De sidste ti år har der været en betydelig udvikling af analyseprogrammerne til forureningsundersøgelser. Kvalitetskravene er samtidig betydeligt skærpet, og ud over krav om akkrediteret prøvetagning kræves der speciel godkendelse fra Miljøstyrelsen til en række analyser.
Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2001 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.
Af Carsten Theisen Pedersen, teknisk direktør, Miljø-Kemi, Dansk Miljø Center A/S
Vand er en nødvendig og livsvigtig ressource. Vand er samtidig en god bærer/indikator af de kemiske belastninger, det moderne industrisamfund udsætter miljøet for. Da vand også er et nødvendigt »levnedsmiddel«, er det ikke overraskende, at der bruges meget store ressourcer på at indsamle og analysere vand: drikkevand og brugsvand, spildevand, grundvand, bassinvand, badevand, recipientvand (vandløb, søer og havvand) m.m.
Der foretages ofte prøvetagning og analyser i forbindelse med forureningsundersøgelser, men de fleste udføres i forbindelse med en løbende overvågning/kontrol og monitering. En række myndighedskrav, ofte udmøntet i en række bekendtgørelser, opstiller dels prøvetagningsfrekvensen dels analyseprogrammerne.
Krav om mange analysemetoder
Tabellen viser, hvor mange analysemetoder Miljø-Kemi må anvende for at kunne dække behovet inden for de forskellige vandmatricer. Analyserne fordeler sig på ni områder, der kemisk og delvist analytisk er »naturlige« grupperinger.
Spektret af analysemetoder er ganske betydeligt. Hertil kommer, at de enkelte metoder (specielt de chromatografiske og metoderne til grundstofanalyser) kan medtage mange parametre/komponenter. Alene pesticidanalyserne dækker over mere end 120 forskellige pesticider.
Pesticiderne er et godt eksempel på, hvorfor analyseomkostningerne kan blive ganske betragtelige. I forbindelse med valget af pesticider til monitering, er der ikke taget særlig hensyn til, hvilke pesticider der kan analyseres for i en analysegang. Det kan betyde, at der til monitering i recipientvand eller grundvand skal bruges 5-6 forskellige metoder. Alle analyserne skal efter krav fra Miljøstyrelsen udføres med massespektrometrisk detektion. Massespektrometret er kombineret med en væske- eller gaschromatograf til adskillelse (LCMS eller GCMS).
Kravet om massespektrometrisk detektion er stillet for at eliminere de falske positive resultater (jvf. det aktuelle problem med BSE-test), som meget ofte ses ved andre detektionsprincipper. Samtidig er massespektrometri en følsom teknik, der gør det muligt at nå detektionsgrænser, der mindst er ti gange lavere end grænseværdierne. Massespektrometri er i dag den væsentligste teknik ved analyse for organiske enkeltstoffer i vandprøver.
Falske positive (og falske negative) var et stort problem for ti år siden, da metoderne blev udviklet til de første moniteringsprogrammer. Det betød, at der blev indberettet og reageret på forureninger, som ikke var ægte – men måske ligeså galt, at forureninger blev overset.
Kvalitet, akkreditering og MST-godkendelser
Ved introduktionen af grundvandsmoniteringsprogrammet (GRUMO) i begyndelsen af 90’erne viste de indledende afprøvninger af laboratorierne, at der var meget betydelige kvalitetsproblemer. Ingen laboratorier var på det tidspunkt kvalificeret til at analysere for alle parametre i det dengang relativt beskedne moniteringsprogram. En væsentlig årsag var, at kravet til detektionsniveauet blev sænket med en faktor 10-100 eller mere, samt at der skulle analyseres for mange nye parametre.
Men det var et marked med et meget betydeligt volumen, der åbnede sig for laboratorierne. Derfor blev der iværksat et meget stort udviklingsarbejde, og da afprøvningerne af laboratorierne blev gentaget efter nogle år, var der hos en del sket et betydeligt løft i kvaliteten. I farten blev det dog overset, at selv om laboratorierne i en enkelt interkalibrering kunne levere et flot resultat, var det ikke sikkert, at de havde styr på blindværdier og interferenser, når de store prøveserier kom. Det betød, at data fra den første del af moniteringen var fejlbehæftede med mange falske positive og negative. En del falske positive skyldtes også håndteringen i prøvetagningen samt for dårligt valg af emballage.
