Für einen individuellen Ausdruck passen Sie bitte dieEinstellungen in der Druckvorschau Ihres Browsers an. Regelwerk, Abfall, LAGA
| Für einen individuellen Ausdruck passen Sie bitte die Einstellungen in der Druckvorschau Ihres Browsers an. Regelwerk, Abfall, LAGA | |
LAGA PN 98 - Grundregeln für die Entnahme von Proben aus festen und stichfesten Abfällen sowie abgelagerten Materialien
Richtlinie für das Vorgehen bei physikalischen, chemischen und biologischen Untersuchungen im Zusammenhang mit der Verwertung/Beseitigung von Abfällen
Stand Mai 2019
Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA)
Quelle: laga-online.de
eingeführt in BW (GABl. 2004 S. 39), He (StAnz. 2003 S. 2288 gültig bis 31.12.2013 gem. Stanz 51/2008 S. 3422)
(Handlungshilfe zur Anwendung der LAGA PN 98 siehe =>)
1. Vorbemerkung und Zielsetzung Erl.
Die Probenahme ist integraler Bestandteil der physikalischen, chemischen und biologischen Untersuchung und bestimmt maßgeblich die Qualität der Ergebnisse. Eine detailliert festgelegte, alle Prüfgüter umfassende Vorgehensweise ist bei der Abfallprobenahme nicht möglich; vielmehr muss ein pragmatischer, abfallbezogener Ansatz unter Einbeziehung aller Vorinformationen gefunden werden.
Ziel der Probenahme ist die Gewinnung von Teilmengen, die zur Ermittlung charakteristischer Merkmale von Abfällen oder abgelagerten Materialien geeignet sind. Hierbei ist von besonderer Bedeutung, inwieweit diese Teilmengen als repräsentativ für die Gesamtmenge hinsichtlich der zu beurteilenden Eigenschaften (Merkmale) gelten können.
Die Richtlinie enthält Vorgaben zu Probenahmeverfahren und -strategie sowie zur Anzahl und Größe der zu entnehmenden Einzel-, Misch- und Sammelproben in Abhängigkeit von Grundmenge, Konsistenz, Teilchen- und Stückgrößenverteilung.
Es ist zu beachten, dass es sich bei diesen Vorgaben um grundlegende Anforderungen handelt, die je nach Zielsetzung (z.B. Forschungsvorhaben mit erhöhten Anforderungen an Zuverlässigkeit/Vertrauenswürdigkeit), der Heterogenität der Abfallzusammensetzung sowie der stofflichen Inhomogenität des Materials sehr viel höher liegen können.
2. Anwendungsbereich
Die Richtlinie dient der Vereinheitlichung der Probenahme von festen und stichfesten Abfällen sowie abgelagerten Materialien im Rahmen der Prüfung zur stofflichen oder energetischen Verwertung bzw. zur Beseitigung.
Konkrete Zielsetzung und Fragestellung, wie z.B. die
bestimmen maßgeblich den Parameterumfang für die Untersuchung und damit Art und Aufwand der Probenahme.
Spezieller Handlungsbedarf jedoch, z.B. im Zuge von Maßnahmen zur Gefahrenabwehr, kann Abweichungen von den in dieser Richtlinie beschriebenen Vorgehensweisen erforderlich machen, deren Dokumentation im Probenahmeprotokoll von besonderer Bedeutung ist.
3. Probenahme von festen Abfällen und abgelagerten Materialien
Die Probenahme von festen Abfällen kann erfolgen aus
Bei der Probenahme aus Stoffströmen sind folgende Fälle zu unterscheiden:
Die stofflich, räumlich und zeitlich variierenden Eigenschaften (z.B. bei bewegten Abfallströmen) von Abfällen sind Abbild ihrer homogenen / inhomogenen bzw. heterogenen Merkmalstrukturen, deren Kenntnis für die Qualität der Probenahme von grundsätzlicher Bedeutung ist.
Feste Abfälle liegen im Regelfall als heterogene Gemenge/Haufwerke variabler Zusammensetzung, Verteilung, Form und Größe der Bestandteile vor, z.B. als Siedlungs-, Bauabfälle oder Shredderfraktionen, wobei die Hauptmatrix u. U. nicht identifiziert bzw. ihr Anteil an der Grundmenge nicht bestimmt werden kann.
