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Probenahme aber richtig

Probenahme – aber richtig!

| von Julia

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Um charakteristische Merkmale von Materialien zu ermitteln, wird in vielen Fällen eine kleine Menge davon entnommen – dieser Prozess ist als Probenahme bekannt. Damit die Probenahme optimal gelingt, müssen einige Aspekte berücksichtigt werden. Welche Vorbereitungen wichtig sind, wie der ideale Ablauf aussieht und wie mit Proben am besten umgegangen wird, wurde in diesem Blogbeitrag kompakt zusammengefasst.

Vorbereitung zur Probenahme

Damit eine Probenahme Sinn macht, muss sie repräsentativ für die Durchschnittseigenschaften des Materials sein. Diese Eigenschaft kann nur dann erreicht werden, wenn bestimmte Maximen bei der Entnahme eingehalten werden, weshalb eine gute Vorbereitung an erster Stelle steht. Diese kann aus verschiedenen Teilschritten bestehen, sollte aber den nachfolgenden Prinzipien entsprechen.

Recherche

In erster Linie gilt es, eine grundlegende Recherche über die bestehende Gesetzeslage durchzuführen:

  • Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG): Gesetz zur Förderung der Kreislaufschonung natürlicher Ressourcen, um Menschen und Umwelt bei der Bewirtschaftung und Erzeugung von Abfällen zu schützen. Dieses Gesetz bildet heute die Kernregelung für abfallrechtliche Vorschriften, die früher durch das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) gesetzt wurden.
  • Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG): Gesetz zur Sicherung und zur Wiederherstellung der Funktionen des Bodens. Nach dieser Vorgabe sind „schädliche Bodenveränderungen“ abzuwehren oder zu verhindern.
  • Klärschlammverordnung (AbfKlärV): Regelung zur Verwertung von Klärschlamm durch Festlegung von Einsatzgrenzen und Grenzwerten.
  • Chemikaliengesetz (ChemG): Deutsches Gesetz zum Schutz vor gefährlichen Stoffen.
  • Chemikalien-Verbotsverordnung (ChemVerbotsV): Verordnung zur Beschränkung und zu Verboten beim Inverkehrbringen und Abgeben von bestimmten gefährlichen Stoffen.
  • Gefahrstoffverordnung (GefStoffV): Beschränkungen und Verbote im Umgang mit gefährlichen Stoffen, wobei der Arbeitsschutz im Vordergrund steht.

Repräsentative Probenahme

Um ein erfolgreiches Probenergebnis erreichen zu können, muss die Probe all jene Eigenschaften des Prüfguts widerspiegeln, die untersucht werden sollen. Nur dann kann sie die tatsächliche Grundmenge vertreten. Als Lösungsansätze kommen nicht nur mathematisch-statistische Grundlagen zur Anwendung, sondern auch solche, die auf empirischer Kenntnis der Grundmenge und deren Teilchargen beruhen.

Strategie

Die gewählte Strategie legt die Vorgehensweise bei der Probenahme fest und sollte auf die Eigenschaften des Prüfguts angepasst werden. Darüber hinaus beruht sie auf der vorher durchgeführten Recherche und den Fragestellungen aus den entsprechenden gesetzlichen Vorgaben. Prinzipiell lassen sich zwei Strategien voneinander abgrenzen, die sich in der Praxis auch kombinieren lassen:

Hot-Spot-Beprobung„: Es werden Kontaminationsschwerpunkte (sogenannte „Hot-Spots“ identifiziert, die die Eigenschaften des Gesamtmaterials negativ beeinträchtigen. Üblicherweise werden dafür auffällige Chargen herangezogen, die den „worst case“ widerspiegeln.

Charakterisierung von Grundmengen: Dem gegenüber steht die Charakterisierung von Grundmengen, welche den durchschnittlichen Stoffgehalt oder Stoffverlauf darstellen. Hierbei werden Menge und Zusammensetzung in der Gesamtheit geprüft, wobei die „Hot-Spot“-Beprobung eher einen Sonderfall darstellt.

Probenahmeplan

Der Probenahmeplan dient als Wegweiser für die Vorgehensweise bei der Beprobung. Er basiert auf der Recherche und den Strategien, die bei der Vorbereitung festgelegt wurden. Auch definiert der Probenahmeplan die Fragen, die bei der Beprobung beantwortet werden sollen. Diese können wie folgt aussehen:

  • Was sind Anlass und Ziel der Probenahme?
  • Woher stammt die Probe?
  • Welches Schadstoff- bzw. Stoffspektrum ist zu erwarten?
  • Gibt es zeitliche und/oder örtliche Schwankungen in der Verteilung des Stoffbestands?
  • Welche Parameter sollen durch die Beprobung bestimmt werden?
  • Müssen dabei spezielle Arbeitsschutzmaßnahmen eingehalten werden?

