A mintavétel és a környezetvédelmi vizsgálatok megbízhatósága

Átírás

1 A környezetvédelmi mérés és mintavétel aktuális kérdései A mintavétel és a környezetvédelmi vizsgálatok megbízhatósága Palotai Zoltán, Szigeti Tamás WESSLING Hungary Kft. Budapest május 27. (kedd) Hotel Aréna 1148 Budapest, Ifjúság útja 1-3.

2 A mintavételből származó hibák keletkezésének sémái

3 A mintavételből származó hibák keletkezésének sémái

4 Egy kis etimológia: mit jelent a minta szó?

5 A XIX. század híres magyar nyelvészei Fogarasi János ( ) Czuczor Gergely ( )

6 Czuczor Fogarasi: A magyar nyelv szótára IV. köt o.

7 Czuczor Fogarasi: A magyar nyelv szótára IV. köt o. MINTA fn. tt. mintát. Kicsiny. mintácska. Általán bizonyos forma, vagy alak, mely szerént valami készül, vagy mely kicsinben eléállít valamit. Simay Kristófnál,kapta' szóval hasonlítva am. forma, proplasma. Eléjön Szabó Dávidnál is, kinél am. "ábrázó formája valaminek, (pl.) szép mintába öntött." Varrónők, és takácsok mintája, melynek formája után varrnak, hímeznek, szőnek. Szobrászok mintája, pl. fából, agyagból, gipszből. Épület mintája. Törzse ezen szónak vagy a hasonlatot jelentő mint, a képzővel megtoldva, vagy pedig mut, melyből mutat is származik, s melynek gyöke mu itt is n toldalékot veszen föl, mint munka, régiesen muka szóban; s e szerént minta = munta am. mutató. Így,módon' szó is (melynek törzse: mód egyező mut gyökkel) némely régieknél, pl. Szalay Á. gyüjteményében 272. lapon mondon. Finnül: muotti am. minta, és muoto am. mód.

8 Miért mintázunk és vizsgálunk? A mintavételt követő vizsgálati eredmények alapján döntést kell hozni.

9 A mintázás és vizsgálat a döntések kimenetelét befolyásolja Törvényi megfelelés Gazdaság, üzlet Biztonság

10 Döntési modellek 1. Biztos döntés: biztosan tudjuk, melyik következmény lesz az eredmény 2. Bizonytalan döntés: nem ismerjük a tényállapotok (következmények) valószínűségeit 3. Kockázatos döntés: a legtöbb valóságos döntési probléma ide tartozik (ismerjük a következmények valószínűségeit). Mintavétel, tételminősítés, döntés a termék, az áru, a kármentesített terület sorsa felől (megfelelőség ellenőrzése)

11 A mintavétel során véletlenszerű folyamatok zajlanak Élelmiszer Takarmány Vizek Talajok Hulladékok Levegő

12 Hogyan fogjunk hozzá? Megállapítani egy alapsokaság (tétel): Összetételét; Hasznos komponenseinek mennyiségét; Káros komponenseinek mennyiségét; Megfelelőségét; Az egész sokaságot egyszerre nem vizsgálhatjuk

13 Hogyan fogjunk hozzá? Az alapsokaság szétválogatása általában lehetetlen feladat (kivétel: Grimm mesealakja ). A tétel reprezentatív jellemzésére valamilyen más módszert kell választanunk.

14 A kivett mintával az alapsokaságot kellene jellemezni Élelmiszer Taakrmány Víz Talaj Hulladék Levegő

15 Magyar kártya: 8 tök, 8 makk, 8 zöld és 8 piros = 32 lap

16 Magyar kártya: 8 piros, 8 tök, 8 zöld és 8 makk = 32 lap

17 Mi a valószínűsége annak, hogy 32 lapból visszatevéssel négyet húzva, négy különböző színű lapot kapunk a mintában?

18 Húzási valószínűségek (visszatevéses mintavétellel 4 lap) 1. húzás:? 8 db piros / 32 lap = 1/4 25% 2. húzás: 24 db nem piros / 32 lap = 3/4 75% 3. húzás: 16 db zöld és makk /32 lap = 2/4 50% 4. húzás: 8 db zöld / 32 lap = 1/4 25% 4-ből négy különböző szín valószínűsége 2% 1/4 x 3/4 x 2/4 x 1/4 = 6/256 = 1/44 = 0,023

