0. Allgemeines.
Eine korrekte Probenahme bei Stoffen mit unterschiedlichen Anteilen an „Fremdstoffen“ ist
Voraussetzung für Entscheidungen von Unternehmensleitungen und Behörden, ja in der Po-
litik von den relevanten Ministerien, da die Fremdstoffe gesundheitsgefährdend sein und ein
Risiko für unsere Gesellschaft darstellen können. Unter Probenahme wird auch heute noch
vielfach als eine bloße Zuarbeit für die chemische Analyse, die Stoffbestimmung betrachtet
und genießt daher keinen besonderen Ruf und Stellenwert in der Wissenschaft. Stand der
Wissenschaft ist aber, dass die Probenahme in den meisten Fällen die überwiegende Feh-lerquelle ist und von daher eine besondere Beachtung verdient.
Die Prüfung, ob und an welcher Stelle an Kosten und Aufwand gespart und wegrationalisiert
werden darf, ist zwar manchem lästig, aber unerlässlich. Sie ist aber nicht nur schwierig,
sondern auch mit besonderer Sorgfalt durchzuführen. Es gibt viele Probenehmer als Dienst -
leistungsangebot, aber wenig vernünftig akkreditierte und zertifizierte. Im universitären
Bereich stehen zur Ausbildung, Prüfung und Kontrolle nur sehr wenige Institute für diese
Fragen bereit. Der Verfasser hat sich in Jahrzehnten mit einigen Problemen befasst und gibt
nachstehend zu einigen Merkpunkten seine Auffassung wieder.
1. Die Ausgangslage: das Individual-Risiko als Sicherheits-Philosophie.
Dem Menschen wird allgemein eine Sicherheit auf das Grundrecht für Leben und körperliche Unversehrtheit zuerkannt, weshalb die relevanten Gefährdungen, z.B. aus Schadstoffwirkungen 1 zu identifizieren, im Risiko zu bewerten 2 und durch nachfolgende Maßnahmen auf ein vertretbare Größe zu bringen sind. In manchen Bereichen wird dazu ein Risiko -Management eingesetzt, das bis in die Politik und Gesetzgebung hineinreicht. Der Staat selbst hat im Rahmen seiner Vorsorge für die Menschen zu einzelnen Schadstoff-Trägern einzuhaltende Grenzwerte bzw. Durchschnittseigenschaften mit und ohne Angabe von zulässigen Streu größen 3 vorgegeben oder vorzugeben.
1 Ggf. mit Hilfe toxikologischer Bewertungen. Prinzip: erst Schaden, dann Gefährlichkeit?
2 Europäische Richtlinie REACH 2005: Chemikalien-Hersteller sollen Gefahren und Risiken erkennen!
3 Sogenannte Ausreißer dürfen in keinem Fall ohne hinreichenden Grund eliminiert werden.
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Es ist die allgemeine unbestimmte und die unmittelbare auf ein Individuum einwirkende Gefährdung ist zu unterscheiden. Die letztere kann durch eine direkte Expositions-Größe in Zeit und Größe charakterisiert werden, die als tatsächlicher Belastungswert in Zeit und Höhe quantifiziert wird 4 . Das bedingt eine risiko-orientierte Probenahme-Strategie, denn hier ist das Schädigungsobjekt, z.B. ein bestimmter Mensch, die Auslegungs -Basis 5 .
Im wirtschaftlichen Leben bedeutet Risiko meist die Möglichkeit des Eintretens eines Verlustes, im Leben der Menschen kann man es mit der Höhe einer Gefahr auf Leben und Gesundheit übersetzen. Die gängige Definition des Individualrisikos 6 ist: Schadensumfang x mittlere Schadenseintrittswahrscheinlichkeit 7 , erweiterbar auf eine Personengruppe oder die Menschheit insgesamt. Dabei ist das Risiko örtlich oder auf eine bestimmte Art und Menge an Schadensquellen in ihrer Verteilung zu beziehen. Nur bei nicht ermittelbarem oder näher quantifizierbarem Risiko kann man - derzeit auf Empirie aufgebaut - auf eine Bestimmung über eine Probenahme und einen meßtechnischen Nachweis 8 verzichten oder eben dann, wenn die Schadensquelle eindeutig eliminierbar ist, z.B. bei der fachgerechten Entsorgung medizinischer oder von Krankenhaus-Abfällen.
Grundlage der Bestimmung dieses Risikos ist die entsprechende repräsentative Probenahme 9 , eingebunden in einen systematischen Ablauf zur Größenbestimmung des Schadstoffes, der Gefährdung. Da das Individualrisiko Leitprinzip ist, muß das Endergebnis, d.h. das St off-Analyse-Messergebnis mit seiner Meßunsicherheit 10 so genau wie nötig sein und nicht nur so genau wie jeweils möglich, d.h. z.B. abhängig vom Probenehmer oder Analyse -Institut. In der Prädikats-Skala sollte der Stoffwert also mindestens richtig oder reproduzierbar sein.
