Ein wichtiger – und zumeist ein zu wenig berücksichtigter – Einflussfaktor bei Langzeitmonitoringerhebungen ist eine konstant gute Qualität der Analysen im Labor. Es sollen schließlich nur tatsächliche Veränderungen bzw. Trends in der Natur nachgewiesen werden - und keine Schwankungen der Laborqualität.
Speziell bei großflächigen Monitoringerhebungen, an denen viele Laboratorien beteiligt sind, ist besonderes Augenmerk auf die Analysenqualität zu richten. So sind statistisch signifikante Trends in der Natur bei schlechter Analysenqualität oft erst Jahrzehnte später als solche erkennbar (Sulkava et al., 2007). Bessere Qualität in der Analytik ist somit ein wichtiger Faktor, um Zeit (und damit Kosten) bei Monitoringprojekten zu sparen.
Die Hohlkathodenlampe dient zur Bestimmung von Blei und Cadmium
Zeman/Grafitrohrofen-Atomabsorptionsspektrometer: hier ist die Hohlkathodenlampe eingebaut
Neben der Routinequalitätssicherung (u.a. Regelkarten, Einsatz von Referenzmaterialien, Methodenvergleiche) im einzelnen Labor sind eine Reihe von Laborvergleichstests (Ringtest) ein gutes Mittel, um die Datenqualität von Laboratorien zu steigern (s. Clarke et al., 2009). Einerseits kommt es zu einem Trainingseffekt bei den Teilnehmerinnen und Teilnehmern, andererseits steht mit dem verbleibenden Ringtestmaterial ausreichend Referenzmaterial für die Methodenüberprüfung zur Verfügung.
Die Ringtests sollen in regelmäßigen Intervallen durchgeführt werden, wobei die Intervalle abhängig von den Intervallen der Monitoringerhebung sowie von der Matrix sind. Wichtig ist, dass die Labore die Ringtestproben mit der üblichen Routine analysieren und sie nicht besonders sorgfältig behandeln. Erst dadurch wird ein Rückschluss auf die Qualität der Ergebnisse von normalen Proben möglich.
Im Rahmen der europäischen Waldschadenserhebung (ICP-Forests, Life+ FutMon) haben diese Ringtests eine langjährige Tradition. So wurden zum Beispiel seit 1993/1994 insgesamt elf Ringtests mit Blatt- und Nadelproben durchgeführt (Fürst 2009). Zu Beginn wurden diese Tests noch alle zwei Jahre durchgeführt - ab 2003/2004 werden sie jährlich durchgeführt.
| Tabelle 1: Anzahl der Teilnehmer an den 11 europäischen Blatt- und Nadelanalysenringtests | ||
| Ringtest | teilnehmende Länder | teilnehmende Laboratorien |
| 1 | 21 | 24 |
| 2 | 25 | 39 |
| 3 | 29 | 51 |
| 4 | 29 | 52 |
| 5 | 29 | 53 |
| 6 | 26 | 46 |
| 7 | 23 | 43 |
| 8 | 30 | 52 |
| 9 | 28 | 53 |
| 10 | 29 | 54 |
| 11 | 28 | 56 |
Üblicherweise werden je Ringtest vier Proben im Laufe des Sommers an alle Teilnehmer versandt. Die Laboratorien sollen die Ringtestproben vor bzw. mit den Blatt- und Nadelproben analysieren, die im Spätsommer/Herbst des laufenden Jahres für das europäische Waldschadensmonitoring untersucht werden. Die Dateneingabe ist mit Jahresende abzuschließen. Die ausgewerteten Ergebnisse stehen im Jänner bereit, um nötige Korrekturen an Methode rechtzeitig vornehmen zu können.
Europäische Ringtestberichte (Boden, Deposition, Blatt und Nadel), Download unter http://bfw.ac.at/600/pdf/ring_11.pdf
Aus den einlangenden Ergebnissen werden Ausreißer eliminiert (nach DIN 38402/42). Der ausreißerfreie Mittelwert aller Labore wird als Sollwert angenommen. Im Rahmen der europäischen Expertengruppen für Blatt- Nadel und Streufall (Expert Panel Foliage and Litterfall) und der QA/QC Arbeitsgruppe für Laboratorien (QA/QC Working Group for Laboratories) wurden Toleranzbereiche um diesen Sollwert festgelegt (s. Clarke 2009). Diese Toleranzbereiche variieren je nach Element und Gehalt zwischen dem Sollwert +/- 5 und dem Sollwert +/- 30%. Diese Toleranzbereiche wurden von 1993-2009 mehrmals reduziert, weil die Datenqualität der meisten Teilnehmer sich verbessert hat.
In der Abbildung 1 ist die Verbesserung dargestellt, die sich vom 3. bis zum 10. Ringtest eingestellt hat. Zur besseren Vergleichbarkeit der Ringtestergebnisse sind die Daten auf +/- 20% Toleranzbereich für Schwefel, +/- 10% für Stickstoff und für die übrigen Elemente auf +/- 15% normalisiert.
Abbildung 1: Entwicklung der Ergebnisse in Prozent die außerhalb des Toleranzbereiches liegen (Makronährstoffe und Schwefel)
So lagen beim 3. Test noch 10-20% aller Ergebnisse außerhalb des Toleranzbereiches, beim 10. Test lagen nur mehr rund 3-10% der Ergebnisse außerhalb.
Im Zuge der europäischen Waldschadenserhebung 2009-2010 im Rahmen des LIFE+ Projekts (FutMon) sind je zwei Ringtests für die Depositionsanalytik, für die Blatt- und Nadelanalysen und je ein Ringtest für die chemische Bodenanalytik und ein Test für die Bodenphysik vorgesehen.
Es müssen sich künftig auch alle teilnehmenden Laboratorien qualifizieren. Kenndaten über Ringtestteilnahmen und Ergebnissen sowie qualitätsrelevante Daten aus dem Labor (u.a. Bestimmungsgrenzen, Präzision) werden künftig gemeinsam mit den Monitoringdaten in der europäischen Forstdatenbank gespeichert. Damit soll eine bessere Auswertung und Beurteilung der Monitoringergebnisse ermöglicht werden.
Literatur
Clarke N., Cools N., Derome J., Derome K., De Vos B:, Fürst A., König N., Kowalska A., Mosello R., Tartari G.A., Ulrich E., 2009: FutMon QA/QC Guide for Laboratory Work: (1st version). Life+/Further Development and Implementation of an EU-level Forest Monitoring System (FutMon) + European Union/United Nations Economic Commission for Europe International Co-operative Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forests: 58 S..
Fürst A., 2009: 11th Needle/Leaf Interlaboratory Comparison Test 2008/2009. Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution. Federal Research and Training Centre for Forests, Natural Hazards and Landscape (ISBN 978-3-901347-79-5), Vienna: 29 S. + Annex-Results.
Sulkava, M., Luyssaert, S., Rautio, P., Janssens, I. A., Hollmén J. 2007. Modeling the effects of varying data quality on trend detection in environmental monitoring Elsevier Science Direct, Ecological Informations 2, 167-176.
