DIN 38402-6-1991 German standard methods for the examination of water waste water and sludge general information (group A) assessment of the minimum frequency for controlling water.pdf

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1、DINI DIN 38402 TEIL b 91 2794442 0063b45 126 DK 628.1/.3 : 620.1 : 628.515 DEUTSCHE NUHM September 1991 52 Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, BurggrafenstraBe 6,1000 Berlin 30 DIN 38402 Teil 6 Ser, 7997 DIN 38402 Deutsche Ein heitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchu

2、ng Festlegung der Mindesthaufigkeit der berwachungen fr Allgemeine Angaben (Gruppe A) Wasserinhaitsstoffe in Einleitungen (Emissionsstrategie) (A 6) Teil 6 Preisgr. 7 German standard methods for the examination of water, waste water and sludge; general information (group A); assessment of the minimu

3、m frequency for controlling water constituents in discharges (emission strategy) (A 6) Mthodes normalises allemandes pour lanalyse des eaux, des eaux rsi- duaires et des boues; informations generales (group A); determination du mini- mum des surveillances du contenu des substances dans leau de dicha

4、rge (stratgie demission) (A 6) Diese Norm wurde gemeinsam mit der Fachgruppe Wasserchemie in der Gesellschaft Deutscher Chemiker aufgestellt (siehe Erluterungen). Es ist erforderlich, bei den Untersuchungen nach dieser Norm Fachleute oder Facheinrichtungen einzuschalten. Bei Anwendung der Norm ist i

5、m Einzelfall je nach Aufgabenstellung zu prfen, ob und inwieweit die Festlegung von zustzlichen Randbedingungen erforder- lich ist. 1 Anwendungsbereich Mit einem einfachen statistischen Verfahren wird die erforderliche Hufigkeit der berwachungen festgesetzter Emissionswerte problemangepat festge- le

6、gt. 2 Formelzeichen und Begriffe Siehe auch l, 2, 3, 4. 21 Formelzeichen E X50 X80 rn G AM Relatives Abstandsma, Dimension 1 RA Qt MNQ Festgesetzter Emissionswert, z. B. in mg/l Median, z. B. in mg/l 80-Perzentil, z. B. in mg/l Ganzzahlige Terme zur Berechnung von X80, Dimension 1 Gewichtungsfaktor

7、fr die Berechnung des 80-Perzentil, Dimension 1 Relativer Abflu der Einleitung, Dimension 1 Mittlerer jhrlicher Trockenwetterabflu (nach DIN 4045), in m3/s, als jhrlicher Schmu tzwasse rabf I u Mittlerer Niedrigwasserabflu (nach DIN 4049 Teil l), in m3/s Fortsetzung Seite 2 bis 15 Normenausschu Wass

8、erwesen (NAW) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V 09.91 VerWNr. 0007 DINL DIN 38402 TEIL b 31 2794442 ObLb4b Ob2 m Seite 2 DIN 38402 Teil 6 Nmi, a Statistisches Signifikanzniveau, in % VB(X50) Vertrauensbereich des Medians, z. B. in mg/i ent( Y) N Anzahl der berwachungen HG, EGO HG, h Ganzzahli

9、ge Terme zur Berechnung von HG, EGO und HG, WGK Wassergefhrdungsklasse, Dimension 1 V(RA) z Mindesthufigkeit der berwachungen, in 1 /a Ganzzahliger Anteil einer reellen Zahl Y Obere Handlungsgrenze, z. B. in mg/i Obere Eingriffsgrenze, z. B. in mg/l Untere Handlungsgrenze, z. B. in mg/i Dimension 1

10、Rechenwert der Klasse des relativen Abflusses (RA) der Einleitung Rechenwert der Standardnormalverteilung nach I 2.2 Begriffe 2.2.1 Festgesetzter Emissionswert Ef Festgesetzter Wert der Massenkonzentration eines Wasserinhaltsstoffes. Anmerkung: Der festgesetzte Emissionswert eines Wasserinhaltsstoff