4 Beispiel: Einhalten einer maximal zulässigen Arbeitsplatzkonzentration und jetzt die nach einer spezifischen Arbeitsplatzanalyse, ggf. mit einer Meßreihe, s. europäische RL 98/24/EG und Neufassung der TRGS.
5 Wichtig im Berufskrankheitenrecht, d.h. die sspezifisch gemessene Belastung ist Grundlage.
6 Z.B. seit 2005 Grundsatz der Gefahrstoff-Verordnung (gemäß EU-Richtlinie 98/24). Welcher Gefahrstoff ist tatsächlich vor Ort z.B. für das Individuum gefährlich, was von der bisher üblichen Ermittlung bzw. Feststellung des Verhältnisses vor Ort zum „durchschnittlich“ als zulässig angesehenen Grenzwert abweicht. Hierbei fließt einerseits auch die Zeitdauer der Belastung und andererseits eine Beurteilung und Risiko -Bewertung ein. Nicht unerheblich ist die Beurteilung des Schadstoff-Empfängers in Sensibilität, Immunisierung usw.
7 Vgl. DIN 69905.
8 Problematisch bei mikrobiologischer Verseuchung, s. AG Analytik Fachausschuß Chemie, BG Chemie u.a.
9 Ungleich der Definition PN 98: Probe, deren Eigenschaften weitestgehend den Durchschnittsgeigenschaften der Gesamtmenge des Prüfgutes entsprechen. Dies gilt nur, wenn diese Eigenschaften auch die gefährdenden sind. Heterogene Güter sind nunmehr risikoorientiert zu beproben und danach ist der Sti chprobenplan anzulegen.
10 Die Deutsche Akkreditierungsstelle Chemie DACH sagt im Gremienbeschluß zu Teil 2 DIN EN ISO 17025 daß es sogar erforderlich sein kann, dass alle Unsicherheitskomponenten ermittelt und die gesamte Meß unsicherheit in Übereinstimmung mit dem GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) bestimmt wird. Angaben zur Unsicherheit beinhalten somit auch die wesentliche aus der Probenahme.
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Um dies zu erreichen, werden verschiedentlich Forderungen nach Ringversuchen für die Probenahme 11 wie auch solche nach Identität der juristischen Verantwortungs -Person von Probenahme, -vorbereitung und Meß-Labor 12 laut. Unterscheidungsmerkmal des Verantwortungssplittings kann die Fehler-Beachtung, -Ermittlung und -Kontrolle 13 sein. Das Probenahme-Protokoll muß so eindeutig sein, dass sich für den nachfolgenden
Verantwortlichen ermitteln lässt, ob und in wieweit z.B. grobe Fehler vorgekommen sind, denn nur dann taugt ein Protokoll zur Beweisführung bei Gericht. Gerade in schwierigen Fällen, z.B. kleinräumiger Verteilung von Schadstoff-Nestern oder solcher mit hoher Variabilität der zu beprobenden Stoff-Objekte darf die Anzahl der Proben nicht niedriger sein als für die Aussagesicherheit erforderlich 14 . Wenn keine Vor-Informationen vorliegen, ist die Verteilungsvermutung, ggf. über ein Screening 15 sehr sorgfältig anzugehen. Und hier scheiden sich die Fach-Geister 16 .
Die Sicherheitsgewährleistung, die Grenzen durch Kosten und Gesetz.
Der gesamte Prozeß von Probenahme, - vorbereitung und Messung wird im System 17 noch mit der Kostenunsicherheit, z.B. von Folgekosten belastet, denn schon bei der Beprobung 18 oder durch sie kann der wirtschaftlichen Aufwand auf ein erhebliches Kostenniveau angehoben werden, wenn z.B. gemäß GentechnikGesetz (GenTG 1990/GVO) die kleinsten Massen bereits als gefährdungseminent betrachtet werden, wie folgendes Beispiel zeigt:
in einer Beprobung auf einem 3,88 Hektar großem Feld im Saarland wurden Spuren gentechnisch veränderten Rapses gesucht. Die Spuren sind nicht an bioindikatorischen oder ansonsten sichtbaren Merkmalen zu erkennen. Demgemäß war die Unbestimmtheit groß.
11 Ungleich Ringanalysen mit präpariertem Referenzmaterial. Das Material kann synthetisch kontaminiertes oder Originalmaterial sein. S. Bücherl, Klaus. Ringversuche für die Probenahme von Böden - Möglichkeiten, Grenzen, Erfahrungen. AQS-Fachtagung 2004. (Obmann ITVA-Fachausschuß F2 Probenahme). S. auch: Modul NABO-Quality, Vergleichbarkeit, BUWAL - Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, Schweiz. Ringanalyseergebnisse jetzt nur mit Variationskoeffizienten auf Richtwerthöhe von 10 bis 20 %. Flachowsky, J. Trends und Anwendungsbeispiele von Vor-Ort-Messtechniken. 11. Freiberger Probenahmetagung 4.11.2005, V 7-13/14. Hier wird die Qualitätsprüfung klassischer Probenentnahmetechniken nach DIN 4021 (Kleinrammbohrungen) gemäß Anforderungsprofile für die Untersuchung von Verdachtsflächen ITVA Fachausschuß F 2 geschildert. Von 8 teilnehmenden Ingenieurbüros erfasste keiner den Schichtaufbau im unteren Bereich richtig und erkannte diesen als unbelastet.
