizienten α und β ebenfalls mit angegeben. Bitte beachten Sie, dass in vielen Fällen der Anstieg der Variationskoeffizienten im unteren Konzentrationsbereich mit einer relativ großen Unsicherheit behaftet ist. Die graphische Darstellung erhalten Sie über das Anklicken des Parameternamens. Die Parameter sind mit Ausnahme der Pflanzenschutzmittel- Wirkstoffe und Biozidprodukt-Wirkstoffe alphabetisch nach ihrer englischen Bezeichnung sortiert. Die Pflanzenschutzmittel- Wirkstoffe und Biozidprodukt-Wirkstoffe finden Sie am Ende der Tabelle ebenfalls alphabetisch sortiert.

Parameter	Konzentrationsbereich				α	β	Grenzwert	VCR, GW	NDatensätze
1,2-dichloroethane	1.4469	-	16.0758	µg/l	0.2892	18.19%	3	20.59%	83
aluminium	0.0345	-	1.322	mg/l	0.0096	8.89%	0.2	10.1%	167
ammonium	0.0841	-	9.8575	mg/l	0.0099	6.05%	0.5	6.37%	130
antimony	2.3	-	423.8	µg/l	0.5524	14.07%	5	17.89%	101
arsenic	2.5957	-	278.7	µg/l	0.5567	9.66%	10	11.15%	82
benzene	0.493	-	9.0613	µg/l	0.096	20.2%	1	22.37%	70
benzo(a)pyrene	0.005	-	0.2303	µg/l	0.0018	22.39%	0.01	28.86%	85
benzo(b)fluoranthene	0.008	-	0.2332	µg/l	0.0018	18.66%	0.025	19.98%	85
benzo(ghi)perylene	0.016	-	0.24	µg/l	0	27.93%	0.025	27.93%	85
benzo(k)fluoranthene	0.011	-	0.2056	µg/l	0.0023	19.93%	0.025	21.97%	85
boron	0.0794	-	1.9415	mg/l	0.0146	6.2%	1	6.37%	94
bromate	0.0074	-	0.07	mg/l	0.0021	27.46%	0.01	34.7%	68
bromodichloromethane	0.5911	-	22.6431	µg/l	0.0863	14.88%	12.5	14.89%	89
bromoform	0.591	-	22.7734	µg/l	0.114	16.13%	12.5	16.16%	90
cadmium	1.0506	-	51.7	µg/l	0.1141	8.06%	3	8.91%	78
calcium	20.821	-	201.797	mg/l	0.4032	3.65%			73
chloride	12.2483	-	289.636	mg/l	0.6549	2.91%	250	2.92%	104
chloroform	0.5634	-	22.3871	µg/l	0.1448	16.25%	12.5	16.29%	90
chromium	5.91	-	102.613	µg/l	0.521	7.56%	50	7.63%	77
chromium (VI)	8.5758	-	88	µg/l	1.0623	5.57%			55
colour (436 nm)	0.1469	-	1.961	1/m	0.045	7.88%	0.5	11.96%	97
copper	21.0938	-	4452.1	µg/l	2.1675	5.28%	2000	5.29%	110
cyanide	0.009	-	0.1339	mg/l	0.0016	19.14%	0.05	19.41%	68
dibromochloromethane	0.5938	-	24.1129	µg/l	0.116	15.37%	12.5	15.39%	90
electrical conductivity	264.25	-	5387	µS/cm	0.6356	1.3%	2790	1.3%	102
epichlorohydrine	0.1264	-	0.9866	µg/l	0.0419	44.74%	0.1	%	9
fluoride	0.3948	-	4.842	mg/l	0.0443	5.91%	1.5	6.61%	104
Indeno(1,2,3-cd)pyrene	0.013	-	0.2576	µg/l	0	27.62%	0.025	27.62%	85
iron	0.0311	-	2.788	mg/l	0.0051	6.28%	0.2	6.78%	178
lead	4.8	-	90.5	µg/l	0.7027	9.82%	10	12.07%	77
magnesium	6.205	-	75.3308	mg/l	0.2186	4.25%			66
manganese	0.0161	-	0.664	mg/l	0.0017	6.51%	0.05	7.34%	137
mercury	0.5299	-	11.58	µg/l	0.0921	12.08%	1	15.19%	60
nickel	5.9	-	89.8	µg/l	0.7679	7.13%	20	8.09%	77
nitrate	4.09	-	189.898	mg/l	0.3634	3.55%	50	3.62%	143
nitrite	0.049	-	1.4447	mg/l	0.0053	4.74%	0.5	4.85%	106
o-phosphate	0.381	-	11.2502	mg/l	0.0476	12.22%			28
Permanganate index	1.0262	-	21	mg/l	0.287	6.74%	5	8.85%	100
potassium	1.549	-	37.536	mg/l	0.1437	5.1%			102