11、es wird durch das Produkt aus Zahlenwert und Einheit, ein berwachungsverfah- ren (Mestrategie) und ein vollstndiges Meverfahren beschrieben. Der festgesetzte Emissionswert gilt im Sinne dieser Norm als eingehalten, wenn der Median einer Mereihe diesen Wert nicht berschreitet (in Son- derfllen nicht

12、unterschreitet). 2.2.2 Median X50 Der Median, frher auch ,Zentralwert“ genannt, ist das 50-Perzentil (siehe DIN 55350 Teil 21 und DIN 13303 Teil 1). Die N-Einzelwerte einer Mereihe werden ihrer Gre nach aufsteigend sor- tiert: X1, X2, X3, . XN. Anschlieend wird der Median auf folgende Weise ermittel

13、t. Bei einer ungeraden Anzahl von Mewerten ist der Median gleich dem mittle- ren Mewert. N+ 1 X50 = X (1) Bei einer geraden Anzahl von Mewerten ist der Median als arithmetisches Mittel der beiden mittleren Mewerte X(N/2 + 1) und X(N/2) definiert. X(N/2 + 1) + X(N/2) X50 = 2 Bei der Aufstellung des F

14、olgemeplanes wird nur der ,gleitende Median“ ver- wendet, welcher jeweils alle Proben einschliet, die vor nicht lnger als 12 Monaten genommen wurden, gerechnet vom jngsten berwachungsdatum an. DINL DIN 38402 TEIL b 91 2794442 OObLb47 TT9 DIN 38402 Teil 6 Seite 3 2.2.3 80-Perzentil X80 Das 80-Perzent

15、il oder 0,8-Quantil ist der Wert, fr den die Verteilungsfunktion den Wert 0,8 annimmt. Es werden ebenfalls die nach ihrer Gre aufsteigend sortierten Einzelwerte der Mereihe zugrundegelegt. Fr eine vereinfachte Berechnung wird in dieser Norm das 80-Perzentil durch einfache lineare Interpolation nach

16、folgendem Schema ermittelt. Ermittlung eines Laufterms m: Ermittlung des Gewichtungsfaktors G: Ermittlung des 80-Perzentils X80: m = ent (0,8 - N) G= (0,8 * N) - m X80 = X(m) + GX(m+l) - X(JYZ) (3) (4) (5) 2.2.4 Relatives Abstandsma AM Quotient aus absolutem Abstand zwischen Emissionswert Ef und Med

17、ian X50 sowie dem Streuungsma (X80 - X50) (beide aus der Mereihe fr die Bestandsaufnahme ermittelt (siehe Abschnitt 5.2). E,- X50 X80 - X50 AM = 2.2.5 Als Ma fr den relativen Abflu der Einleitung wird das Verhltnis des mittle- ren jhrlichen Trockenwetterabflusses der Einleitung ( Qt) zum mittleren N

18、ied- rigwasserabflu (MNQ) des Vorfluters oberhalb der Einleitung definiert. Relativer Abflu der Einleitung RA Qt MNQ RA= (7) 2.2.6 Mindesthufigkeit der berwachungen Nmin Kleinste Zahl an voneinander unabhngigen, innerhalb von 12 Monaten durch- gefhrten berwachungen, welche das Einleiterverhalten rep

19、rsentieren. Aus diesem Grund ist zu verschiedenen Tageszeiten, an verschiedenen Wochenta- gen und zu verschiedenen Jahreszeiten zu berwachen. 2.2.7 Statistisches Vertrauensniveau 1 -a Das statistische Vertrauensniveau 1 -a ist der Mindestwert der Wahrscheinlich- keit, der fr die Berechnung eines Ver

20、trauensbereichs vorgegeben ist (siehe DIN 55350 Teil 24). Die Vereinbarung eines Vertrauensniveaus von z.B. 1 -a = 90% fr den Vertrauensbereich des Medians (VB(X50) bedeutet, da der Ver- trauensbereich - bei unverndertem Einleitungszustand - mit mindestens 90%iger Wahrscheinlichkeit den Median berde

21、cken wird. DIN1 DIN 38402 TEIL 6 91 m 2794442 0061648 935 m Seite 4 DIN 38402 Teil 6 2.2.8 Vertrauensbereich des Medians VB(X50) Die Grenzen des Vertrauensbereiches werden berechnet nach: = xh+l Xob = xN - h mit der Nherungsgleichung) fr h: i h = ent Diese Nherungsgleichung ist abhngig von dem stati