12 DACH, T.2 Teil 2, Nr. 17 Prüfverfahren und Validierung, s. a.a.O. Fußnote.
13 Bücherl, Klaus. Plus/minus 100%-Fehlerabschätzung bei der Altlastenerkundung. Vortrag TerraTech2004. Hier auch Literatur-Quellen.
14 S. Stichprobenpläne risikoorientiert. Konferenz der Kontrollstellen, Positionspapier zur EG -Öko-VO.2002.
15 S. auch Biologische Testverfahren in der Vor-Ort-Analytik zur Beurteilung der Qualität von Böden und Bodenmaterialien. Fraunhofer-Institut Molekularbiologie und Angewandte Ökologie, Hund -Rinke, K. Hannover. Testverfahren zur pfadbezogenen Erfassungen der Wirkungen von Schadstoffen.
16 Squire, S. - M.H. Ramsay - M.J. Gardner - D. Lister. Sampling profiency test for the estimation of uncertainity in the spatial delineation of contamination. Analyst (2000)125 S. 2026-2031, zitiert Bücherl, 2004. Vgl. auch: www.bafz.de/baz99_d/baz-orte/qlb/iqa/sensorik/schnell_mke.htm, S.1/2. MSnose-humansensorisch.
17 Als vollständiges Meßverfahren wird die Probenahme und Analytik verstanden, s. VDI -Richtlinie 4220 Qualitätssicherung - Anforderungen an Emissions- und Immissionsprüfstellen für die Ermittlung luftverunreinigender Stoffe („alles aus einer Hand“). Nur ausnahmesweise darf davon abgewichen werden.
18 S. Kalkulationsdaten zur Wirtschaftlichkeit von Angeboten in der Umweltanalytik. OFD -Hannover, ORGA Lab News Nr. 63 vom 15.02.2001 Billigverfahren? Deutscher Verband Unabhängiger Prüflaboratorien.
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So wurden 12 560 Rapspflanzen an nach Rasterplanung vorgegebenen Standorten Blättchen entnommen. Für Probenahme, Aufbereitung und Analyse sowie statistische Auswertung wurden mehr als 25 Mitarbeiter der Landesverwaltung und Universität mehrere Wochen lang eingesetzt 19 . Allerdings muß man gestehen, es gab keine Hinweise über Vorkommen und Verteilung im Rapsfeld; eine gentechnische Veränderung ist eben nicht sichtbar. Immer ist bei einer solchen Spurensuche und einer möglichen zukünftigen Grenzwe rt-Findung 20 die Nachweis-Analyse weder einfach noch billig. Wegen der Aussage sicherheit musste hier Anzahl hoch und der Abstand der Beprobungsorte niedrig sein.
In Fällen dieser Art greift die Verantwortung des zur Probenahme und Messung Beauftragten: in welcher Verhältnismäßigkeit darf die Probenahme zum Ermittlungsergebnis selbst bzw. zur Tragweite von Folgen aus diesem stehen? Was darf dem Auftraggeber, z.B. für eine Altlastenbeseitigung aufgebürdet werden? Wer entscheidet darüber und beseitigt die Ungewissheit? Entsteht hier eine Entscheidungs- oder Abstimmungsgemeinschaft?
„Nimmt man das Risiko als Maßstab wirtschaftlichen Handelns bei der Qualitätssicherung, so sollte ein Datensatz nur akzeptiert werden, wenn ein bestimmtes Risik o, das durch das Bewertungsverfahren und das zugrunde gelegte Modell des Stoffsystems festgelegt ist, möglichst klein ist oder einen zulässigen Wert nicht überschreitet.“ 22 Die aus der Probenahme stammenden Daten sollen immer ein zuverlässiges Abbild der realen und wirklichen Stoffwelt geben und damit die wahre Gefährdung abzuschätzen gestatten. Dem steht aber ent gegen, dass risikoorientierte Stichproben-Pläne Beschränkungen auferlegen und die Beprobungsmasse im Gehalt seiner Stoff- und Schädigungsbestandteile kaum direkt messbar 23 ist, also sie erst aufbereitet, ggf. aufgeschlossen werden muß, was erneut Un sicherheiten mit sich bringt 24 . Nach allgemeiner Erkenntnis/Erfahrung findet man ohnehin nur das, was man sucht, worauf das Labor in der Messung eingerichtet ist. Eine Null-Belastung ist nicht beweisbar.