19 Egyenetlen szennyezőanyag-eloszlás (lokális szennyezés)

20 Egyenetlen szennyezőanyag-eloszlás (lokális szennyezés)

21 Egyenletlen szennyezőanyag-eloszlás (kiülepedés)

22 Egyenletes szennyezőanyag-eloszlás

23 Következtetés a tétel minőségére Hibaterjedés mintavétel vizsgálati eredmény 1/2 Alapsokaság (tétel) Mintavételi hiba Minta Mintatárolás nemmegfelelősége Minta-előkészítés Minta-előkészítés hibája Laboratóriumi minta Mérési hiba (referencia, műszer, személyzet) Analitikai mérés Elvi, számolási hiba Vizsgálati jegyzőkönyv

24 Mérési eredmények valószínűsége Carl Friedrich Gauss (Gauß) (1777. április február 23.) német matematikus és természettudós.

25 Gyakoriság Mérési bizonytalanság Ha a mérési eredmények sokasága normális eloszlású: A gyakoriság görbéje egy Gaussfüggvénnyel írható le Szórás (σ; s) A nem homogén sokaság statisztikai viselkedése ennél jóval kedvezőtlenebb!

26 Hibaterjedés mintavétel vizsgálati eredmény 2/2 + + = Mintavételi hiba ( 80%) Előkészítési hiba Mérési hiba A teljes folyamat hibája (bizonytalansága)

27 A mintavételt tervezni kell Mintavételi terv

28 Mit mintázunk? Lényegében mindent Levegő, gázok Füstök Folyadékok Talajok Kőzetek Szilárd hulladékok

29 MSZE : 2004 Hulladékok jellemzése Mintavétel C-C metszet A A B B C C szakasz: kúp vagy gúla alakú hulladékterek centrális szimmetria alapján meghatározott mintavételi pontjai

30 MSZE : 2004 Hulladékok jellemzése Mintavétel A mintázandó hulladék térfogata m 3 Pontminták száma db Átlagminták száma db Fertőzőképesség megállapítására vett minták száma - db 1 alatt felett felett felett felett felett felett Egyedi terv szerint Egyedi terv szerint Egyedi terv szerint

31 Mintavétel modellje Mikor reprezentatív a minta? Eredeti jelalak 10 pontos minta 6 pontos minta 2 pontos minta

32 Sablonok a mintavételhez Teherautó, vasúti vagon mintavételi pontjai Uszály, osztott rakterű ömletsztett árut szállító eszköz

33 Alapsokaság szilárd termékek

34 Alapsokaság szilárd termékek

35 Mintavétel tartályból, hordóból A tartályból kivett minta a mintavevő eszközben Fontos, hogy az esetleges rétegződésekből egyaránt lehessen mintát venni.

36 Mintavétel tartályból, hordóból Homogenizálás, minta-előkészítés, műszeres analízis, vizsgálati jegyzőkönyv, szakvélemény, döntéshozatal

37 Van-e olyan, mintamennyiség, aminél kisebb mennyiséget kivéve, biztosan nem lesz reprezentatív a mintánk?

38 36 kukoricaszem, közülük 4 szem szennyezett Alapsokaság (tétel, batch, lot) Sötét:Világos = 1:8

39 Reprezentatív minta: 9 kukoricaszemből 1 szennyezett Reprezentatívnak tekinthető minta Alapsokaság (tétel, batch, lot) Sötét:Világos = 1:8 Minta - Sötét:Világos = 1:8

40 Mintakezelés: Helyszíni minta, Átlagminta, Részminta, Laboratóriumi minta (fontos a homogenitás!)

41 MSZ EN 15359:2012 Szilárd újrahasznosítható tüzelőanyagok 1. tétel 2. tétel Egyedi minták Mintacsökkentés Mintacsökkentés Átlagminta Részminta 8.2. fejezet. A jellemzés eljárási szabályai (12. oldal) 2. ábra: A mintavételi és mintakészítési eljárás bemutatása. Az egyedi minták száma és mennyisége az SRF heterogenitásától, valamit a megkövetelt pontosságtól és precizitástól függ (lásd az EN szabványt) 1. Laboratóriumi minta 2. Laboratóriumi minta

