Provtagningsstrategi - Syfte

Details

Last Updated: Tuesday, 09 November 2021 13:13

Published: Wednesday, 28 October 2020 11:57

Olika typer av provtagningssyften

Vid utredning av förorenade områden förekommer syften på olika nivåer, se avsnittet om syfte, mål och avgränsning. För att underlätta formulering av provtagningens syfte är det lämpligt att göra en så kallad framing, dvs. att identifiera ramarna för den frågeställning som ska lösas. Det är viktigt att detta inledande moment genomförs grundligt och att alla berörda är överens, i annat fall kan det uppstå problem i senare skeden.

Provtagningens specifika syfte bör definieras och beskrivas tydligt. Följande frågor kan vara till hjälp för att definiera provtagningens syfte för aktuellt medium:

• VAD är det som finns i mediet?
• HUR MYCKET finns det?
• VAR finns det?
• Sker det någon FÖRÄNDRING?

Genom att besvara dessa frågor får man hjälp att ringa in syftet med provtagningen. Det leder till fyra grundläggande syften som kräver olika provtagningsstrategier:

• Sökning och identifiering
• Avgränsning
• Karakterisering
• Kontroll över tid

Dessa grundläggande syften beskrivs nedan. Då hjälpfrågorna ovan besvarats kommer man många gånger fram till att provtagningen har flera olika syften, särskilt vid översiktliga undersökningar. Man kan då överväga att dela upp provtagningen. Kanske behövs olika provtagningsstrategier för respektive syfte. Provtagningsstrategin kommer att se olika ut beroende på vad syftet är. Notera att de olika syftena kan koppla till själva föroreningskällan, transportvägen eller till skyddsobjekten. I vissa fall ligger fokus på föroreningskällan, i andra fall på transportvägen eller skyddsobjekten. Vid exempelvis undersökning av föroreningsspridning kan samtliga dessa tre delar behöva undersökas, vilket kräver flera olika syften (se avsnitt Provtagning med flera syften).

Viktigt att beakta:

• Provtagningens syfte måste definieras på ett sådant sätt att målet med hela undersökningen kan uppnås.
• Syftet med provtagningen bör beskrivas så precist som möjligt.
• Om en provtagning har flera olika syften så ska samtliga syften listas och förklaras. De olika proverna eller provpunkterna kan ha separata syften och det kan underlätta att lista dessa innan provtagningen påbörjas. Detsamma gäller om flera olika provtagningar görs med olika syften.
• Syftet måste dokumenteras så att den som utför datautvärdering, använder data eller granskar utredningen kan göra korrekta bedömningar. Om detta inte görs finns en uppenbar risk för feltolkning, både av data och slutsatser.

Sökning och identifiering

Detta syfte är aktuellt om det är osäkert om aktuell förorening finns i området, var den förekommer eller om det finns andra riskobjekt med okänd lokalisering (nedgrävda tunnor, oljecisterner, rörledningar, deponerat avfall etc.). Nyckelorden för detta syfte är identifiering och lokalisering. Sökbaserad provtagning (eng. search sampling) kan vara antingen sannolikhetsbaserad eller bedömningsbaserad (även kallad riktad provtagning), följ länkarna för mer info om respektive metod. Sannolikhetsbaserad provtagning kräver normalt ett mycket stort antal provpunkter för att man med rimlig sannolikhet ska kunna hitta det man söker efter, åtminstone i jord och om det man söker är litet. Då blir denna strategi ofta ineffektiv. I andra medier kan dock angreppssättet fungera bättre (bl a porgas och grundvatten).

Om det finns bra förhandskunskap om området och föroreningssituationen så kan denna utnyttjas för att söka efter förorening (eller objekt) mer effektivt. Detta gör att bedömningsbaserad provtagning ofta är lämpligare för detta syfte när förhandskunskapen är tillförlitlig. Exempelvis kan enskilda prover placeras i punkter där förorening förväntas. I vissa fall kan även samlingsprovtagning användas men det är då viktigt att samlingsprovet begränsas till det område som förväntas vara förorenat så att utspädning med rent material begränsas. Om samlingsprovtagning används krävs ofta kompletterande analys av enskilda prover som verifiering.

