Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten

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1 Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten Herausforderung für Messtechnik und Normung Detlef Wagner 1. Einleitung Ermittlung der Emissionen Stand der Technik bei Emissionsmessungen Zukünftige Entwicklung Neue Ansätze bei der Standardisierung von Messverfahren CEN, DIN, VDI Validierung und Verifizierung Zusammenfassung Literatur Die Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Emissionsüberwachung dienen dazu, vergleichbare und belastbare Ergebnisse bei Emissionsmessungen zu erhalten. Parallel zur Entwicklung dieser Qualitätssicherungsmaßnahmen werden Entwicklungen in der Anlagentechnik und der Abgasreinigung vorangetrieben. Die damit verbundene Verschärfung der Grenzwerte stellt neue Herausforderungen an das Qualitätsmanagement der Emissionsermittlung sowie die staatliche Genehmigung und Überwachung des Anlagenbetriebes. So wurde seit der ersten Großfeuerungsanlagenverordnung aus dem Jahr 1983 durch die Weiterentwicklung der Abgasreinigungs technik das Konzentrationsniveau der emissionsbegrenzten Verbindungen um ein bis zwei Größenordnungen gesenkt, so dass oft die tatsächlichen Emissionen weit unterhalb der Grenzwerte liegen. Bei der etablierten Messtechnik zur Ermittlung der Emissionen wird inzwischen häufig die Bestimmungsgrenze der ursprünglich aus Betriebskontrollmessverfahren für die Produktion entwickelten Emissionsmessverfahren unterschritten. Auch unter diesen neuen Randbedingungen sollen Emissionen ermittelt werden, deren Massenströme und Bilanzen die Emissionen möglichst real abbilden. Niedrige Emissionsgrenzwerte und damit kleinere Konzentrationen von Schadstoffen erfordern neue Ansätze bei der Standardisierung von Referenzmessverfahren für die Ermittlung der Emissionen. Zum Eignungsnachweis und zur Rückführbarkeit einiger neuer Referenzmessverfahren müssen alternative Wege beschritten werden. Es wird aufgezeigt, wie die bisherige Vorgehensweise sowie das bestehende technische und gesetzliche Regelwerk berührt werden, wenn direkte Messverfahren durch automatische Messsysteme ersetzt werden oder die Emissionen aus Betriebsdaten, Prozessbedingungen, 457

2 Detlef Wagner Einsatz- und Brennstoffen sowie Daten der Abgasreinigungs einrichtungen modelliert werden. Wichtige Eckpunkte für zukünftige Entwicklungen bei der Ermittlung von Emissionen aus Sicht der Überwachung von Anlagen werden vorgeschlagen. 1. Einleitung Die Einführung der ersten Großfeuerungsanlagenverordnung (13. BImSchV) im Jahre 1983 [1] auf der Basis des Bundes-Immissionsschutzgesetzes von 1974 wurde flankiert von der Entwicklung neuer Abgasreinigungstechniken (Entschwefelung, Entstickung), die die damals ambitionierten Grenzwerte für Emissionen aus Kraftwerken erst ermöglichten. Die Entwicklung der Abgasreinigung wurde durch eine ständige moderate Anpassung der Grenzwerte in den in Abständen erneuerten Vorschriften [2, 3, 4] für die verschiedenen Anlagentypen vorangetrieben (Tabelle 1). Gleichzeitig wurde immer die Frage gestellt, wie die Einhaltung der neuen Grenzwerte mit der vorhandenen Messtechnik überwacht werden konnte. Die neuen Messbereiche waren notwendigerweise kleiner, als die der zur Verfügung stehenden Messtechnik, aber das war eben die Herausforderung an die Messtechnik [5], die die Entwicklung anspruchsvoller Messtechnik vorangetrieben hat. Tabelle 1: Entwicklung der Grenzwerte (TMW) ausgewählter Stoffe seit der ersten Großfeuerungsanlagenverordnung in mg/m³ GFAVO TA Luft 17. BImSchV TA Luft 17. BImSchV 13. BImSchV 13. BImSchV (1986) (1990) (2002) (2003) (2004) (1983) Staub (50) SO HCl entfallen HF entfallen PCDD/PCDF k.a. k.a.