Exempel på provtagningsstrategier

OBS Remissversion - texterna är fortfarande under bearbetning och ska enbart ses som utkast. Finns det direkta fel? Hittar du enkelt det du vill, dvs är strukturen bra? Finns det ord/begrepp som behöver förklaras? Vi tar tacksamt emot förslag på ändringar/tillägg via e-post till This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.. Texterna kommer kontinuerligt att uppdateras och revideras och layouten förbättras. 

Nedan ges några kortfattade exempel på hur provtagningsstrategier kan läggas upp för några olika frågeställningar. I menyn till vänster finns även mer utförliga principbeskrivningar av ISM-provtagning och dynamiska undersökningsmetoder

Klassning av jordmassor

Ett område ska exploateras för bostäder, ca 2 ha stort. Området är utfyllt med blandade fyllnadsmassor på djupet 0-1,5 meter under markytan. Flera föroreningar förekommer. Halterna i fyllnadsmassorna varierar kraftigt men bly är dimensionerande för åtgärden. Underliggande naturlig jord är inte förorenad. Området har delats in i ett antal beslutsenheter som vardera ska klassas som antingen förorenad (åtgärdas genom schaktning) eller ren (ingen åtgärd). Den verkliga medelhalten är okänd i respektive beslutsenhet. En provtagningsplan tas fram för provtagning av beslutsenheterna. I denna anges att provtagning ska ske i stora provgropar.

Vid klassningen är syftet karakterisering, dvs. man vill utföra klassningen baserat på ett statistiskt mått, i detta exempel den skattade medelhalten.

Populationen som ska provtas utgörs av alla tänkbara provtagningspositioner (volymer) i en beslutsenhet som ska klassas. I exemplet utgörs alltså populationen av samtliga tänkbara provgropar i en beslutsenhet. Beslutsenheternas storlek har bestämts genom en samlad bedömning av (a) föroreningens stora variabilitet, (b) hälso- och miljörisker, (c) praktiska aspekter samt (d) kostnader.

Urvalsprincipen vid klassning av massor ska vara sannolikhetsbaserad provtagning. I exemplet väljs systematisk slumpmässig provtagning som provtagningsmönster.

Provuttaget görs med inkrementella prover i varje provgrop. Det innebär att ett stort antal, 30 stycken, små jordvolymer (inkrement) tas systematiskt från provgropen och slås samman till ett prov som representerar hela provgropen. Varje inkrement motsvarar i exemplet ca 50 cl jord.

Provernas fysiska volym är den jordvolym som skickas till laboratoriet, i detta fall volymen på de sammanslagna inkrementen (ca 1,5 dm3). Vid klassning av massor är dock provernas representativa volym viktigare. I exemplet representerar provvolymen 1,5 dm3 hela provgropens volym på ca 5 m3. Laboratoriet kontaktas för att säkerställa att provberedningen görs på ett sådant sätt att analysprovet blir representativt för hela provvolymen.

Antalet prov i respektive beslutsenhet är i exemplet detsamma som antalet provgropar. I exemplet används 8 provgropar per beslutsenhet. Som tumregel kan man säga att 5 provpunkter ger en något svag representativitet, 10 punkter en någorlunda god representativitet och 30 punkter en god representativitet. Här har man valt 8 provgropar och man bedömer att detta ger en tillräckligt god representativitet med tanke på att provgroparna är relativt stora och beslutsenheterna har en måttlig storlek.

Provtagningsfrekvensen vid klassning av massor är ointressant eftersom klassningen görs en gång.

Kontrollåtgärd vidtas genom att provtagningen upprepas för några av beslutsenheterna (oberoende replikat). Därmed blir det möjligt att bedöma repeterbarheten för den valda provtagningsstrategin.

Mer information om klassning av jordmassor finns i SGI Publikation 40.

Undersökning av föroreningsspridning

En viktig del vid riskbedömning av förorenade områden är bedömning av föroreningsspridning. Föroreningsspridning omfattar flera olika delfrågor kopplade till både (a) föroreningskällan, (b) transportvägen och (c) skyddsobjektet. Varje delfråga kan besvaras genom provtagning med ett specifikt syfte.