Korrekter Ablauf einer Probenahme

Bereits aus der umfangreichen Vorbereitung lässt sich ableiten, dass eine Probenahme nicht nur das reine Aufsammeln von Material bedeutet. Stattdessen müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden, die eine Probenahme erst erfolgreich machen. Die wichtigsten Kriterien zum korrekten Ablauf sind dabei die folgenden:

  • Person und Schutzkleidung: Insbesondere bei Verdacht auf biologische Kontaminationen sollte die Probennahme unter Anleitung von Fachpersonal samt Auswahl geeigneter Schutzkleidung erfolgen.
  • Ausschluss gefährdender Substanzen: Am Probenahmeort muss außerdem ein Ausschluss von explosiven, radioaktiven und/oder gefährlich flüchtigen chemischen Substanzen erfolgen.
  • Bestimmung des Aggregatzustands: Der Aggregatzustand der Probe wird ebenfalls direkt am Probenahmeort bestimmt.
  • Repräsentativität: Wie bereits in der Vorbereitung erwähnt, muss eine Repräsentativität der Probe sichergestellt werden. Das gilt sowohl für das Material als auch für den ausgewählten Bereich.
  • Behälter: Der Behälter für den Probentransport muss sauber, beständig und zugelassen sein. Bei biologischen Proben kommt hinzu, dass er ebenfalls steril sein muss. Um einen sicheren Probentransport zu gewährleisten, sollte an dieser Stelle die Information des zuständigen Labors erfolgen.
  • Probenteilung: Da es vorkommen kann, dass eine einzelne Probe ungeeignet ist, wird üblicherweise in Haupt- und Rückstellprobe differenziert. Daher muss pro festgelegtem Probenahmeort eine Probenteilung erfolgen.
  • Baseline-Probe: Die sogenannte Baseline-Probe wird außerhalb der kontaminierten Zone genommen, um die tatsächliche Grundbelastung des Gebiets einzeln bestimmen zu können.
  • Probenahme entlang der Ausbreitungslinie: Darüber hinaus sollte eine Probenahme entlang der Ausbreitungslinie erfolgen, um die Kontaminationsausbreitung möglichst genau analysieren zu können.
  • Probenahme der Leitsubstanz: Damit die Freisetzungsquelle der Kontamination bestimmt werden kann, erfolgt zusätzlich eine Probenahme zur Stoffidentifikation der Leitsubstanz.
  • Probensammelstelle: Die Kontamination soll natürlich nicht verschleppt werden. Deswegen wird eine zentrale Probensammelstelle benötigt, die zur Planung und Durchführung der Dekontamination von Behältnissen dient.
  • Dokumentation: Hinzu kommt die Dokumentation der Probenahme, die sowohl nachvollziehbar als auch eindeutig sein sollte.

Der richtige Umgang mit Proben

Probe ist nicht gleich Probe – so gibt es eine Vielzahl an verschiedenen Proben und Substanzen, für die ganz unterschiedliches Equipment ideal ist. Gleiches gilt auch für die Geräte und Vorgehensweisen zum Aufnehmen des Stoffes. Der ideale Umgang mit erkennbarem Probenmaterial lässt sich zum Beispiel laut Robert-Koch-Institut (RKI) wie folgt definieren:

Bodenprobe: Während kleine Gegenstände mit einer Pinzette oder Tiegelzange gegriffen werden, sollten Pulver und lockere Proben mit einem Löffelspaten aufgenommen werden. Bei Pasten sind hingegen gewöhnliche Edelstahlspaten sinnvoll.

Bewuchsprobe: Bewuchsproben werden mit einem Seitenschneider genommen und in einen Probennahmebeutel oder in ein PE-Probenahmebehältnis gegeben. Zweiteres ist dann der Fall, wenn eine Perforationsgefahr durch spitze Pflanzenteile besteht. Der Beutel sollte auf links gedreht sein, wenn die Probe entnommen wird, sodass er danach einfach über die Probe gestülpt werden kann.

Flüssigprobe: Für flüssige Proben kommen mehrere Aufnahmewege infrage. Geringe Mengen lassen sich am besten mit einer saugfähigen Kompresse aufnehmen, alle anderen Mengen eignen sich zum Beispiel für Pasteurpipetten, Spritzen und Schöpfkellen. Aufbewahrt wird die Probe danach in einem Messbecher oder in einer PE-Probenahmeflasche.

Wischprobe: Für Wischproben kommen Tupfer zum Einsatz. Je nach Materialeigenschaften sind diese mit NaCl, einem Bakterienmedium oder einem Virenmedium versehen. Alternativ eignen sich Schwämme und Kompressen, die mit NaCl angefeuchtet sind.

