zufällige und systematische Fehler

und deren Bedeutung bei der Probenahme und der Erstellung wissenschaftlicher Arbeiten

Werden Daten erhoben, so genügt es in der Regel nicht, mit Durchschnittswerten oder einmaligen Messungen zu arbeiten. Messwiederholungen, selbst unter identischen Bedingungen, liefern nicht immer denselben Messwert sondern haben Abweichungen. Es gilt zwischen zufälligen und systematischen Fehlern zu unterscheiden.

Zufällige Fehler:

Zufällige Fehler führen zu einer Streuung der Messergebnisse, d.h. sie liegen ober- und unterhalb des erwarteten Wertes. Zufällige Fehler nehmen mit zunehmender Anzahl an Messungen bzw. Proben ab.

Systematische Fehler:

Systematische Fehler hingegen nehmen nicht mit zunehmender Anzahl an Messungen oder Proben ab. 

Eine häufig anzutreffende wissenschaftliche Fragestellung lautet: dürfen Sie (einzelne) Messwerte verwerfen, wenn diese signifikant abweichen? Ein „Ausreißer“ kann das Ergebnis Ihrer Untersuchung schnell verfälschen, dennoch ist jede Datenmanipulation grundsätzlich fragwürdig. Nur sachlich begründet kann eine signifikante Abweichung als Fehlmessung interpretiert werden. Der Mittelwert Ihrer Messungen kann, muss aber nicht notwendigerweise, für Ihre weiteren Untersuchungen geeignet sein. Die Qualität Ihrer Messergebnisse können Sie bspw. durch die Berechnung der Standartabweichung und Spannweite darstellen. 

Für eine Entsorgung nach erfolgter richtlinien- bzw. normkonformen Beprobung gilt: 
In der Beurteilung der Analyseergebnisse kann Ausreißern dergestalt Rechnung getragen werden, dass der Grenzwert als eingehalten gilt, wenn folgenden Bedingungen erfüllt sind:

  • der Mittelwert und 80 % (4 von 5 – Regel) aller Laborproben (LP) unterschreiten den Grenzwert
  • der Mittelwert zuzüglich der ermittelten Streuung des Mittelwerts unterschreitet den Grenzwert (statistischer Ansatz)

Ob eine dieser Regelungen akzeptiert wird kann von der zuständigen Behörde, von der Genehmigung oder den Annahmebedingungen des Anlagenbetreibers abhängen.

Die Probenahme ist der Verfahrensschritt, bei dem Fehler den größen Einfluss auf das spätere Anylseergebnis haben. Fehler oder Nachlässigkeiten bei der Probenahme lassen sich im Labor weder durch instrumentelle noch durch naßchemische Analytik ausgleichen. Vielmehr pflanzen sich Fehler fort.

Mögliche Fehler bei der Probenahme können sein:

  • Wahl einer ungeeigneten Probenahmestelle,
  • Wahl eines ungeeigneten Probenahmewerkzeugs
  • Kontamination der Probe durch unterlassene Reinigung des Probenahmewerkzeugs
  • Unterlassene Trennung verschiedener Fraktionen
  • Verwechselung der Proben durch unzureichende Kennzeichnung
  • Unterlassene oder falsche Probenkonservierung

Der wahrscheinlich häufigste Fehler besteht jedoch in einer zu geringen Anzahl an Einzelproben.

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