selenium	3	-	449.8	µg/l	0.8023	13.36%	10	15.58%	82
silicate	3.362	-	50.9648	mg/l SiO2	0.1607	7.03%			59
sodium	8.836	-	185.682	mg/l	0.4684	4.02%	200	%	110
sulfate	20.585	-	296.024	mg/l	0.8981	3.33%	250	3.35%	83
tetrachloroethene	0.5336	-	18.4875	µg/l	0.1016	19.54%	5	19.64%	90
TOC	0.8678	-	23.2	mg/l	0.2476	7.14%			87
total P	0.1265	-	5.3538	mg/l	0.0158	9.73%			40
trichloroethene	0.3794	-	17.5987	µg/l	0.0695	19.34%	5	19.39%	90
turbidity	0.2954	-	8.609	FNU	0.0907	8.77%	1	12.62%	99
uranium	1.31	-	17.45	µg/l	0.0434	6.51%	10	6.53%	10
2,4,5-T	0.0648	-	0.8081	µg/l	0.0068	23.7%	0.1	24.66%	47
2,4-D	0.0492	-	0.7812	µg/l	0.0101	23.61%	0.1	25.7%	47
2,4-DB	0.0602	-	0.8102	µg/l	0.0141	25.23%	0.1	28.89%	47
a-endosulfan	0.0819	-	0.6118	µg/l	0	19.63%	0.1	19.63%	14
a-HCH	0.034	-	0.087	µg/l	0.0085	20.6%	0.1	%	9
aldrin	0.0225	-	0.6761	µg/l	0.0047	24.99%	0.1	25.43%	39
atrazine	0.0567	-	0.833	µg/l	0.0061	15.44%	0.1	16.6%	60
b-endosulfan	0.0655	-	0.5632	µg/l	0.0063	19.01%	0.1	20.03%	14
bentazone	0.0658	-	0.8591	µg/l	0.0116	22.74%	0.1	25.52%	61
bromoxynil	0.0609	-	0.8781	µg/l	0.0093	26.32%	0.1	27.91%	61
chlortoluron	0.069	-	0.8126	µg/l	0.0083	15.47%	0.1	17.57%	45
d-HCH	0.0256	-	0.4469	µg/l	0.0059	27.04%	0.1	27.68%	15
desethylatrazine	0.0618	-	0.855	µg/l	0.0027	20.45%	0.1	20.64%	45
desisopropylatrazine	0.1553	-	0.7865	µg/l	0.029	26.86%	0.1	%	18
dichlorprop	0.0741	-	0.8747	µg/l	0.0091	20.3%	0.1	22.24%	61
dieldrin	0.0267	-	0.5646	µg/l	0.0051	21.07%	0.1	21.68%	45
dimethoat	0.077	-	0.212	µg/l	0.0148	40.5%	0.1	43.12%	9
diurone	0.0569	-	0.8087	µg/l	0.0098	17.49%	0.1	20.05%	60
endrin	0.0259	-	0.461	µg/l	0.0055	26.46%	0.1	27.03%	15
fenoprop	0.0697	-	0.8217	µg/l	0.0137	18.62%	0.1	23.13%	47
g-HCH	0.0273	-	0.6474	µg/l	0.0084	20.67%	0.1	22.32%	38
heptachlor	0.0417	-	0.488	µg/l	0.0017	30.05%	0.1	30.1%	21
hexachlorobenzene	0.0184	-	0.5225	µg/l	0.0034	25.44%	0.1	25.67%	45
ioxynil	0.091	-	0.732	µg/l	0.0053	32.49%	0.1	32.92%	14
isoproturone	0.0598	-	0.7742	µg/l	0.0111	17.44%	0.1	20.66%	60
linuron	0.145	-	0.6875	µg/l	0.0322	16.64%	0.1	%	15
MCPA	0.0804	-	0.8899	µg/l	0.0098	23.95%	0.1	25.87%	61
MCPB	0.0628	-	0.8078	µg/l	0.0031	22.74%	0.1	22.95%	47
mecoprop	0.0585	-	0.8464	µg/l	0.0148	20.26%	0.1	25.06%	61
metazachlor	0.1197	-	0.827	µg/l	0.0306	25.56%	0.1	%	15
metobromurone	0.0539	-	0.8813	µg/l	0.0073	17.06%	0.1	18.54%	30
metolachlor	0.074	-	0.7559	µg/l	0.0166	19.64%	0.1	25.7%	33
metribuzin	0.068	-	1.0234	µg/l	0.012	20.41%	0.1	23.69%	30
p,p-DDD	0.0245	-	0.4058	µg/l	0.0073	23.19%	0.1	24.32%	24
p,p-DDE	0.0544	-	0.599	µg/l	0.0032	23.23%	0.1	23.45%	21
p,p-DDT	0.0233	-	0.4026	µg/l	0.0052	28.95%	0.1	29.42%	24
parathion-ethyl	0.036	-	0.138	µg/l	0.0074	36.13%	0.1	36.87%	9
propazine	0.067	-	0.8203	µg/l	0.0148	15.13%	0.1	21.14%	24
simazine	0.07	-	0.875	µg/l	0.0073	19.19%	0.1	20.55%	39
terbuthylazine	0.0543	-	0.8117	µg/l	0.004	17.56%	0.1	18%	60
trifluraline	0.064	-	0.15	µg/l	0.0068	30.41%	0.1	31.15%	9