19 S. Pressenotiz vom 10.02.2005 Deutscher Bauernverband: Praktikable Schwellenwerte dringend erforderlich. Zunächst waren falsch positive Besatzwerte festgestellt, weil methodische Fehler oder Kontaminationen im Untersuchungsverfahren vorkamen.
20 Hierzu: „Welche Grenzwerte notwendig sind und damit wie viele Schadstoffe oder andere Arten von Umweltbelastung wir verkraften können, kann häufig auch bei sehr intensiven Unt ersuchungen nur unvollständig beantwortet werden.“ VDI-Berichte Nr. 832 Technik zum Schutz der Umwelt, 1990, S.35.
21 ALRA-Prinzip. Derzeit nicht abgedeckt im Bundesinstitut für Risikobewertung. „Wir wollen Gefahren und Risiken wissenschaftlich sachgerecht bewerten und bewältigen sowie über Täuschungen und Irreführungen aufklären und somit zur Angstbewältigung in Staat und Gesellschaft beitragen. Das Risikomanagement liegt liegt jedoch beim Institut für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit.
22 www.umwelt-online.de/recht/abfall/laga/pn98d.htm. S. 6.
23 Abgesehen von Oberflächen-Kontaktproben, z.B. über Abklatschprobe oder Klebefilmpräparate. Siehe auch: Trautsch, Michaela. Eignung eines neuen Schnelltests zur Prüfung der Oberflächenreinheit im Rahmen betrieblicher Eigenkontrollen in Lebensmittelbetrieben. Dissertation. Universität München. 2003.
24 Beispiel bei der Abspülung von Sporen von Pflanzenblättern, die z.T. stark haften.
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Bei der Vielzahl gefährlicher Stoffe in unserer gegenwärtigen Umwelt ist es schwierig, das Gesamt-Risiko durch Probenahme und anschließende Analytik korrekt und repräsentativ für die jeweilige beprobte Stoffmasse zu ermitteln 25 . Man hat sich daher seit über 100 Jahren damit begnügt, aus Schad-Beobachtungen und Gefahr-Wahrnehmungen heraus gewisse Stoffe als gefahren-repräsentativ anzusehen, z.B. historisch in der Luft zunächst Schwe fel. Derzeit hat der Umweltrat als Berater der Bundesregierung wie die Europäische Kommission jedoch mehrfach erklärt, dass (eigentlich) alle Gefahr-Stoffe erfasst und deklariert werden müssen, wobei die Altstoffe und die „gefährlichsten“ Stoffe zuerst konkreter festzustellen sind 26 . Was aber im Einzelfall gefährlich oder gefährlicher ist, muß - im juristischen Sinne - im einzelnen ergründet werden, beispielsweise durch Sachverständige, darunter auch durch sachverständige Probenehmer. Dem „Messen“ mit Hilfe der Analytik 27 geht im wissenschaftlichen objektiven Sinne also eine Festlegung der Risiko-Rangreihe der Schadstoffe, ihrer ggf. Summen-Gefahr und der funktionellen Abhängigkeit der Stoffe untereinander voraus, also die Klärung der Frage, was ist drin im Stoff-System und wie sind dazu Proben zu nehmen.
Einige Sicherungsprobleme: Risiko im Griff?
An erster Stelle steht für den Probenehmer, dass er sich als Teil einer Prozeßkette betrachten muß, die darauf abzielt, quantifizierte und entscheidungsbasierte Daten zu produzieren, wobei das oberste Prinzip die Risiko-Betrachtung, die Abschätzung der Gefährdung über die Probenahme oder in der Plausibilitätsüberprüfung die reale Gefährdung, z.B. über eine Kon taktnahme ist. Der Probenehmer steht also nicht frei im Raum, er hat als womöglich wichtigster Fehler-Träger besonderes Gewicht für die Datenempfänger. Deshalb ist der Informationsaustausch zwischen den einzelnen Instanzen in der Prozeßkette unerlässlich und die Qua lität der eingesetzten Probenehmer durch unangekündigte Kontrollen zu sichern. Verdachtskontrollen zu veranlassen, ist oft nur dann rechtfertigbar, wenn die Anlässe hierzu aus dem politischen Umfeld kommen. Wohl dem, der in einem unkritischen Stoff-Bereich arbeiten kann. Erfahrene Probenehmer sollten nicht ausgewechselt und Instrumente nicht ungeprüft ver- oder ausgeliehen werden. Die Akkreditierung ist nur ein Zeugnis zu einem gewissen Zeitpunkt und ist derzeit zumeist in Richtung auf eine Einheit Probenahme-Analytik eingestimmt.
Ein wesentliches Risiko liegt in der Planung und Durchführung der Probenahme undaufbereitung. Es ist gegenwärtige Erkenntnis, dass eine räumliche Heterogenität nur durch die Entnahme vieler kleiner Einzelproben berücksichtigt werden kann.