Exempel på tillämpningar med sökbaserad provtagning i olika medier:

• Jord: Sökning efter hotspot, nedgrävda cisterner, nedgrävt avfall etc.
• Porgas: Sökning efter hotspot med flyktiga föroreningar.
• Grundvatten: Sökning efter föroreningsplym.
• Ytvatten: Sökning efter utloppsledning eller utströmningsområde för grundvatten.
• Sediment: Sökning efter hotspot eller dumpat material (ammunition, tunnor m.m.).

Avgränsning

Avgränsning (eng. delineation) är ett lämpligt syfte när man vet var föroreningen förekommer men den rumsliga utbredningen är oklar. Avgränsning av föroreningen utförs lämpligen med hjälp av bedömningsbaserad provtagning. I Figur 1 illustreras hur man kan gå tillväga. Här måste man dock vara observant och försiktig eftersom det är lätt att dra alltför långtgående slutsatser vid avgränsningen, särskilt då föroreningen förekommer heterogent. Om föroreningen avgränsas i en viss riktning med endast EN provpunkt blir avgränsningen mycket känslig för haltvariationer. Ett sätt att minska denna osäkerhet är att ta prover som representerar en större volym (samlingsprover) så att haltvariationerna utjämnas. Detta kräver i så fall noggrann provhantering och provberedning på laboratorium så att provresultaten blir representativa.

Figur 1. Exempel på placering av provpunkter vid radiell provtagning.

Avgränsning kan även utföras med hjälp av geostatistisk modellering baserad på data från antingen bedömningsbaserad eller sannolikhetsbaserad provtagning. Fördelen med ett sådant angreppssätt är att det blir möjligt att bedöma säkerheten i avgränsningen. Nackdelen är att metoden kan vara kostsam, både på grund av att det krävs mycket data och att utvärderingen är arbetskrävande.

Exempel på tillämpningar med avgränsande provtagning i olika medier:

• Jord: Avgränsning av hotspot, horisontellt och vertikalt.
• Porgas: Avgränsning av hotspot horisontellt.
• Grundvatten: Avgränsning av föroreningsplym, horisontellt och vertikalt.
• Ytvatten: Avgränsning av påverkansområde från utloppsledning.
• Sediment: Avgränsning av hotspot samt erosions- vs. depositionsområden.

Karakterisering

Provtagning för karakterisering omfattar provtagning som syftar till beskrivning eller kvantifiering. Detta syfte gäller all provtagning där man tar fram beskrivande statistik för ett område eller en volym. Det är viktigt att området är tydligt definierat. Ibland kan avgränsning först behöva göras men i andra fall definieras området på annat sätt, t.ex. som en fastighet eller ett delområde. Karakteriserande provtagning gör det möjligt att beräkna statistiska parametrar som medelvärde, standardavvikelse, variationskoefficient, medianvärde och andra percentiler, UCLM-värden med mera.

Provtagning kan syfta till karakterisering av:

• Källan (riskobjektet, exempelvis den förorenade jorden).
• Spridningsvägen (exempelvis markens hydrauliska och geokemiska egenskaper).
• Skyddsobjektet (exempelvis människors exponering för föroreningen, föroreningssituation i grundvattnet och andra recipienter).

Beskrivande statistik som tas fram vid karakterisering kan i sin tur kan användas som underlag i en riskbedömning; se exempelvis representativa halter i Naturvårdsverkets vägledning. Karakteriserande provtagning är även lämplig i många andra sammanhang, bland annat för att kvantifiera föroreningsmängder samt vid klassning av jordmassor i samband med grävsanering.

Vid karakterisering bör man använda sig av sannolikhetsbaserad provtagning för att skapa ett slumpmässigt urval av prover (stickprovet). I de fall det ändå finns inslag av bedömningsbaserad provtagning i strategin (av olika skäl) måste en bedömning göras av hur det påverkar den beskrivande statistik som beräknas. Detta måste dessutom dokumenteras. Det finns vissa möjligheter att vid datautvärderingen korrigera för data som samlats in med bedömningsbaserad provtagning men det kräver god statistisk kunskap och resultatet blir osäkert. En sådan korrigering rekommenderas därför endast om det är absolut nödvändigt.

Exempel på tillämpningar med karakteriserande provtagning i olika medier:

• Jord: Riskbedömning (hälsa och markmiljö), mängdberäkningar samt klassning av jordmassor inför en åtgärd.
• Porgas: Riskbedömning (hälsa), kontroll vid efterbehandling av jord.
• Grundvatten: Riskbedömning (hälsa och miljö), kontroll vid efterbehandling av grundvatten.
• Ytvatten: Riskbedömning (hälsa och miljö), kontrollprogram efter åtgärd.
• Sediment: Riskbedömning (hälsa och miljö), mängdberäkning av sediment som ska tas bort genom muddring.