Föroreningskällan kan behöva karakteriseras med avseende på utlakning. Transportvägen kan behöva lokaliseras (sökning) och en föroreningsplym avgränsas. Vidare kan plymen behöva karakteriseras vad gäller halter. Även transportvägens hydrogeologiska egenskaper kan behöva karakteriseras, som hydraulisk konduktivitet, vattenföring m.m. Karakterisering kan även behöva göras vid själva skyddsobjekten, t.ex. vad gäller halter i ett eller flera grundvattenmagasin, brunnar eller ytvatten. Ofta bör undersökning av föroreningsspridning även omfatta kontroll över tid, dvs. hur spridningen förändras med tiden. Undersökning av föroreningsspridning innehåller med andra ord flera olika delfrågor och varje frågeställning kräver en specifik provtagningsstrategi.

Den exakta utformningen av en provtagningsstrategi beror på vilken delfråga som ska besvaras. Om fokus exempelvis ligger på skyddsobjektet så är det vid skyddsobjektet som populationen måste definieras. Även urvalsprincip och provtagningsmönster måste anpassas till den exakta frågeställningen. Om frågan gäller sökning efter en transportväg där föroreningen rör sig mot skyddsobjektet så är bedömningsbaserad provtagning antagligen lämpligast (då kan man väga in geologisk kunskap m.m.). Provuttaget utgörs ofta i form av vatten, vilket innebär att enskilda prover är lämpligast. Provernas representativa volym är normalt betydligt större i exempelvis grundvatten än i jord på grund av provernas större räckvidd. Det innebär att antalet prov kan vara lägre (om variabiliteten är liten).

En viktig aspekt vid undersökning av föroreningsspridning är provtagningsfrekvensen. Eftersom föroreningsspridning normalt förändras över tid kan det vara viktigt att provtagningen upprepas vid flera tillfällen. I vissa fall kan automatiserad utrusning användas för att studera snabba förändringar över tid, t.ex. med hjälp av tryckloggrar och annan utrustning.

 

Referenser

Back P.E., 2000. Sampling strategies and data worth analysis for contaminated land. A literature review. SGI Varia 500, Statens geotekniska institut, Linköping.

Back P.E., 2003. On uncertainty and data worth in decision analysis for contaminated land. Licentiatuppsats, Chalmers Tekniska Högskola, Göteborg.

Engelke F., Norrman J., Starzec P., Andersen L., Grøn C., Overgaard J. & Refsgaard A., 2009. Inventering av provtagningsstrategier för jord, grundvatten och porgas. Rapport 5894, Naturvårdsverket, Stockholm.

Ferguson, C.C., 1992. The statistical basis for spatial sampling of contaminated land. Ground Engineering, June 1992: 34-38.

International Organization for Standardization (ISO), 2018. Soil quality – Sampling – Part 104; Strategies. ISO 18400-104:2018(E).

ITRC, 2012. Incremental sampling methodology. Technical and regulatory guidance. Interstate Technology & Regulatory Council, Washington DC.

Norrman J., Back P.E., Engelke F., Sego L. & Wik O., 2009a. Provtagningsstrategier för förorenad jord. Rapport 5888, Naturvårdsverket, Stockholm.

Norrman, J., Purucker, T., Back, P.E., Engelke, F., Stewart, R., 2009b. Metodik för statistisk utvärdering av miljötekniska undersökningar i jord. Kunskapsprogrammet Hållbar Sanering. Rapport 5932, Naturvårdsverket, Stockholm.

Pitard F., 1993. Pierre Gy's Sampling Theory and Sampling Practice. Heterogeneity, sampling correctness, and statistical process control. CRC Press.

SGF, 2013. Fälthandbok. Undersökningar av förorenade områden. Rapport 2:2013, Svenska Geotekniska Föreningen, Stockholm.

SGI, 2018. Klassning av förorenade jordmassor in situ, Information och råd, SGI Publikation 40 Utgåva 2, november 2018, Statens geotekniska institut, SGI, Linköping.

Swedish Standards Institute (SIS), 2005. Characterization of waste – Sampling of waste materials. Framework for the preparation and application of a sampling plan. SS-EN 14899:2005.