25 „Da der Fusariumbefall oft nesterweise auftritt und für die Toxinanalytik exytrem geringe Probemengen be nötigt werden, kann durch ein einzelnes belastetes Korn, welches zufällig in die Probe gelangt, ein stark über höhter Wert vorgetäuscht werden.“ Nitzsche, Olaf ua. Forschungsarbeit, Bodenkultur u. Pflanzenbau Leipzig-Möckern/ Integrierter Pflanzenschutz, s. www.smul.sachsen.de/de/wu/Landwirtschaft/lfl/fachinformation/pflanzenproduktion/ Fusarium/download/Fusarium.pdf. 2004/2005. Wyss, Gabriela. Mykotoxine und Mykotoxin-produzierende
Pilze im Biolandbau. Forschungsinstitut für biologischen Landbau. 2005. Vgl. auch Marx, H. - B. Gedek. - B. Kollarczik. Vergleichende Untersuchungen zum mykotoxiko logischen Status von ökologisch und konventionell angebautem Getreide. Z. Lebensm. Unters. Forsch. 201(1995)1 83-86.
26 Z.Zt. sind erst einige hundert gelistet und in Datenblättern erfasst.
27 Einschließlich der Meßunsicherheit gemäß GUM (ISO/DIN-Guide) und der Rangreihe der Fehlermöglichkeiten und der Minimierung danach als Optimierungsprozeß. Kurfürst, U. 11.Freiberger Probenahmetagung, Tagungsband, Vortrag V 2. 4.11.2005, Tabelle Unsicherheits -Budget, 2-11.
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Nicht die Anzahl der Mischproben ist das entscheidende Kriterium, sondern die Anzahl der Einzelproben. 28 Ist eine Mischprobe erlaubt, wie groß und in welcher Zahl von Proben kann diese wegen der inneren Masse-Veränderung angewendet werden? Jedem ist klar, dass die nachfolgenden Analysemethoden auf die in den Meßgang geratende Stoffmassengröße von Einfluß sind, denn diese ist oft nicht unerheblich kleiner als die ursprünglich erfasste und die Heterogenität wird nicht immer durch die Aufbereitung, z.B. durch eine Eluation oder Extraction ausgeglichen, die wiederum nicht sicher den „wahren“ Schadstoff-Transport in das Messgerät gewährleistet. Das gilt auch für die Rückstellproben: in wieweit werden diese in der Analytik später tatsächlich vergleichbar sein? Mancher Rechtsstreit scheitert sogar dadurch, dass die erstellten Berichte nicht als beweiswürdig anerkannt werden; weil z.B. die Proben nicht eindeutig identifiziert werden können usw. Zuweilen kann die Trennung der Personen für Probenahme und Analytik besonders nachteilig sein, wenn unterschiedliche Gewichtungen
über Vorgehensweisen bestehen, aber auch empfehlenswert, wenn hohe Anforderungen an die fehlerfreie Beprobung gestellt werden, also der Chemiker womöglich überfordert ist. Durch eine Akkreditierung werden die Unterschiede in Qualität und Spezifizierung sowie Routine und Kreativität der Institutionen nicht ohne weiteres offensichtlich.
Genügend fachkompetent? Die Welt der mikrobiellen Gefahr.
Oft ist der Probenehmer der Qual eigener Konkretisierungen enthoben, wenn durch ge setzliche oder untergesetzliche Vorgaben 29 die Auswahl der zu messenden Stoffe getroffen und der Probenahme-Ablauf bereits anderweitig festgelegt ist. Leider ist jedoch trauriger Tatbestand, daß die gesetzliche Maschine langsam und zuweilen über Kommissionen und Kompromisse arbeitet. Die höhere Rechtsprechung wertet die nachgesetzlichen „antizipierten“ Fachgutachten meist nur als Hinweis. Demnach ist der Sachverständige bei Anwendung von Normen usw. zwar in der Verantwortung gemindert, aber ihr nicht ganz enthoben, denn er hat immer den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik zu vertreten. Die heutigen umweltanalytischen Ergebnisse zeigen immer mehr auf, dass durch Vernachlässigen sorgfältiger Probenahme 30 und Analytik 31 erhebliche Folgen produziert werden können, dass das Bestimmen der stofflichen Gefahren-Repräsentanz als Basis der ökologischen Risiken zwar als wichtig erklärt, aber nicht sicher ist.
28 Endres-Beckhäuser, E. - R. Breiter. Virtuelle Probenahme, ein Weg zur Validierung von Probenahme strategien. Tagungsband 11. Freiberger Probenahmetagung, V 5-12. 4.11.2005.
29 S. auch Empfehlungen des Arbeitskreises „Qualitätssicherung bei Probenahme und Monitoring“, Fachgespräch 01.04.2004 Frankfurt/Main (Kontrollierter natürlicher Rückhalt und Abbau von Schadstoffen bei der Sanierung kontaminierter Grundwässer und Böden, BMBF, Forschungszentrum Jülich. S. auch Empfehlungen.