En särskild typ av karakteriserande provtagning är provtagning med syftet att framställa kartor över föroreningens utbredning, ofta med hjälp av interpolation eller geostatistiska metoder (se NV rapport 5932). Sådana kartor har i sin tur ett syfte, till exempel som underlag för riskbedömning eller åtgärd.

Kontroll över tid

Provtagning för kontroll över tid (eng. monitoring) syftar till att undersöka förändringar eller variation över tid. Det kan gälla haltförändring av föroreningar i aktuellt medium, flödesförändring, nivåvariationer eller förändring i någon annan fysisk, kemisk eller biologisk parameter. Detta syfte är ofta aktuellt i samband med kontroll och uppföljning av in situ-åtgärder men det finns många andra situationer, till exempel vid undersökning av grundvattenförorening med årstidsvariation eller hydrogeologiska undersökningar. I vissa fall förekommer syftet även då man vill bedöma åtgärdsbehov eller inför val av åtgärdsmetod, till exempel för att undersöka om övervakad naturlig självrening är en lämplig åtgärd. För vissa tillämpningar används mätning in situ (utan egentlig provtagning), till exempel kontinuerlig nivåmätning i grundvattenrör eller ytvatten. I situationer där mätning eller provtagning görs vid enskilda tillfällen kan tillfällena väljas antingen sannolikhetsbaserat eller bedömningsbaserat.

Vid provtagning för kontroll bör provtagning eller mätning ske tillräckligt ofta och under tillräckligt lång tid (Provtagningsfrekvens) för att i önskvärd detalj kartlägga variationerna. Detta är många gånger en viktigare aspekt än om provtagningstillfällena valts sannolikhetsbaserat eller bedömningsbaserat.

Exempel på tillämpningar av kontroll över tid i olika medier:

• Jord: Kontroll av biologisk nedbrytning.
• Porgas: Kontroll av haltvariationer i porgas och inomhusluft som underlag till hälsoriskbedömning.
• Grundvatten: Kontroll av haltvariation i grundvattnet inför riskbedömning samt av haltförändring före, under och efter en efterbehandlingsåtgärd.
• Ytvatten: Kontroll av haltförändring i ytvattnet under och efter en efterbehandlingsåtgärd.
• Sediment: Förändringar i sedimentationshastighet, kontroll av haltförändring i ytsediment vid övervakad naturlig självrening.

Notera att i samband med schaktsanering görs ofta kontrollprovtagning för att verifiera att de mätbara åtgärdsmålen uppfyllts. Sådan provtagning har ofta ett annat syfte än kontroll över tid, vanligen avgränsning eller karakterisering (beskrivning av föroreningshalter i kvarlämnad jord). Trots att provtagningen i dessa fall brukar kallas för ’kontroll’ så rör det sig ur provtagningssynpunkt allts om ett annat syfte än kontroll över tid.

Provtagning med flera syften

Många undersökningar har ofta en kombination av syften; att bekräfta, avgränsa och karakterisera en förorening. Detta gäller särskilt i tidiga undersökningsskeden där man vill försöka besvara flera typer av frågor samtidigt. För att lyckas med det krävs en kombination av provtagningsstrategier. Det kan innebära att både bedömningsbaserad och sannolikhetsbaserad provtagning behövs. Den exakta utformningen måste anpassas platsspecifikt, så att man når de uppställda målen. Det är dock viktigt att tänka på att datautvärdering och tolkning försvåras när man blandar flera olika syften. Ett vanligt exempel är när man har riktat prover mot hotspots men även vill beräkna medelhalter. Hur prover som tagits genom bedömningsbaserad provtagning då bör hanteras är långt ifrån självklart (se avsnitt Angreppssätt och urval).

Ett exempel där flera olika provtagningssyften förekommer även i senare undersökningsskeden är vid undersökning av föroreningsspridning, se avsnittet Undersökning av föroreningsspridning.

I de fall en provtagningsstrategi läggs upp med flera olika syften är det mycket viktigt att de olika syftena beskrivs samt vilka syften de enskilda provpunkterna eller proverna svarar mot. Om man inte gör detta blir det svårt, eller till och med omöjligt, för en person som inte varit involverad i arbetet att korrekt kunna tolka och bedöma undersökningsresultaten.