En anden væsentlig årsag til den undertiden dårlige kvalitet var, at Danak og Miljøstyrelsen ikke arbejdede tilstrækkeligt godt sammen. Der opstod faktisk et dobbeltsystem med to »myndigheder«, der godkendte laboratorier. I dag er der et betydeligt bedre samarbejde – bl.a. via Danak’s sektorudvalg – hvor alle parter, herunder laboratorier, amter, kommuner og referencelaboratorier er repræsenteret, og ideelt er laboratorierne i dag både akkrediteret af Danak og godkendt af Miljøstyrelsen til at udføre analyserne. Der er dog stadig eksempler på, at nye stoffer kommer så hurtigt med i programmerne, at laboratorierne ikke kan nå at blive akkrediterede, inden moniteringen er i gang.
Set fra laboratoriernes synspunkt bør der kun være et godkendelsessystem, og gerne et der er gældende internationalt.
Et meget væsentligt instrument til at forbedre analysekvaliteten har været det meget store antal metodeafprøvninger og interkalibreringer, som Miljøstyrelsens referencelaboratorier (DMU og DHI) har gennemført. Deltagelsen i disse har været tvunget, hvis man ønskede at opretholde eller søge akkreditering. De ganske betydelige omkostninger til interkalibreringerne er både direkte og indirekte betalt af laboratorierne.
For løbende at sikre, at laboratoriernes kvalitet er i orden, er antallet af interkalibreringer øget i frekvens, mens antallet af prøver og parametre er reduceret. Herved bliver de fleste metoder kontrolleret ca. hvert år.
Da antallet af miljølaboratorier er blevet reduceret (med mere end ti enheder), er det dels af økonomiske årsager, (prisen bliver meget høj pr. deltager), dels af faglige, statistiske grunde blevet vanskeligere at gennemføre rene danske interkalibreringer. Det betyder, at der må satses på at få udenlandske laboratorier med på danske interkalibreringer, eller at danske laboratorier må deltage i udenlandske. På en række områder er dette imidlertid vanskeligt, fordi de danske programmer har skrappere krav til detektionsgrænser og kræver analyse for flere parametre, end tilfældet er i udlandet.
Udfordringer og udviklingstendenser
Som for vandområdet er kravene skærpet på de øvrige miljøområder som jordanalyser og emissionsmålinger. Udfordringen for laboratorierne har været at følge med. Branchen har været igennem et meget skarpt kapløb på teknologi og metoder. Et kapløb, der fremover vil involvere anvendelsen af bioteknologiske/immunologiske metoder og sensorteknik. I takt med at de faglige krav er blevet skærpet, er markedet presset af en utrolig priskonkurrence.
Udfordringen for laboratorierne bliver at kunne levere en høj kvalitet til en konkurrencedygtig pris i tæt dialog med kunderne. Parallelt med kravet om faglig dygtighed og brug af avanceret teknologi skal der arbejdes med produktions- og logistikeffektiviseringer, samtidig med at IT-teknologien og Internettet skal bruges i hele arbejdsområdet fra rekvisition af opgaver, over rapportering til rådgivning.
Udkastet til ny drikkevandsbekendtgørelse [1] viser tydeligt, at udviklingen fortsætter. I denne øges prøvetagningsfrekvensen, og der medtages flere organiske sporstoffer, bl.a. MTBE, i rutinekontrollen. Der foreskrives en betydelig større åbenhed om analyseresultaterne, så den enkelte forbruger skal have mulighed for at vurdere kvaliteten af vandet fra det lokale vandværk. Dette krav til vandværkerne vil også influere på rapporteringsformen fra laboratorierne.
Reference
1. Udkast til bekendtgørelse om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg (Miljøstyrelsen 2001)
Alle vandanalyser skal efter krav fra Miljøstyrelsen udføres med massespektrometrisk detektion. Massespektrometret er her kombineret med gaschromatograf til adskillelse.