Produktionsspezifische Abfallchargen hingegen, die aus einem stofflich einheitlichen Material mit geringeren Fremdanteilen bestehen, vermitteln makroskopisch oftmals einen homogenen Gesamteindruck.
In beiden Fällen liegen jedoch die Merkmalswerte (Untersuchungsparameter) i. d. R. inhomogen verteilt vor, wobei der Homogenitätsgrad material- und merkmalabhängig ist. Dies führt dazu, dass in einem Abfall ein Merkmalswert homogen, ein anderer inhomogen verteilt sein kann.
Probenahmestrategie und -verfahren müssen somit - dies gilt sowohl für ruhende als auch bewegte Stoffströme - der möglichen Varianz und Variabilität in der Abfallzusammensetzung angepasst werden. Eine statistische Aussage über die Inhomogenität des Abfalls lässt sich aus dem Verhältnis der Varianz der Merkmalsverteilung und dem Quadrat des mittleren Stoffgehaltes ableiten (vgl. Anhang G).
In Abhängigkeit von der Fragestellung und von der Zielvorgabe ist das Aufteilen/Abtrennen von Teilchargen bzw. Zusammenfassen von Prüfmengen sowie die Entnahme der Einzelproben bzw. die Vereinigung zu Misch- und Sammelproben mit angepasster Technik festzulegen.
Von grundsätzlicher Bedeutung ist hierbei, dass das Arbeiten mit Misch- bzw. Sammelproben über die gesamte Grundmenge nur zulässig ist, wenn die spezifischen Substrateigenschaften der Einzelchargen erkennbar sind und die zugrunde gelegten Vorgaben, z.B. die Einhaltung von Richt-, Grenzwerten, wertgebenden Eigenschaften, etc., erfüllt werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass durch Vermischen eine Verdünnung bedenklicher Stoffe erreicht wird, so dass diese dem Stoffkreislauf letztlich nicht entzogen werden.
Dieser Problematik trägt das Kreislaufwirtschaftsgesetz durch Getrennthaltungsgebot und Vermischungsverbot sowie die Deponieverordnung durch die dort festgelegten Voraussetzungen für die Ablagerung Rechnung.
Materialien unterschiedlicher Herkunft sind grundsätzlich getrennt zu erfassen, getrennt zu beproben und zu analysieren. Werden diese Grundsätze nicht beachtet, sind keine gesicherten Aussagen über den tatsächlichen Stoffbestand bzw. Schadstoffgehalt möglich, die Probenahme ist als fehlerhaft anzusehen.
Die Probenahme muss von geschultem, zuverlässigem Fachpersonal vorgenommen werden, das über praktische Erfahrung verfügt und mit der Problemstellung vertraut ist. Die erforderliche Sachkunde ist durch entsprechende Schulungen sicherzustellen. Bereits im Vorfeld sollte das jeweilige Untersuchungslabor in die Probenahmeplanung einbezogen werden, um eine qualitätsgesicherte Durchführung der Arbeiten zu gewährleisten.
Bei der Probenahme sind die Vorgaben des Arbeitsschutzes für den Probenehmer zu beachten. Da im Verlauf der Arbeiten unterschiedliche Schadstoffe freigesetzt werden können, sind technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen erforderlich, um Gesundheitsgefährdungen und Unfallgefahren zu minimieren (vgl. DGUV-Regel 101-004). Sofern hohe Expositionen zu erwarten sind, können Körperschutzmaßnahmen, wie z.B. Atemschutzgerät, Vollschutzanzug, etc. notwendig werden.
Die Probenahmestellen müssen übersichtlich angeordnet, unfallsicher und so beschaffen sein, dass Proben möglichst leicht zu entnehmen sind.
Die jeweils geltenden Arbeitsschutzrichtlinien und Unfallverhütungsvorschriften sind zu beachten.