* 0, , , , Hg k.a 0,2 0,05 0,05 0,03 0,03 Schwebstaub 0,3 0,05 (Immission) (PM-10) * unter Beachtung des Grundsatzes der Verhältnismäßigkeit so weit wie möglich begrenzen Die zur Verfügung stehenden Messverfahren für eine kontinuierliche Kontrolle der Emissionen basierten vorwiegend auf einer Messtechnik, die eigentlich für Betriebskontrollverfahren zur Steuerung der Anlagen aber nicht zur Überwachung von Emissionsgrenzwerten konzipiert waren. Trotzdem zeigten sie sich aufgrund der Robustheit der Konstruktion und der Ausrichtung auf Komponenten, die emissionsseitig primär von Interesse waren, als geeignet für diese Zwecke. In Zusammenarbeit mit sachverständigen Organisationen wurden Kriterien für die Eignung derartiger kontinuierlich arbeitender Messeinrichtungen zur Überwachung von Grenzwerten festgelegt. In dieser Zeit entstanden ebenfalls die ersten Prüfpläne zur Inbetriebnahme und regelmäßigen Kontrolle solcher Geräte, die sich inzwischen in einer bundeseinheitlichen Vorgehensweise widerspiegeln. Die Vergleichbarkeit von Messergebnissen und die Qualität der Ergebnisse im Hinblick auf deren Unsicherheit waren Fragen, die schnell hinzukamen. Verfahren zur Überprüfung der Qualität von Messverfahren sind in der Messtechnik unabdingbar, um Aussagen über die Güte von Messergebnissen sowie deren Unsicherheit machen 458

3 Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten zu können. Der Vergleich von Messverfahren mit Standards liefert Aussagen über die Qualität der Messergebnisse soweit sie unter diesen Standardbedingungen ermittelt werden. Zum Nachweis der Eignung der Messeinrichtungen für Messaufgaben im gesetzlich geregelten Bereich werden diese vor dem Einsatz einer Eignungsprüfung nach bundeseinheitlichen Kriterien [6] unterzogen. Diese Kriterien basieren auf den technischen Anforderungen, die in der europäischen Norm EN [7] festgelegt sind. Die Eignung wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) im Bundesanzeiger veröffentlicht. Am Markt erhältlich sind derzeit eignungsgeprüfte Messeinrichtungen für Staub, Ruß, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickoxide, Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Ammoniak, Quecksilber und Summe organischer gebundener Kohlenstoff (Gesamt-C). Mit den Änderungen des Bundes-Immissionsschutzgesetzes [8] der letzten Jahre wurde eine Vielzahl europäischer Regeln in deutsches Recht umgesetzt und damit die Fortschreibung der untergesetzlichen Vorschriften zur Emissionsbegrenzung induziert. Die Einführung neuer Begrenzungen [9] hat inzwischen bei der Emissionsmesstechnik zu einem gewissen Entwicklungsstau geführt [10], da die vorhandene Messtechnik größtenteils ausgereizt ist, neue Messprinzipien beispielsweise aus dem Bereich des Arbeitsschutzes aber bisher kaum den Sprung in die raue Umgebung von Industrieanlagen geschafft haben. Eine wirkliche Neuentwicklung von Messverfahren z.b. durch den Einsatz moderner Lasermesstechnik findet bisher nur sehr zögerlich statt. Dieser Situation steht gegenüber, dass in den Immissionen Konzentrationen in µg/m³ ermittelt werden, die so belastbar sind, dass darauf sogar weit reichende Maßnahmen wie Verkehrsbeschränkungen oder Auflagen für die Erweiterung von Industriebetrieben getroffen werden können. In manuellen Verfahren ist es möglich, organische Verbindungen (PCDD/F) im Spurenbereich (ng/m³) in Emissionen zu bestimmen. Erste Ansätze für die kontinuierliche Ermittlung von