22、stischen Vertrauensni- veau I-a. x (1 -a = 90%) = 1,64, oder (I-a=95%)= 1,96. 2.2.9 Obere Handlungsgrenze HG, Die obere Handlungsgrenze ist definiert als Obergrenze des Vertrauensberei- ches des Medians bei einer statistischen Aussagesicherheit von 90 % (Berech- nung siehe Abschnitt 2.2.8). Anmerkun

23、g: Der Begriff ,Handlung“ bezieht sich hier nur auf die Mehufigkeit. 2.210 Obere Eingriffsgrenze EGO Die obere Eingriffsgrenze ist definiert als Obergrenze des Vertrauensbereiches des Medians bei einer statistischen Aussagesicherheit von 95 % (Berechnung siehe Abschnitt 2.2.8). In einer alternativen

24、 berwachungsstrategie wird bei der Kontrolle von Einzel- werten die obere Eingriffsgrenze fr den Einzelwert nach Gleichung (9) abge- schtzt. Anmerkung: in Bezug auf die Notwendigkeit einer nderung der berwa- chungshufigkeit zeigt diese alternative berwachungsstrategie eine Auerkontrollsituation nich

25、t so schnell an wie die Strategie der Median- Kontrolle. EGO, = X50 + 4 . (Ef - X50) (9) 2.2.11 Untere Handlungsgrenze HG, Die untere Handlungsgrenze ist definiert als Untergrenze des Vertrauensberei- ches des Medians bei einer statistischen Aussagesicherheit von 90 % (Berech- nung siehe Abschnitt 2

26、.2.8). 2.2.12 Stichprobe Eine oder mehrere Einheiten, die aus der Grundgesamtheit oder aus Teilge- samtheiten entnommen werden (aus: DIN 55 350 Teil 14/12.85). ) Diese Nherungsgleichung ist nach Angaben in Standardwerken nur anwendbar fr N 50. Fr den Anwendungszweck dieser Norm ist diese Vereinfachu

27、ng jedoch ausreichend. DINL DIN 38Li02 TEIL b L 2794442 00bLb49 871 m DIN 38402 Teil 6 Seite 5 2.213 Stichprobenumfang Anzahl der Auswahleinheiten in der Stichprobe (aus: DIN 55350 Teil 14/12.85). 2.214 Regelkarte Formblatt zur graphischen Darstellung von Werten, die bei der Prfung einer Reihe von S

28、tichproben aus einem fortlaufenden Proze ermittelt werden. 3 Grundlage des Verfahrens Die vorgelegte Mestrategie wendet die verteilungsfreie Statistik an 4. Sie basiert auf dem Mediankonzept und bercksichtigt die Bedeutung der Emis- sionsquelle fr die Wassergtewirtschaft zur Berechnung der berwachun

29、gs- hufigkeit 5. 4 Bezeichnung Bezeichnung des Verfahrens zur Festlegung der Mindesthufigkeit der ber- wachungen fr Wasserinhaltsstoffe in Einleitungen (A 6): Verfahren DIN 38402 - A 6 5 Durchfhrung 5.1 Allgemeines Anhand von Stichproben wird das Einleitungsverhalten reprsentativ erfat (Bestandsaufn

30、ahme). Nur wenn die Werte der Bestandsaufnahme die Einhal- tung des Emissionswertes erkennen lassen, kann nach dieser Norm die Min- desthufigkeit der berwachungen festgelegt werden. Dabei ist von der Annahme auszugehen, da auch in Zukunft der festgesetzte Emissionswert eingehalten wird, sofern sich

31、das Einleitungsverhalten nicht ndert. Diese Annahme wird durch einen Meplan kontrolliert, welcher die Mindesthufigkeit der berwachungen unter Bercksichtigung des jeweiligen aktuellen Mewer- tes festgelegt (Folgemeplan). Aus der Bestandsaufnahme sowie dem Vorwissen werden Kennwerte abgelei- tet, die