Die Probenahme muss in jedem Falle in einem Probenahmeprotokoll (vgl. Anhang C) in geeigneter Weise dokumentiert werden, das alle wesentlichen Kenndaten enthält. Die Dokumentation muss standardisiert erfolgen, d.h. gleiche Merkmale müssen auch von unterschiedlichen Bearbeitern gleich beschrieben werden. Das Probenahmeprotokoll dient dem Probenehmer als Merkliste und soll der Untersuchungsstelle detaillierte Angaben u. a. über Art und Herkunft der Proben bzw. Ablauf der Probenahme geben.
Eine zusätzliche photographische Dokumentation der Probenahme ist zweckmäßig und hat sich insbesondere im Rahmen der Beweissicherung ungenehmigt abgelagerter Materialien als unerlässlich erwiesen.
3.2 Repräsentativität der Probenahme Erl.
Von grundlegender Bedeutung für die Probenahme ist, inwieweit entnommene Proben die zu beurteilenden Eigenschaften des Prüfgutes widerspiegeln, und somit als " repräsentativ" für die Grundmenge gelten können.
Als allgemeine Definition einer "repräsentativen Probe" gilt:
"Probe, deren Eigenschaften weitestgehend den Durchschnittseigenschaften der Grundmenge des Prüfgutes entsprochen."
Während die Forderung nach " Repräsentativität" bei einer einzelnen Feststoffkomponente sowie bei gasförmigen und flüssigen Phasen noch relativ einfach zu erfüllen ist, ergeben sich bei festen Abfällen mit steigender Heterogenität und Inhomogenität zunehmend Schwierigkeiten.
Für die Erfüllung der Forderung nach " repräsentativer Probenahme" heterogener Prüfgüter existieren Lösungensansätze auf
Grundlage einer mathematisch-statistisch begründeten Probenahme muss ein Probenahmemodell sein, das Angaben über den Einfluss des Probenahmefehlers in Abhängigkeit von der Anzahl der entnommenen Proben, der Probenmenge und der Heterogenität auf das Messergebnis liefert. Das Beispiel in Anhang E belegt die hierfür notwendigen Anforderungen und die damit verbundenen Probleme bei der praktischen Umsetzung.
Der empirische Ansatz setzt die genaue Kenntnis der Abfallzusammensetzung in Art, Menge sowie in ihrer räumlichen und zeitlichen Verteilung innerhalb der Grundmenge voraus, so dass gewährleistet ist, dass sämtliche Einzelchargen proportional erfasst und zu Durchschnittsproben zusammengeführt werden.
Dies impliziert, dass in Fällen unbekannter Zusammensetzung, Verteilung und mangelnder Unterscheidbarkeit keine anteilige Erfassung der Einzelchargen möglich und somit der Anspruch auf Repräsentativität nicht erfüllbar ist.
Misch- bzw. Sammelproben, über die gesamte Grundmenge entnommen, führen hier zu willkürlichen Mengenverhältnissen ohne Bezug zur Grundgesamtheit und somit zu nicht reproduzierbaren Zufallsergebnissen ohne Aussagekraft.
Beide Ansätze ergeben, dass eine repräsentative Probenahme bei heterogenen, festen Abfällen i. d. R. nur mit hohem Aufwand möglich ist. Daher sollte besser von abfallcharakterisierenden Proben bzw. von einer abfallcharakterisierenden Probenahme gesprochen werden.
Weitere Erläuterungen zu Fragen der Repräsentativität befinden sich im Anhang E.
Die Strategie der Probenahme ist abhängig von der Fragestellung und Zielsetzung. Sie ist eingebunden in einen gesetzlichen Rahmen, aus dem unterschiedliche Vorgaben für die Herangehensweise abgeleitet werden müssen. Fragestellungen aus dem Kreislaufwirtschafts-/Abfallgesetz, dem Bundesbodenschutzgesetz oder der Klärschlammverordnung machen eine andere Strategie erforderlich als im Rahmen des Chemikaliengesetzes bzw. der Chemikalienverbots-/Gefahrstoff -Verordnung.
Auch einer Überprüfung des Getrennthaltungsgebotes bzw. Vermischungsverbotes gemäß Kreislaufwirtschaftsgesetz muss bereits durch Festlegung einer problemorientierten Probenahmestrategie Rechnung getragen werden.
Grundsätzlich lassen sich in Abhängigkeit der Aufgabenstellung zwei Probenahmestrategien voneinander abgrenzen (vgl. Abb. 1):
In der Praxis kann es zur Verknüpfung beider strategischer Ansätze kommen.