Schwermetallemissionen erlauben Messungen von Konzentrationen an Hg im Bereich von einigen µg/m³. Grundsätzlich wartet in der Ermittlung von Emissionen eine Vielzahl von Aufgaben auf ihre Lösung. So fehlen Referenzmessverfahren zur Bestimmung der Feinstaubemissionen unterhalb der mg-dimension, zur Konzentrationsbestimmung verschiedener anorganischer und organischer Verbindungen im mg-µg-bereich (HCl, NH 3, N 2 O/NO x, Schwermetalle). Die Emissionsermittlung erfordert eine robuste, einfache und zugleich zuverlässige Messtechnik, die auch mit den Matrixeffekten der heißen und feuchten Abgase umgehen kann. Dabei sind akzeptable Messunsicherheiten deutlich unter dem jetzt in den gesetzlichen Regeln akzeptierten Unsicherheitsniveau jenseits der 20 Prozent der derzeitigen Emissionsgrenzwerte notwendig, die auch zuverlässige Bilanzierungen ermöglichen. Die Veränderungen der Eigenschaften der Stoffe bei niedrigeren Konzentrationen erfordern auch neue Messverfahren oder Vorgehensweisen, die zur Kalibrierung (Rückführbarkeit) und Justierung neuer Messtechnik bzw. neuer Messprinzipien eingesetzt werden können. Möglicherweise sind in diesem Zusammenhang die bisherigen technischen und gesetzlichen Regelwerke anzupassen, auch weg von der so genannten Eignungsprüfung als Baumusterprüfung hin zu Einzelprüfungen von installierten Messverfahren, deren Ergebnisse nicht auf andere Anlagen übertragbar sind, die aber dafür ein zuverlässiges Bild des Einflusses von Betriebsabläufen auf die Emissionen liefern und damit auch Möglichkeiten zur dauerhaften Erreichung eines Emissionsminimums bieten. Die Ermittlung der Emissionen ist weitestgehend privatisiert und wird im Auftrag der Betreiber von unabhängigen Stellen vorgenommen, die für diese Messaufgaben besonders qualifiziert sind [11, 12]. Diese Stellen werden durch staatliche Stellen bekannt gegeben (Erlaubniserteilung) [13] und unterliegen einer laufenden staatlichen Kontrolle, die sowohl die Qualität der Messverfahren als auch deren Anwendung sowie die Dokumentation der Ergebnisse umfasst. Dies bedeutet aber auch, dass standardisierte Messverfahren eingesetzt 459

4 Detlef Wagner werden, um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten. Dazu müssen aber auch die Standards so eindeutig formuliert sein, dass verschiedene Anwender mit diesen Messverfahren vergleichbare Messergebnisse ermitteln können. In diesem Zusammenhang kommt dann auch der Dokumentation der Messungen hinsichtlich der Nachvollziehbarkeit und Rückführbarkeit der Ergebnisse besondere Bedeutung zu. Bei kontinuierlich ermittelnden Messeinrichtungen dient die Dokumentation der Ergebnisse von Funktionsprüfung und Kalibrierung dem Betreiber der Anlage als Nachweis eines qualitätsgesicherten Betriebes der Messeinrichtungen. Neben der Eigenkontrolle des regelgerechten Einsatzes der Messverfahren durch interne Qualitätssicherungsmaßnahmen des Anlagenbetreibers und der Messinstitute werden diese auch regelmäßig staatlicherseits durch externe Kontrollen überwacht (Kontrolle der Kontrolleure). Dies geschieht durch stichprobenartige Kontrollen der Emissionsmessungen der Stellen an den Industrieanlagen und durch fachliche Überprüfung ausgewählter Messberichte. Diese werden im Hinblick auf Nachvollziehbarkeit und Plausibilität der Durchführung der Messungen, des Anlagenzustandes und der Messergebnisse sowie die Zuverlässigkeit der Messstelle bewertet. 