30 Vgl. Nitzsche, a.a.O. S.7. „Es ist davon auszugehen, dass aus einer einzelnen Mischprobe kein repräsentatiaver Wert für den Toxingehalt eines ganzen Feldbestandes ermittelt werden kann. Für die Festlegung der erfor derlichen Probenzahl fehlen jedoch zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch statistische Erhebungen.“
31 Deddner, S. - Wähner, A. Prinzipielle Wirkungen von Mykotoxinen. www-proj.loel.hs-anhalt.de/oeko/mykoto xine/spilz.html. S. 7. „Es darf nicht außer Acht gelassen werden, dass die Analytik zum Nachweis dieser St offwechselprodukte von Schimmelpilzen noch in den Kinderschuhen steckt. (Ln. Müller und Weber, 1996).
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Das bestätigen im biologischen Bereich 32 die stark resistenten Erreger bzw. Sporen 33 , die durch die üblichen Hygienemaßnahmen bzw.
Prozessführungen bei der Kompost-Mietung nicht bekämpfbar sind, „überleben“ und bei der vorgeschriebenen Prüfung 34 auf Qualität durch die dort fixierten Leitorganismen nicht erfassbar sind 35 . Kritisch ist die Verfolgung wegen der hohen Anforderungen an die spezifischen Untersuchungsmethoden und die Sicherung gegen Verschleppung schädlicher Mikroorganismen.
Bedauerlicherweise gibt es in der Umwelt Bereiche, die in der Risikobetrachtung nicht nur unterschiedlich, sondern von manchem auch als weniger sicherungsbedürftig betrachtet werden. Als Beispiel sei die Infektionsgefahr für Krankheiten des Menschen gewertet, die statistisch umfangreich registriert und zu Handlungen im Gesundheitssystem umgesetzt werden. Für die Infektionsgefahr im Pflanzenbereich ist sogar eine Meldung gewisser ge fährlicher Erkrankungen nur dann meldepflichtig, wenn der Erwerbsbetrieb einen größeren wirtschaftlichen Ertragsverlust erwartet. Dadurch kommt es, dass die Weiterverbreitung von Krankheitserregern aus der Kompost-Herstellung ohne größere wissenschaftliche Untersuchung geblieben ist, obwohl die Erscheinungen von Pilzkrankheiten in der Nutz- und Zierpflanzenwelt immer deutlicher werden und klar ist, dass die Hygienisierung bei 65 ° C über maximal 2 Wochen nicht immer prozeßtechnisch gewährleistet werden kann und schon im Vergleich zur Pasteurisierung der Milch ungenügend erscheint 36 . Ob die hier vorgesehene Probenahme ausreichend und neue biochemische Analysenmethoden „besser“ das Risiko der Krankheitsverbreitung erkennen lassen, ist ungeklärt 37 . Die biochemische Analyse ist zwar seit über 10 Jahren eingeführt, aber noch nicht gesetzlich abgesegnet, ihre Korrelation zu Standard-Analysen noch unsicher. Dadurch scheint sich das Feld der Analyse zahlreicher phytopathogener Mikroorganismen zugeich zu öffnen.
32 Bei Pflanzen synthetisierte Gifte, genannt werden 200 bis 300 Arten (nach Roth u.a., 1990). Für Pilze/Schimmelpilze existiert keine Gruppe in der wissenschaftlichen Systematik, ein Bereich neben Pflanzen und Tieren. Zu den gefährlichen Pflanzenkrankheiten zählen, Maisbeulenbrand, Steinbrand, Kartoffelfäule, Welke, Apfelschorf, Birnengitterrost, echter Mehltau, Feuerbrand, usw. Vom AK KORA heißt es: „Mikrobiologische Untersuchungen sind in Art und Umfang noch umstritten, die Anforderungen an die Probenahme für mikrobiologische Untersuchungen müssen noch definiert werden.“ www. Natural-attenuation.de/content.php?pageld=2099&lang=de
33 Forschungsarbeit Universität Kassel, Fak. 11, Kassel-Witzenhausen. Schüler, Christian - J. Mayer. Neue Techniken zur Überprüfung der Phytologie bei der Bioabfallkompostierung; ausgewählte Krankheitserreger unter extremen physikalischen Bedingungen. 2004. Vgl. auch Sporen-Test bei Sterilasatoren. Auch niederiger Befall von Nutzpflanzen birgt ein Gefahrenpotenzial, wie Feldversuche mit 20 Sporen/Korn Inokulation beweisen. www.bba.de/oekoland/dateien/oeko5_projergeb.htm. - Idelmann, M. - C. Schüler - C. Bruns - E. Marciniszyn - R. Gottschall - F. Waldow - G.A. Wolf: Phytohygiene der Bioabfallkompostierung. In: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (Hrsg.) Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung: Hygiene der Bioa bfallkompostierung, Initiativen zum Umweltschutz Bd. 9. Osnabrück: Zeller Verlag. 1998, S. 2-59. - „Schadpilze haben es immer wieder geschafft, sich über die Jahre an den Selektionsdruck der Fungizide anzupassen (Fungizidresistenz). In Frankreich und Deutschland haben sich die resistenen Pilzstämme rasant entwickelt.“ CHEManager 2005/21 S.5.