Abb. 1: Konzept zur Durchführung der Probenahme
Wesentliches Merkmal der " Hot-Spot" -Beprobung ist das Erkennen und die Sicherstellung von Kontaminationsschwerpunkten ("Hot-Spots") bzw. Stoffen, die aufgrund ihrer Eigenschaften die Gesamtcharge negativ beeinflussen können.
Sie trägt daher u. a. den Forderungen und Prinzipien des europäischen und deutschen Chemikalienrechtes Rechnung, wonach bestimmte Substanzen aufgrund ihrer Toxizität dem Stoffkreislauf entzogen und einer ordnungsgemäßen Entsorgung zugeführt werden müssen.
Beispiele gemäß des Anhanges XVII der REACH-Verordnung bzw. der Anhänge der Chemikalienverbots- und Gefahrstoff-Verordnung sind Formaldehyd und Pentachlorphenol (PCP) in Altholz sowie Asbest in Bauschutt.
Die "Hot-Spot"-Strategie dient der Erarbeitung von Risikoprognosen sowie zur Beweissicherung bei ungenehmigt abgelagerten bzw. unbekannten Materialien (z.B. gefährliche Abfälle in Siedlungsabfällen).
Im Falle der "Hot-Spot"-Beprobung werden bevorzugt organoleptisch bzw. sensorisch auffällige Chargen im Sinne einer "worst-case-Betrachtung zur Beprobung herangezogen. Im Vordergrund steht ausschließlich der qualitative Befund. Die entnommene Probe muss keinen quantitativen Bezug zur Grundmenge haben, Repräsentativitätsbetrachtungen treten somit in den Hintergrund. Dennoch sollte eine möglichst exakte Mengenschätzung des relevanten Prüfgutes erfolgen.
Der Problematik angemessen ist zur Beweissicherung eine besonders exakte Dokumentation der Probenahme zuzüglich einer visuellen Dokumentation (Foto, Video) geboten.
4.2 Allgemeine Abfallbeprobung/Charakterisierung von Grundgesamtheiten
Im Gegensatz zur "Hot-Spot"-Beprobung dient die "Allgemeine Abfallbeprobung" im Wesentlichen der Charakterisierung von Grundgesamtheiten bezüglich ihrer Menge und Zusammensetzung mit dem Ziel der Bestimmung des durchschnittlichen Stoffgehaltes bzw. -verlaufes.
Während die "Hot-Spot"-Beprobung eher als Sonderfall anzusehen ist, steht bei dieser Strategie die abfallcharakterisierende, ggf. auch die repräsentative, Beurteilung der Gesamtmenge im Vordergrund.
Dafür sind einige Vorprüfungen, evtl. auch Vorbehandlungen, erforderlich, die in einem Probenahmeplan (s. Kap. 5) festgelegt werden.
Bei Siedlungsabfällen bzw. anderen Abfällen mit großer Heterogenität und Stückigkeit ist eine Entnahme von Misch-/Sammelproben über die gesamte Grundmenge nur in Verbindung mit einer vorgeschalteten Sieb- bzw. Sortieranalyse zweckmäßig.
Ebenso gilt es bei Hinweisen auf "Hot-Spots", diese Materialien zu separieren und getrennt zu erfassen.
Ohne die genannten Vorbehandlungen und -prüfungen sind gesicherte Hinweise auf den tatsächlichen Stoffgehalt nicht möglich.
Im Vorfeld der Probenahme erfolgen Recherchen und Strategiefestlegungen, die Fragen nach
beinhalten. Die Umsetzung Vor-Ort" setzt voraus, dass Art, Umfang und Durchführung der Probenahme nach einem konkreten Plan erfolgen, der u. a. folgende Gesichtspunkte berücksichtigt:
Im Probenahmeplan wird u. a. die Anzahl und Verteilung der Einzelproben über die zu beurteilende Gesamtmenge festgelegt. Das Material ist im Hinblick auf die angestrebte Verwertung/Beseitigung proportional zu den vorliegenden Korngrößen-/Komponentenverteilungen/Stückgrößenbereichen zu beproben.