2. Ermittlung der Emissionen 2.1. Stand der Technik bei Emissionsmessungen Bei Diskussionen zum Stand der Technik der Emissionsmessungen und der Anwendung moderner Messverfahren ist zunächst immer das Ziel der Messung zu betrachten. Soweit Messergebnisse Grundlagen für Verwaltungshandeln sind und in Folge davon auch noch einer gerichtlichen Überprüfung standhalten müssen, sind andere Anforderungen an die Messverfahren zu stellen, als bei Messungen, die dem Erkenntnisgewinn in wissenschaftlicher Hinsicht oder der Entwicklung von Anlagen oder Emissionsminderungseinrichtungen dienen sollen. Der aktuelle Stand der Messtechnik zur Ermittlung von Emissionen wird recht gut durch die im VDI-Handbuch Reinhaltung der Luft [14] zusammengefassten Richtlinien und Normen repräsentiert. Darüber hinaus sind für die wissenschaftliche Untersuchung von Emissionen im Hinblick auf die Optimierung von Anlagen bei einigen Forschungsinstituten auch Verfahren in der Entwicklung, die noch nicht die Hürde der Standardisierung übersprungen haben. Weiterhin ist bei der Betrachtung von Emissionsmessverfahren zu berücksichtigen, dass die Konzentrationsermittlung, sei es nun mit manuellen Verfahren oder kontinuierlich ermittelnden Messeinrichtungen, trotz der standardisierten Anforderungen an Messplätze [15, 16] fast ausschließlich unter schwierigen Bedingungen stattfinden: auf Dächern, an Abgasrohren über Kopf, staubig, heiß, zugig, wenig Stellfläche (Bild 1). Wenn Messergebnisse Grundlage für Verwaltungshandeln sind, ist ein wesentlicher Aspekt bei der Bewertung der Ergebnisse einerseits der Vergleich mit festgelegten Zielwerten (z.b. Grenzwerte), andererseits aber auch die Vergleichbarkeit mit den Ergebnissen anderer Anwender unter vergleichbaren Bedingungen. Darüber hinaus ist die Robustheit in der Anwendung, d.h. die Fehlertoleranz gegenüber Einwirkungen, die bei der Ermittlung der Schadstoffkonzentration nicht Gegenstand des Interesses sind, ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl von Messverfahren. Solche unerwünschten Einwirkungen sind zum einen Einsatzbedingungen, die weit entfernt von der Atmosphäre eines chemischen Analysenlabors liegen, aber auch komplex zusammengesetzte Matrices, in denen nur einzelne Komponenten in geringen Konzentrationen messtechnisch erfasst werden sollen. 460

5 Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten Bild 1: Die Messbedingungen entsprechen nicht einem chemischen Analysenlabor Vor dem Einsatz von Messverfahren sind neben der Festlegung des Einsatzbereichs auch die Verfahrenskenngrößen wie z.b. Nachweis-/Bestimmungsgrenze, Messunsicherheit, etc. zu ermitteln. Gerade in der Emissionsmesstechnik ist jedoch wegen des Fehlens geeigneter Prüfstandards oft nur die Vergleichsmessung im Rahmen von Ringversuchen (Proficiency Test) ein geeignetes Mittel, um Verfahrenskenngrößen zu überprüfen. Solche Ringversuche sollten die Anforderungen der einschlägigen internationalen Normen [17, 18] einhalten bzw. die durchführenden Stellen nach DIN EN [19] akkreditiert sein. Aber auch bei der Validierung von Messverfahren im Rahmen der Standardisierung von Messverfahren sind Vergleichsmessungen neben der Bestimmung von Verfahrenskenngrößen unter realen Messbedingungen ein ideales Instrument [20], sowohl die Praxistauglichkeit als auch die Robustheit bei einem Einsatz durch verschiedene Anwender zu prüfen (Bild 2). Bild 2: Messung von hochtoxischen organischen Stoffen (PCDDD/F) nach DIN EN