32、mit den aktuellen Kennwerten des Folgemeplanes verglichen werden. Eine nderung im Einleitungsverhalten fhrt zu anderen Kennwerten und ent- sprechend zu genderten berwachungshufigkeiten. 5.2 Bestandsaufnahme Die zu berwachenden Emissionsquellen und die zu untersuchenden Wasser- inhaltsstoffe werden j

33、e nach ihrer Bedeutung in verschiedene Klassen einge- ordnet. DIN1 DIN 38402 TEIL b 91 m 2794442 0061b50 593 m Seite 6 DIN 38402 Teil 6 5.2.1 Die Kriterien der Abstufung werden definiert durch: a) das relative Abstandsma (AM) Bedeutung der Emissionsquelle und der Wasserinhaltsstoffe Klasse 1 : AM1 K

34、lasse 2: 1 2 AM 0,5 Klasse 3: 0,5 2 AM 0,33 Klasse 4: 0,33 2 AM 0,25 Werte fr niedrigere relative Abstandsmae (AM I 0,25) erfordern eine spe- zielle berwachungsstrategie, da die Einhaltung des festgesetzten Emis- sionswertes bei der hiermit festgelegten berwachungshufigkeit nicht mehr mit der erford

35、erlichen statistischen Sicherheit festgestellt werden kann. Klasse 1 : Stoffe oder Stoffgruppen, die in WGK O oder 1 eingestuft sind Klasse 2: Stoffe oder Stoffgruppen, die in WGK 2 eingestuft sind Klasse 3: Stoffe oder Stoffgruppen, die in WGK 3 eingestuft sind Nicht in einer WGK eingestufte Stoffe

36、 sowie Stoffe und Stoffgruppen (Sum- menparameter), die nicht durch Analogie eingeordnet werden knnen, wer- den vorlufig in Klasse 2 eingestuft. Ist bei Summenparametern der Haupt- bestandteil bekannt und gehrt dieser der Klasse 3 an (z. B. Tetrachlorethen als Hauptbestandteil des AOX), so ist der S

37、ummenparameter insgesamt der Klasse 3 zuzuordnen. b) die Art des zu berwachenden Stoffes c) den relativen Abflu der Einleitung (RA) V(RA) = 1 : V(RA) = 2: 0,Ol 4 RA 0,5, reicht die oben genannte Probenahmehufigkeit (1 4) fr die Be- standsaufnahme aus; eine Vergrerung des Stichprobenumfangs ist nicht

38、 erforderlich. Die Kennwerte nach den Abschnitten 2.2.9 bis 2.2.1 1 ergeben sich in Verbin- dung mit Abschnitt 2.2.7 wie folgt: EGO 2 dem 12. Wert in Tabelle 3, Block A; EGO = 87 mg/l HG, 2 dem 11. Wert in Tabelle 3, Block A; HG, = 83 mg/i HG, P dem 4. Wert in Tabelle 3, Block A; HG, = 49 mg/L EG,.,

39、=66+4. (110-66)= 242 mg/i 6.3 1. Folgemeplan 6.3.1 Mindesthufigkeit der berwachung Nmi, Mit Hilfe der in Abschnitt 6.2.1 ermittelten Kennwerte (II) fr die berwachungs- hufigkeit whrend der Bestandsaufnahme sowie der Klassenangabe fr das Abstandsma AM (Klasse 1) ergibt sich aus Tabelle 2, Spalte 3 ei

40、ne Mindest- hufigkeit der berwachung Nmi, = 3/a. Mit Beginn des Folgemeplanes ms- sen demnach je Jahr mindestens 3 CSB-Untersuchungen durchgefhrt werden. a 6.3.2 Fhrung der Regelkarte Die oben genannten Zahlenwerte fr Efi EGO, EG, HG, HG, und X50 werden graphisch in die entsprechenden Regelkarten ei

41、ngezeichnet (siehe Bilder 1 und 2) und zustzlich die Mewerte bzw. der gleitende Median des Folgemeplanes (siehe Tabelle 3, Block B) angegeben. , DIN1 DIN 38402 TEIL b 91 2794442 0061654 139 Probenahme- datum Nr Seite 10 DIN 38402 Teil 6 Tabelle 3. Mewerte der 1. Bestandsaufnahme und des 1. Folgemepl