Ist nach Prüfung der Eigenschaften zu erkennen, dass die zu beprobende Grundmenge aus abgrenzbaren Teilchargen besteht, die z.B. Auffälligkeiten in Größe, Form, Stoffbestand, etc. zeigen, sind diese abzutrennen. Für jede Teilmenge müssen dann separate Einzel-, Misch- bzw. Sammelproben entnommen und separat untersucht werden. Gleiche Materialien unterschiedlicher Herkunft müssen ebenfalls getrennt charakterisiert werden.
Die Abtrennung von Teilchargen kann auch aufgrund von Entmischungseffekten notwendig werden. Diese treten sowohl in ruhenden Abfallbaufwerken, besonders aber beim Transport von festen Abfällen in Fahrzeugen und Behältnissen auf. Falls technisch möglich, ist die Probenahme aus dem bewegten/frei fallenden Abfallstrom zu bevorzugen, wobei eine mögliche Flugbahnentmischung zu berücksichtigen ist.
Durch geeignete Maßnahmen (z.B. Ablagerung auf und Abdeckung mit Folien) ist das Prüfgut vor Abschwemmungen, Auswaschungen und Verwehungen zu sichern.
Nach Festlegung der Größe der zu beprobenden (Teil-) Chargen kann die Probenahme gemäß Tabelle 2 (vgl. Kap. 6.4) über die entsprechende Grundmenge erfolgen.
6. Durchführung der Probenahme
Bei der praktischen Durchführung der Probenahme müssen folgende Arbeitsschritte/Voruntersuchungen berücksichtigt werden:
Die zu beprobenden Grundmengen werden entsprechend ihres Volumens (vgl. Tab. 2) in die Anzahl gleichgroßer Teilmengen (Sektoren) unterteilt, wie es der Anzahl der herzustellenden Mischproben entspricht (1 Sektor = 1 Mischprobe). Diese Vergehensweise erlaubt das Erkennen von Inhomogenitäten innerhalb einer Grundmenge.
Beispiel:
| Grundmenge 30 m3: | Halbierung der Grundmenge und Herstellung von 2 Mischproben (1 Mischprobe je Hälfte). |
| Grundmenge 600 m3: | Aufteilung der Grundmenge in 10 Sektoren und Herstellung von 10 Mischproben. |
6.1 Prüfung auf Homogenität/Inhomogenität/Heterogenität Erl.
In der Regel kann davon ausgegangen werden, dass alle flüssigen und pumpfähigen Abfälle, sowie Abfälle, deren Homogenität durch Sichtkontrolle prüfbar ist, beispielsweise Staub, Filterstäube aus Verbrennungsanlagen und Reaktionsprodukte aus Rauchgasreinigungsanlagen homogen sind. Alle anderen Abfälle sollten zunächst als heterogen betrachtet werden.
Dennoch ist jede Charge grundsätzlich einer Einzelfallprüfung zu unterziehen und gemäß dieser Vorgabe auf Homogenität / Heterogenität zu prüfen.
Zur Prüfung der Homogenität können folgende Abfalleigenschaften durch organoleptisch-sensorische Ansprache bzw. Tests herangezogen werden:
Sollten eine oder mehrere o. g. Auffälligkeiten innerhalb einer Grundmenge erkennbar sein, so sind die entsprechenden Teilchargen zu separieren und getrennt zu beproben. Misch- bzw. Sammelproben über die gesamte Grundmenge sind in diesem Fall unzulässig.
Stoffliche Inhomogenitäten, z.B. Unterschiede in der Schadstoffverteilung, sind organoleptisch oftmals nicht feststellbar. Zusätzliche Informationen liefern hier die physikalisch-chemischen Leitparameter
6.2 Volumen-/Massenbestimmung Erl.
Die Anzahl der zu entnehmenden Misch- und Sammelproben richtet sich nach der Menge des zu untersuchenden Prüf gutes. Die Mengenbestimmung ist volumen- und/oder massenbezogen möglich, wobei der volumenbezogenen Mengenschätzung der Vorzug zu geben ist, da dies mit einfachen Mitteln und ohne Kenntnis der Schütt-Dichte durchgeführt werden kann.