34 Endproduktprügung BioAbfV § 3, Abs.4 Nr.3, s. auch Anhang 2, 2.2.3 und2..3.2.1/2.3.2.5
35 Vgl. Breitenbach, Edda. Phytosanitäre Qualitätsbeurteilung Kompost. Disserta tion HU Berlin. 1998.
36 Hier wird teilweise eine Verlängerung auf 4 Wochen angeregt.
37 Vgl. Richtlinie 2000/29/EG Verbringen von Schadorganismen von Pflanzen. 1995.
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Interessant ist, dass die emissionsrelevanten Aspekte bei der Behandlung von Bioa bfällen als Gefahr für den Menschen höheren Rang einnehmen als das Risiko einer Verseuchung unserer Pflanzen-Umwelt 38 , wobei derzeit für die Schadenseingrenzung riesige Mengen an Pflanzenschutzmitteln im Gartenbau benötigt werden und damit erneutes Risiko bereiten. Ziel soll sein, wegen der Belastung des Bodens und damit der Pflanzen nur qualitativ hochwertigen Kompost in den Kreislauf kommen zu lassen, wobei allerdings die Schadschwellenwerte nur für einen geringen Stoff-Teil festgeschrieben sind und für die Hygienesicherheit nach Anhang 2 der BioAbfV keine statistischen Daten vorliegen. Die geforderte Probenzahl pro Jahr in der Produktprüfung soll 6 bis 12 Sammel-Misch-Proben von 3 kg (bis 6,6 Gg Kapazität = 0,55 ‰) betragen, diese soll hinreichend „homogenisiert“ sein 39 . Als Leit-Organismen gelten Tabak-Mosaik-Virus, Plasmodiophora brassicae (Kohlhernie); sie sollten nach dem Hygienisierprozeß „tot“ sein. Jedoch offenbart sich hier eine Wissenslücke, wie z.B. der Forschungsbericht UBA-FB 000610 40 über die Bewertung von Kompostqualitäten durch das Fehlen des spezifischen Charakterisierwertes beweist, zumal objektive Fremdkontrollen ohnehin dürftig sind. Ob die „ökologische“ Landbearbeitung, also ohne Pflanzenschutzmitt el eine Verseuchung verhindert, ist erst nach gründlicher Beprobung und Analytik aussagbar.
Vielfach muß der Probenehmer entscheiden, ob er in zwei Stufen vorgeht, ob er sich zunächst durch Schnelltests im groben über die Gefahrenlage orientiert und erst dann eine sorgfältige und genaue Probenahme vorbereitet oder gleich dazu übergeht. Zu den Schnelltests werden die Immunoassays und zu diesen wieder Enzym-Immunoassays gerechnet, bei denen ein ver-
gleichsweise schneller Nachweis mit hohem Probenahmedurchsatz möglich ist, aber die Nachteile der ELISA-Verfahren
42
sind z.B. bei Nachweisen von Fusarientoxinen
43
, dass bei den marktgängigen Tests die Spezifizität und Zuverlässigkeit variiert, sie z.T. sogar nicht einmal miteinander und zu den Standard-Methoden vergleichbar sind. Sie gelten daher als nicht uneingeschränkt anwendbar.
38 Vgl. hierzu die statistische Erhebungen in den einzelnen Bundesländern über den Schwarzb esatz an Getreiden (LMutterkorn), der sowohl von Land zu Land und von Jahr zu Jahr schwankt und bis zu 4 % geht. Meist werden die vom Landwirt nicht beeinflussbaren Witterungsunterschiede dafür verantwortlich gemacht, aber eine schlüssige Kausalität ist nicht vorhanden. Im übrigen wird die Erhebung an Ernteergebnis gemacht. Im Rahmen der Produkthaftung werden von allen Partien Proben gezogen, meist aus lagernden Partien bzw. vom LKW. Aus den Einzelproben wird eine Sammelprobe hergestellt. Für Mykotoxine gel ten besondere Vorschriften der Probenahme, es werden 2 Muster von je 3 kg zur Untersuchung bereitet.
39 Mehrfachbeprobung derselben Kompostmiete zeigt eine beträchtliche Variation aller Parameter, s. www.xfaweb.baden-wuerttemberg.de/bofaweb/print/rb2.pdf, Heft 2, Reihe Boden FE, Ministerium für Umwelt und Verkehr, S. 42. Für die mikrobielle Streuung können auch Antagonisten verantwortlich sein.