42、anes (Beispiel) gleitender Median Manahme Mewert mg/l mg/i 62 Block A: 1. Bestandsaufnahme 66 I - A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-8 A-9 A-1 O A-1 1 A-1 2 A-1 3 A-1 4 - 09.02.1 981 14.03.1 981 07.04.1 981 26.04.1 981 09.05.1 981 31.05.1 981 14.06.1 981 02.07.1 981 28.08.1 981 15.09.1 981 25.1 0.1 981 0

43、8.1 2.1 981 16.01.1 982 17.01.1 982 61 90 72 28 46 49 83 87 76 96 56 45 70 Ergebnis (Kennwerte der 1. Bestandsaufnahme): X50 = 66 mg/l; X80 = 85 mgii; EGO = 87 mg/l; EGO, = 242 mg/l; HG, = 83 mg/; HG, = 49 mg/l; IVmin = 3/a Block B: 1. Folgemeplan - B-1 B-2 8-3 B-4 - 07.04.1 982 22.1 0.1 982 10.01.1

44、 983 16.05.1 983 78 165 55 127 64 64 70 127 Abbruch des Folgeme- planes, da EGO U bersc h ri tten o o o o o 0 o Probenahme- datum Nr DIN1 DIN 38402 TEIL b 91 2794442 0061655 075 W DIN 38402 Teil 6 Seite 11 gleitender Median Manahme Mewert mg/i mg/i Tabelle 4. Mewerte der 2. Bestandsaufnahme und des

45、2. Folgemeplanes (Beispiel) Block C: 2. Bestandsaufnahme (nach Sanierung der Anlage) c- 1 c-2 c-3 c-4 c-5 C-6 c-7 C-8 c-9 c-1 o c-11 c-12 c-13 C-14 02.07.1 983 24.08.1 983 16.09.1 983 05.1 0.1 983 17.1 1 .I 983 09.1 2.1 983 19.01 .I 984 08.02.1 984 15.03.1 984 11.04.1 984 28.05.1 984 01.06.1 984 19.

46、06.1 984 30.06.1 984 47 56 92 43 63 38 40 59 50 48 61 58 58 47 53 Ergebnis (Kennwerte der 2. Bestandsaufnahme): X50 = 53 mg/l; X80 = 60 mg/i; EGO = 61 mg/i; EG, = 281 mg/i; HG, = 59 mgil; HG, = 47 mg/; Nmin = 3/a Block D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 2. Folgemeplan 05.09.1 984 21.02.1 985 09.07.1 985 10.1 0.1 9

47、85 05.03.1 986 55 61 49 42 44 57 58 55 49 44 Mefrequenz auf Nmin = 1 reduzieren, da HG, unter- schritten DIN1 DIN 38402 TEIL b 91 2794442 0063656 TO1 = Seite 12 DIN 38402 Teil 6 m v)- o I I I I I I I I I l 0-0 o o o o o o o o NOCOCDbN CO $04,- ES 7 E DIN1 DIN 38e102 TEIL b 91 9 2794442 bLb57 948 DIN

48、 38402 Teil 6 Seite 13 7 Co Cu Il c. ao w I I I I l l I I I Cu * CI II Y -. $- I I l I l I I I I I I l I I I I I m 0 0-0 o o o o o o o o o u7 MS: 20 : yooroTrCu E DIN1 DIN 38g02 TEIL 6 91 D 2794442 0061658 884 Seite 14 DIN 38402 Teil 6 Zitierte Normen und andere Unterlagen DIN 4045 Abwassertechnik;

49、Begriffe DIN 4049 Teil 1 Hydrologie; Begriffe, quantitativ , DIN 13303 Teil 1 Stochastik; Wahrscheinlichkeitstheorie, Gemeinsame Grundbegriffe der mathematischen und der beschreiben- den Statistik; Begriffe und Zeichen DIN 55350 Teil 14 Begriffe der Qualittssicherung und Statistik; Begriffe der Pro be nahm e DIN 55350 Teil 21 Begriffe der Qualittssicherung und Statistik; Begri