Häufig auftretende und leicht zu berechnende Kubaturen, die zur Volumenschätzung ruhender Prüfgüter herangezogen werden können, sind
Trapezförmige Kubatur:
| (a+b) | ||
| V = |
| ⋅ h ⋅ l |
| 2 |
| V = | Volumen |
| A = | Länge der Grundlinie der Stirnseite |
| b = | Länge der Oberkante der Stirnseite |
| h = | durchschnittliche Höhe der Miete |
| l = | Länge der Miete |
Kegelförmige Kubatur:
V = 1/3 ⋅ h ⋅ π ⋅ r2
| V = | Volumen |
| h = | durchschnittliche Höhe des Haufwerkes |
| r = | Radius des Kreises der Grundfläche |
Kegelstumpfförmige Kubatur:
V = 1/3 ⋅ h ⋅ π ⋅ (r12 + r1r2 + r22)
| V = | Volumen |
| h = | durchschnittliche Höhe der Miete |
| r1 = | Radius des Kreises der Grundfläche |
| r2 = | Radius des Kreises in der Schnittfläche (Oberfläche) |
Anhand der vorgegebenen Formeln und ggf. deren Kombination lässt sich das Volumen der zu untersuchenden Abfallkörper näherungsweise bestimmen. Die erforderlichen Größen sollten bevorzugt mittels Lasermessgerät, Bandmaß/ Messlatte, evtl. durch bekanntes Schrittmaß bestimmt werden.
Ist eine massenbezogene Abschätzung des Prüfgutes notwendig (z.B. Überprüfung von Lieferscheinangaben), so können die Faktoren zur Umrechnung von der Berechnungsgröße m3 in die Berechnungsgröße Mg anhand der Tabelle 1 gemäß folgender Formel errechnet werden:
| Masse der Grundmenge [Mg] = (Schütt-)Dichte [Mg/m3] x Volumen [m3] |
Tabelle 1: Orientierungswerte für Schüttdichten verschiedener Abfälle [Mg/m3]
| bis 0,5 | bis 1,0 | bis 1,5 | bis 2,0 | >2,0 |
| Gemischte Siedlungsabfälle | Schlacken/ Asche | Bohrschlamm | Bodenaushub | Al-Oxid- Schlamm |
| Holzabfälle/- wolle | Holz (verunreinigt) | Erd-Schlämme | Straßenaufbruch | Pb-haltige Abfälle |
| Holzasche | (Filter-) Stäube | Sand- Schlämme | Bauschutt | Zn-haltige Abfälle |
| Sägemehl | Gummiabfälle | div. Salze | Fe-Stäube | |
| Polierwolle/ Filze | Bau- und Abbruchabfälle | Lack-/Farb- Schlämme | Kabelabfälle | |
| Rinden | Straßenreinigungs- abfälle | Abfälle aus Sandfängern | Asbestzement | Zunder |
| Filtertücher Säcke | Kunstharze | Feste Abfälle aus der Gasreinigung | Aluminium- abfälle | |
| Kunstglas | Wachse/Fette | Klärschlämrne | Salzschlacken | |
| Hartschaum | Papierabfälle | Eisenschrott | ||
| synth. Faserabfälle | Gießerei Altsand | |||
| Bau-/Abbruchholz | Schamotteabfälle | |||
| Shredderleichtfrakt. | ||||
| Sperrige Abfälle | ||||
In der Praxis ist bei der Mengenschätzung fallspezifisch Folgendes zu beachten:
6.3 Ermittlung der Größtkomponente Erl.
Als Größtkomponente wird das überwiegend in einer Grundmenge vorkommende größte Korn bzw. Stück bezeichnet. Eventuell vorhandene einzelne größere Stücke oder in einem geringen Prozentsatz (< 5 Vol.- %) enthaltene gröbere Fraktionen werden nicht zur Bestimmung des Größtkomponentendurchmessers herangezogen. Von solchen Chargen werden im Bedarfsfall Einzelproben entnommen.
Die Ermittlung der Größtkomponente kann durch den Einsatz eines geeigneten Siebsatzes objektiviert werden.
Da derzeit keine einheitlichen Regelungen zur Größenbestimmung stückiger Güter vorliegen, ist die Auswahl mit einer gewissen Unschärfe behaftet.
 | weiter . | |