6 Detlef Wagner 2.2. Zukünftige Entwicklung Unter Betrachtung der bisherigen Entwicklung bei Emissionsgrenzwerten und der inzwischen bei den Immissionsermittlungen festgestellten neuartigen Umweltbelastungen wie beispielsweise Feinstaub oder Schwermetalle ist davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren auch anlagenseitig die Anforderungen an die Abgasreinigung für einige Emissionskomponenten erhöht werden, was dann wiederum deutlich niedrigere Emissionsgrenzwerte und damit nochmals niedrigere zu messende Konzentrationen bedeutet. Der Trend zu einer Ausweitung der kontinuierlichen Überwachung mit dem Anspruch geringen Wartungsaufwandes, der bereits mit der Quecksilbermessung begonnen wurde [21] und sich Bereich der Halogenwasserstoffmessung auch in Richtung geringeren Wartungsaufwandes schon entwickelt, zeigt die Notwendigkeit, zusätzlich zu der vorhandenen Messtechnik neue Wege zu beschreiten. Hier besteht Entwicklungsbedarf in Hinblick auf wartungsarme Messeinrichtungen aber auch einer Erhöhung der Nachweisstärke unter Wahrung oder sogar Verbesserung der Unempfindlichkeit gegen den äußeren Einfluss rauer Einsatzbedingungen. Bei den Standardreferenzmessverfahren ist der Wunsch nach automatischen Messeinrichtungen, die auch im mobilen Einsatz für die Kalibrierung stationärer Messeinrichtungen [22] eingesetzt werden können, durch erste europäische Standards für automatische Referenzmessverfahren [23, 24] zu erkennen. Insofern sind auch Ermittlungsverfahren für die Emissionsermittlung in Betracht zu ziehen, die auf einer komplexen Auswertung von Einflussgrößen beruhen, die ursprünglich für die Steuerung einer Anlage ermittelt werden und deren Ergebnisse primär für Prozesssteuerung bestimmt sind. Solche Größen haben die Eigenschaft, durch einfache und robuste Sensoren gewonnen zu werden, die zum Teil redundant ausgelegt sind und deren Charakterisierung an Hand einfacher Kenngrößen frühzeitig ermöglicht, Störungen in den Messgrößen zu erkennen. Allerdings ist die Validierung und Standardisierung solcher Ermittlungsverfahren mit den bisherigen Methoden [25] nicht ohne weiteres zu realisieren. Möglicherweise sind auch hier neue Wege in Betracht zu ziehen. Allerdings darf der Aspekt der Rückführbarkeit der Messergebnisse der zu bestimmenden Stoffkonzentration dabei nicht vergessen werden. Möglicherweise ist auch die bisherige Vorgehensweise bei der Eignungsprüfung von Messeinrichtungen und den daraus zu folgernden Einsatzmöglichkeiten zu überdenken. Auch jetzt schon wird die tatsächliche Eignung einer Emissionsmesseinrichtung erst durch die Feststellung und Bescheinigung des ordnungsgemäßen Einbaus, der Inbetriebnahme sowie der Funktion und Kalibrierfähigkeit der Messeinrichtung an der Anlage endgültig bestätigt. Es ist nicht selten, dass im realen Betrieb an einer Anlage beispielsweise in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung andere Betriebsbedingungen der Messeinrichtungen, z.b. deutlich kürzere Wartungsintervalle, notwendig sind, als dies bei der Eignungsprüfung festgestellt wurde. Insofern kann für neue Ermittlungsverfahren auch ein Verzicht auf eine Eignungsprüfung zu Gunsten einer Einzelprüfung an der zu überwachenden Anlage in Betracht gezogen werden. 3. Neue Ansätze bei der Standardisierung von Messverfahren 3.1. CEN, DIN, VDI Messverfahren, deren potentieller Einsatzbereich in einem anderen Konzentrationsniveau liegt als vorhandene Standardreferenzmessverfahren, können nicht wie in DIN EN ISO [25] vorgesehen mit diesen Referenzmessverfahren verglichen werden. Insofern sind hier neue Standards zu entwickeln, um Einsatzbereiche, Bewertung der Ergebnisse, Vergleichbarkeit, Langzeitverhalten u.ä. für den Anwender zu beschreiben. 462