40 FBericht 363 01 049, BMUNR, Reinhold, J. (1998-2002). Neubewertung von Kompostqualitäten. Hier mit Nährstoffgehalten auch Zunahme der Schwermetallkonzentration. Gewährleistungs - bzw. Validierungsgrenze für keimfähige Samen pro l Anlagemittelwerte bei 1, Einzelmeßwerte bei 6 Stück. Aus einer Auswertung der Größenangaben (meist Schwermetall) von 367 Anlagen geht hervor, dass „der überwiegende Teil der Anlagen die Qualitätsanforderungen für die stoffliche Verwertung nicht erreicht“.
41 „Bei Mirkoorganismen und Pilzsporen geht man von maxima l 800 m Ausbreitung in Windrichtung aus, jedoch sind auch wesentlich höhere Entfernungen überbrückt (Mauil- und Klauenseuche). vdi-n.4.11.2005, S.6
42 Enzyme -linked Immunosorbent Assay Sehr hohe analytische Streuung, schlechte Bestimmungsgrenze. Ihre Fehlerquote wird als relativ hoch eingeschätzt. Derzeit DNA-Assay-Techniken Multi-Scan, wo 50 Mikro-organismen über Polymerase-Reaktion der DANN-Abschnitte festgestellt werden.
43 Hier sind die Grenzwerte von Zearalenon ZEA 5, bei Deoxynivalenol DON 50, bei OOchratoxin A 10 µg/kg Mykotoxin-Höchstmengen-Verordnung.
9
Zwar zeigen die Schnelltests z.B. zur Kontrolle des Desinfektionserfolges bei der direkten Beprobung an gereinigten und visuell als sauber erklärten glatten Flächen von jeweils 25 cm² mittels Conenzym-Teststreifen sich den Abklatschergebnissen überlegen, aber pathogene Keime in geringer Konzentration sind dadurch möglicherweise nicht erfassbar. Zur Erfassung von Schadstoffen über Summenparameter scheinen sie vorteilhaft, aber quantitativ noch unsicher. Für Spuren-Nachweise muß dann zur schnellen und ge nauen Identifikation und Quantifizierung 44 eine (anerkannte) chemisch-physikalische Methode angewendet werden, z.B. die Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie, die eine umfangreiche Probenaufbereitung für die hochkomplexen Analysengeräte verlangt 45 .
Wie zeigt der Probenehmer seine Kompetenz?
Das Gebiet der Probenahme ist ungeheuer breit und tief, es ist ständig im Fluß und steht in Wechselwirkung zur Umweltanalytik und Toxikologie. Routine und Spezialität, Stand der Probenahmetechnik und Fortschritt müssen nicht konform gehen. Wie soll d er Außenstehende Kompetenz für Ermittlung von Risiko und Gefährdung von heterogenen Stoffmassen finden? Ist etwa ein Beprobungsamt besser geeignet als ein privates Unternehmen? Sagen Referenzen mehr aus als etwa eine Zufriedenheit von Auftraggebern, die vielleicht gerade deshalb „zufrieden“ sind, weil die Kosten niedrig waren, das Messergebnis das erwartete oder er wünschte war? Bei meinen Recherchen fiel die Vielzahl von berufenen Sachverständigen auf, z.T. verteilt über Fachgebiete der Chemie, Umwelt usw., aber allgemein schien über die Breite der Stoffsysteme und der Multikomponenten-Analyse das Feld kleiner zu werden. Die Transparenz von qualifizierten Probenehmer-Anbietern ist offenbar noch so, dass über die Akkreditierung hinaus weitere Aufklärung vonnöten ist, wenn das Risiko über profunde Probenehmer effektiv gemindert werden soll, denn die angreifenden Gifte werden immer mehr und die komplexen zu lösenden Probleme bei der Aufgabenstellung und Berück sichtigung des Individual-Risikos immer größer.
Unvermeidbar wird derzeit in der Fach-Öffentlichkeit eine Überlegenheit der chemischen Spuren-Analytik gepriesen, der dabei gleichzeitig hinreichende Kompetenz für die Probenahme unterstellt wird. Das aber könnte ein zusätzliches Risiko besonders dann sein, wenn der Analytiker seinerseits die Fehler-Prozeßkette nicht klar offenbart. Somit müßte auch der Analytiker verpflichtet werden, hier seine Kompetenz nachzuweisen.
Vortrag IQS-Fachtagung TU Bergakademie Freiberg am 04.11.2005
44 Insbesondere bei einem Ausschluß-Erfordernis.
45 S. Reutter, Matthias. Mykotoxine in Getreide und Futtermitteln, Qualitätskontrollen wichtiger denn je. LUFA -ITL, Kiel. www.agrolab.de/home/leistungen_.html . 2005.
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Arbeit zitieren:
Dr.-Ing. Adalbert Rabich, 2005, Probenahme als Maßnahme der Umwelt-Sicherung, München, GRIN Verlag GmbH
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Formatvorlage (Microsoft Word) für eine Diplomarbeit, Masterarbeit, Ha...
Für MS Word 2003 - Update 2010
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