42 Szennyezés elterjedésének vizsgálata a talajban Egy példa, talajfelszínre került szennyeződés kiterjedésének vizsgálatához végzett mintázás fúrással (nem mozgó kondenzált fázisok)

43 Szennyezőanyagok bemosódása a talajba Felszín alatti vizet tartó réteg

44 Fúrás

45 Szennyezés elterjedésének vizsgálata a talajban A szennyeződés a mintázott területen a felszínről nézve két dimenzióban terjedt szét; Különböző alakú szennyeződési foltok;

46 Téglalap alakú szennyeződés izokoncentrációs vonalai

47 Téglalap alakú szennyeződés izokoncentrációs vonalai

48 Mintavételi pontok kijelölése (fúrásmagok gyűjtése)

49 Téglalap alakú szennyeződés vizsgálata 316 fúrásmagból (üres), 60 (1000), 52 (2000) 44 (3000), 36 (4000), 24 (5000), 20 (6000), 8 (7000), 4 (8000)

50 Téglalap alakú szennyeződés vizsgálata 316 fúrásmagból

51 Kör alakú szennyeződés izokoncentrációs vonalai

52 Kör alakú szennyeződés izokoncentrációs vonalai

53 Kör alakú szennyezés vizsgálata 201 fúrásmagból (üres), 37 (1000), 39 (2000) 33 (3000), 32 (4000), 17 (5000), 9 (6000), 5 (7000), 2 (8000)

54 Kör alakú szennyezés vizsgálata 201 fúrásmagból

55 Kör alakú szennyezés vizsgálata 201 fúrásmagból

56 Ellipszis alakú szennyeződés izokoncentrációs vonalai

57 Ellipszis alakú szennyeződés izokoncentrációs vonalai

58 Ellipszis alakú szennyezés vizsgálata 288 fúrásmagból (üres), 61 (1000), 59 (2000) 45 (3000), 32 (4000), 25 (5000), 20 (6000), 10 (7000), 2 (8000)

59 Ellipszis alakú szennyezett terület gyakoriság értékei

60 Szabálytalan alakú szennyezés izokoncentrációs vonalai

61 Szabálytalan alakú szennyezés izokoncentrációs vonalai

62 Szabálytalan alakú szennyezés vizsgálata 234 fúrásmagból (üres), 73 (1000), 56 (2000) 33 (3000), 25 (4000), 15 (5000), 3 (6000), 3 (7000), 0 (8000)

63 Szabálytalan alakú szennyezett terület gyakoriság értékei

64 Szabálytalan alakú szennyezett terület gyakoriság értékei

65 Szabálytalan alakú szennyezés izokoncentrációs vonalai

66 Szabálytalan alakú szennyezés izokoncentrációs vonalai

67 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

68 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

69 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

70 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

71 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

72 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

73 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

74 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

75 Szabálytalan alakú szennyezés mért izokoncentrációs vonalai

76 Különböző alakú szennyezőfoltok valószínűségi értékei 25% 20% 15% 10% 5% 0% 22% 19% 16% 14% 11% Téglalap alak 8% 6% 3% 1% % 20% 15% 10% 5% 0% 19% 18% 16% 16% 13% 8% 4% Kör alak 2% 1% % 20% 15% 10% 5% 0% 21% 20% 16% 12% 11% 9% Ellipszis alak 7% 3% 1% % 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 31% 24% 14% 11% 11% 6% Tagolt alak 1% 1% 0%

77 Szennyezés elterjedésének vizsgálata a talajban Inhomogén összetételű fúrásmag minta

78 Szabálytalan alakú szennyezés térbeli izokoncentrációs vonalai

79 Szabálytalan alakú terület térbeli gyakoriság értékei

80 Szabálytalan alakú terület térbeli gyakoriság értékei Belátható, hogy a környezetvédelmi vizsgálatok céljára végrehajtott talajmintázás meghökkentően nagy hibát hordoz

81 Köszönöm figyelmüket és türelmüket!

82