7 Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten Einer Standardisierung solcher, neuer Verfahren sind in jedem Fall aussagefähige Vergleichsmessungen unter Laborbedingungen aber auch an realen Anlagen voranzustellen. Ein mögliches Muster für die Vorgehensweise kann das Vorgehen der WG 1 bei CEN liefern, die in Vorbereitung der Normungsarbeit zur DIN EN 1948 [26] zur Ermittlung von polychlorierten Dibenzodioxinen und -furanen (PCDD/F) unter Beteiligung einer Reihe europäischer Laboratorien und Institute an verschiedenen Anlagen umfangreiche Messkampagnen mit neuartigen Messverfahren aber auch unter Beteiligung vorhandener standardisierter Verfahren initiiert und begleitet hat Validierung und Verifizierung Die Frage, ob verschiedene Messverfahren gleiche Ergebnisse liefern, ist durch Ringversuche nur insoweit zu beantworten, als die tatsächlichen Bedingungen beim Einsatz der Messverfahren keine von den Ringversuchsbedingungen abweichenden Matrixeinflüsse o.ä. aufweisen. Insbesondere Matrixeffekte wie Feuchte oder Mischungen verschiedener Komponenten führen im realen Einsatz von Messverfahren dann häufig zu so genannten unplausiblen Werten, wenn entweder Summenverfahren (z.b. Summe organisch gebundener Kohlenstoff aufgrund unterschiedlicher Responsefaktoren, Staub aufgrund unterschiedlichen Streu- oder Reflexionsverhaltens) oder sensorische Verfahren ohne Vortrennung (z.b. Gerüche aufgrund erhöhter Sensibilisierung durch einzelne Stoffe oder Halbleiterdetektoren für organische Lösemittel aufgrund der Desensibilisierung durch einzelne Komponenten) eingesetzt werden [20]. Insofern können Vergleichsmessungen nur ein erster Schritt sein, die grundsätzliche Einsatzfähigkeit neuer Mess- bzw. Ermittlungsverfahren zu bestätigen. Tatsächliche Verfahrenskenngrößen können dann nur durch Vergleichsermittlungen in Form von Doppelbestimmungen und die Durchführung einer Vielzahl von Ermittlungen an Anlagen, deren Emissionen nur eine begrenzte Variabilität im Hinblick auf die Messaufgabe haben, bestimmt werden. Dabei ist es weniger von Belang, ob die Messgröße für die zu bestimmende Stoffkonzentration variiert, als vielmehr ob die Abgasbedingungen oder Matrixeffekte das eingesetzte neue Ermittlungsverfahren als Störgrößen beeinflussen. Besonders problematisch sind natürlich Ermittlungsverfahren, die einem unmittelbaren Vergleich mit einem anderen Messverfahren nicht unterworfen werden können, weil sie aus unterschiedlichen Quellen Messsignale als Eingangsgrößen beziehen, die mit rechnerischen Verfahren so kombiniert werden, dass ein mittelbarer Zusammenhang mit der zu bestimmenden Größe (Konzentration eines Stoffes) erkennbar wird. Hier sind Überlegungen anzustellen, wie durch Plausibilitätsprüfungen an verschiedenen Stellen des Verfahrens der Einfluss der Eingangsgrößen bestätigt werden kann. Durch vollständige Darstellung der Auswertealgorithmen kann die Rückführbarkeit der Ergebnisse dokumentiert werden. Weiterhin sind für die Bewertung von Emissionsmessergebnissen natürlich die Art der Ermittlung der Messunsicherheit [27] sowie deren maximal zulässige Streuung im tatsächlichen Einsatzbereich der Messverfahren von Bedeutung. Auch dieser Frage müssen sich neue Ermittlungsverfahren stellen. 4. Zusammenfassung Die Qualitätssicherung in der betreibereigenen Emissionsmesstechnik wurde durch die neuen europäischen Richtlinien und Normen sowie deren Untersetzung im deutschen Regelwesen im Hinblick auf nationale Besonderheiten auf ein einheitliches Niveau in 463

8 Detlef Wagner Europa gehoben. Dabei haben die seit vielen Jahren bewährten deutschen technischen Regeln vielfach das Grundgerüst gebildet, so dass nicht grundlegend neue Mess- und Überwachungskonzepte einzuführen waren. Durch die technischen Fortschritte bei der Emissionsminderung konnten parallel zu den regulatorischen Entwicklungen die Konzentrationen der emittierten Schadstoffe erheblich gesenkt werden. Neue Bewertungen für Schadstoffe im Hinblick auf deren Umweltrelevanz sowie deren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit erfordern darüber hinaus die Ausweitung des zu überwachenden Stoffspektrums in den Emissionen von Industrieanlagen und Gewerbebetrieben. Die traditionelle Emissionsmesstechnik kann nicht mehr in allen auftretenden Fällen der Emissionskontrolle eingesetzt werden, da sowohl die Anforderungen an die Bestimmungsgrenze aber auch die Selektivität für die heute geforderten Messaufgaben nicht immer erfüllt werden. Neben der Optimierung der bewährten Emissionsmessverfahren wird es in vielen Fällen notwendig sein, neue Mess- bzw. Ermittlungsverfahren zu entwickeln, die möglicherweise auch auf neuen, bisher in der Emissionsmesstechnik nicht eingesetzten Messprinzipien oder Ermittlungsalgorithmen beruhen. Da in solchen Fällen nicht immer gewährleistet ist, dass die neuen Ermittlungsverfahren aufgrund der verschiedenen Messbereiche noch mit den bisher eingesetzten Referenzmessverfahren kalibriert werden können, sind auch hier neue Wege in Betracht zu ziehen. Der Validierung und Verifizierung dieser neuen Mess- und Ermittlungsmethoden ist daher besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Eine Akzeptanz solcher Ermittlungsverfahren kann nur erreicht werden, wenn durch eine Vielzahl von Mess- bzw. Ermittlungsergebnissen an realen Emissionsquellen Konzentrationen der zu überwachenden Stoffe ermittelt werden, deren Plausibilität nachgewiesen wird. Dies kann beispielsweise durch stichprobenartige Vergleichsmessungen auch mit Verfahren erfolgen, die eigentlich nicht für den Routineeinsatz an Emissionsquellen konzipiert sind (Laborverfahren). Weiterhin ist in jedem Fall eine laufende Kontrolle und gegebenenfalls Anpassung der Verfahrenskenngrößen insbesondere Reproduzierbarkeit und Bestimmungsgrenze erforderlich. Auch die Einflüsse der Matrix sowie der vorhandenen Störkomponenten sind sorgfältig zu betrachten. Langfristig ist in jedem Fall eine Standardisierung auf der Basis umfangreicher Vergleichsuntersuchungen von verschiedenen Anwendern erforderlich, um auch in Verwaltungsverfahren die notwendige Akzeptanz zu erhalten. Es ist wünschenswert die Entwicklung neuer Ermittlungsverfahren nicht nur über die klassischen Wege der Forschungsförderung zu unterstützen, sondern auch durch die fachliche Begleitung der Entwicklung seitens der technischen Landes- und Bundesbehörden. Im Hinblick auf die notwendige Standardisierung könnten auch seitens der Normungsgremien Impulse zur Weiterentwicklung der Messtechnik gegeben werden. Erste Ansätze in dieser Richtung werden bereits bei CEN formuliert. Durch dieses Qualitätsmanagement in der Emissionsüberwachung werden zuverlässige Daten über die Emissionssituation der Industrienanlagen sichergestellt. Durch die europäische Standardisierung von Messverfahren, deren Eignungsprüfung sowie der Anforderungen an die Kompetenz der Anwender ist darüber hinaus auch ein fairer Wettbewerb gewährleistet. 5. Literatur [1] Verordnung über Großfeuerungs- und Gasturbinenanlagen (13. BImSchV), BGBl I S. 1002, 1004, letzte Version 2007 (Vorherige Versionen 1983, 1990, 2000, 2004) [2] Bahadir, M.; Parlar, H.; Spiteller, M.: Springer Umweltlexikon. Berlin: Springer Verlag,

9 Qualitätsmanagement in der Überwachung bei sinkenden Grenzwerten [3] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft), GMBl. S. 511, 2002 (Vorherige Version 1986) [4] Verordnung über Verbrennungsanlagen für Abfälle und ähnliche brennbare Stoffe (17. BImSchV), BGBl. I S. 129, 131, 2009 (Vorherige Versionen, 1990, 1999, 2003) [5] Davids, P.: Privatmitteilung 1989 [6] Bundeseinheitliche Praxis zur Überwachung der Emissionen Richtlinien über die Eignungsprüfung von Mess- und Auswerteeinrichtungen für kontinuierliche Emissionsmessungen, zuletzt geändert am , GMBl. Nr. 57 S. 1172, 2010 [7] DIN EN : Luftbeschaffenheit Zertifizierung von automatischen Messeinrichtungen Teil 3: Mindestanforderungen und Prüfprozeduren für automatische Messeinrichtungen zur Überwachung von Emissionen aus stationären Quellen. Berlin: Beuth Verlag 2008 [8] Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BIm- SchG) vom 26. September 2002, zuletzt geändert am , Bundesgesetzblatt Teil I, Nr. 38, S (2011) [9] Verordnung über Anlagen zur biologischen Behandlung von Abfällen (30. BImSchV), BGBl. I S. 900, 2009 [10] Wagner, D., VDI Berichte 2113, S. 147, Düsseldorf: VDI Verlag, 2011 [11] VDI 4220: Qualitätssicherung Anforderungen an Stellen für die Ermittlung luftverunreinigender Stoffe an stationären Quellen und in der Außenluft. Berlin: Beuth Verlag, 2011 [12] DIN EN ISO/IEC 17025: Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf und Kalibrierlaboratorien. Berlin: Beuth Verlag 2005 [13] Richtlinie über die Bekanntgabe von sachverständigen Stellen im Bereich des Immissionsschutzes vom Ministerialblatt NRW Nr. 54 (56. Jg. 2003), S [14] VDI Handbuch Reinhaltung der Luft, Berlin, Beuth Verlag [15] DIN EN 15259: Luftbeschaffenheit Messung von Emissionen aus stationären Quellen Anforderungen an Messstrecken und Messplätze und an die Messaufgabe, den Messplan und den Messbericht. Berlin: Beuth Verlag 2008 [16] DIN EN Emissionen aus stationären Quellen Ermittlung der Staubmassenkonzentration bei geringen Staubkonzentrationen, Berlin: Beuth Verlag, 2002 [17] ISO/IEC Guide 43-1: Development and Operation of Proficiency Testing Schemes. (1997, 2 nd edition) [18] ISO/IEC Guide 43-2: Selection and Use of Proficiency Testing Schemes by Laboratory Accreditation Bodies. (1997, 2 nd edition) [19] DIN EN ISO/IEC 17020: Allgemeine Kriterien für den Betrieb verschiedener Typen von Stellen, die Inspektionen durchführen, Berlin: Beuth Verlag, 2004 [20] Wagner, D.: VDI Berichte 2076, S. 73, Düsseldorf: VDI Verlag, 2009 [21] DIN EN Luftbeschaffenheit Emissionen aus stationären Quellen Bestimmung der Gesamtquecksilber-Konzentration: Automatische Messeinrichtungen, Berlin: Beuth Verlag, 2006 [22] DIN EN Emissionen aus stationären Quellen Qualitätssicherung für automatischen Messeinrichtungen, Berlin: Beuth Verlag, 2004 [23] DIN EN Emissionen aus stationären Quellen Bestimmung der Massenkonzentration von Stickstoffoxiden (NO x ) Referenzverfahren: Chemilumineszenz, Berlin: Beuth Verlag, 2006 [24] DIN EN Emissionen aus stationären Quellen Bestimmung der Massenkonzentration von Kohlenmonoxid (CO) Referenzverfahren: Nicht-dispersive Infrarotspektrometrie, Berlin: Beuth Verlag,

10 Detlef Wagner [25] DIN EN ISO Luftbeschaffenheit Beurteilung der Eignung eines Messverfahrens durch Vergleich mit einer geforderten Messunsicherheit, Berlin: Beuth Verlag, 2002 [26] DIN EN 1948 Emissionen aus stationären Quellen Bestimmung der Massenkonzentration von PCDD/PCDF, 4 Teile, Berlin: Beuth Verlag, 1997 und 2006 [27] VDI 4219: Ermittlung der Unsicherheit von Emissionsmessungen mit diskontinuierlichen Messverfahren. Berlin: Beuth Verlag,

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