Probenahmen richtig dokumentieren

Damit Proben nicht verwechselt werden können oder die Signifikanz durch fehlende Umstandsinformationen verloren geht, ist eine umfangreiche Dokumentation unerlässlich. Die genauen Aspekte hängen zwar zu einem großen Teil von der Art der Probe und dem Grund der Probenahme ab, die folgenden Dokumentationsdaten sollten aber auf keinen Fall fehlen:

  • Datum: Das Datum gibt an, zu welchem Zeitpunkt die Probe genommen wurde. Das ist wichtig, da sich Art und Umfang einer Kontamination mit der Zeit verändern können.
  • Uhrzeit: Gleiches gilt im Übrigen für die genaue Uhrzeit. Oftmals werden mehrere Proben an einem Tag genommen – dann dient die Uhrzeit ebenfalls der zeitlichen Dokumentation des Verlaufs.
  • Name des Probenehmers: Durch den Namen des Probenehmers lassen sich die zuständige Institution und der Kontakt zur Leitstelle leichter nachvollziehen.
  • Probenahmeteam: Das Probenahmeteam sollte aus demselben Grund ebenfalls dokumentiert werden. Hinzu kommt, dass beispielsweise verschiedene Aufgaben zu verschiedenen Teams gehören.
  • Probennummer: Die Probennummer ermöglicht nicht nur eine exakte Identifikation der einzelnen Proben, sondern trägt auch maßgeblich zum Probenmanagement So lässt sich direkt vor Ort eine erste Ordnung der Proben erstellen.
  • Ort der Probe: Der genaue Ort sollte angegeben werden, um die Ergebnisse der Probenanalyse genau zuordnen zu können.
  • Wetter: Auch das Wetter nimmt einen Einfluss auf die Probe. So können sich zum Beispiel flüchtige Stoffe in der Luft anders konzentrieren, je nachdem ob es regnet oder ob eine hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit gegeben ist.
  • Art der Probe: Wird die Art der Probe direkt nach der Probenahme vermerkt, kann die Analyse im Labor beschleunigt werden. Dadurch wissen die zuständigen Personen, wie mit dem Material oder Aggregatzustand am besten verfahren werden kann – schon bevor die Probe geöffnet wird.
  • Beobachtungen: Sind etwa Verfärbungen, Ungewöhnlichkeiten oder verendete Tiere am Probenahmeort zu sehen, sollten diese Beobachtungen auf jeden Fall dokumentiert werden.
  • Skizze: In manchen Fällen kann es außerdem sinnvoll sein, eine Skizze des Probenahmeorts anzufertigen. Das kann etwa bei der Identifikation von Bereichen helfen oder signifikante Veränderungen des Ortes verdeutlichen.

Arten von Probenehmern

Da Proben in diversen Bereichen der Forschung benötigt werden, können sich auch die Arten der Probenehmer stark voneinander unterscheiden. Damit die Probenahme aber richtig funktioniert, sollten die einzelnen Vor- und Nachteile der Probenehmer berücksichtigt werden.

Probenehmer für Flüssigkeiten

Je nach Menge und Umfang können für Flüssigkeiten verschiedene Probenehmer zum Einsatz kommen. Diese reichen von Pasteurpipetten über Spritzen bis hin zu Schöpfkellen. Die Flüssigkeit wird danach in einem Messbecher oder einer speziellen PE-Probeflasche aufbewahrt. Für kleinere Mengen kommen auch Kompressen infrage. Inzwischen haben sich beispielsweise Winkelbecher mit Teleskopstangen etabliert, um Flüssigkeiten mit mehr Entfernung aufzunehmen.

Vorteile Nachteile
Kein direkter Kontakt notwendig Sterilität ist durch Luftkontakt nicht immer gegeben
Die meisten Gefäße lassen sich luftdicht verschließen. Besonders fester Verschluss für den Transport notwendig
Eine Beeinträchtigung des Grundmaterials ist selten. Recht große Gefahr der Kontamination, wenn der Probenehmer nicht komplett trocken ist

Probenehmer für Feststoffe

Auch bei Feststoffen sind viele verschiedene Probenehmer-Arten denkbar. Freie Feststoffe (man denke etwa an Pulver oder Pasten) lassen sich mit einem Spaten aufnehmen, kleinere Gegenstände mit Pinzetten oder Tiegelzangen. Hinzu kommen spezielle Werkzeuge wie Zonen-Sammler und Bohrer. Diese besitzen eine längliche Form und eine Spitze, die in das Material gedreht werden kann. Dort wird die Probe dann herausgeschnitten.

Vorteile Nachteile
Viele verschiedene Möglichkeiten Bohrer können die Integrität der Probe zerstören.
Individuelle Anpassung auf das Probenmaterial möglich Harte und/oder spitze Gegenstände erfordern spezielle Transportbehälter.

Probenehmer für Gase und Flüssiggase (Ammoniak)

Probenehmer für Gase sind zumeist komplexer und bestehen aus mehreren Bauteilen. Üblich sind zum Beispiel Membran-Probenehmer für Langzeitproben oder Schlauchpumpen-Probenehmer für die Bestimmung eines Ist-Zustands. Aber auch Beutel und Glasbehälter kommen bei der Lagerung zum Einsatz. Wichtig ist hierbei, dass die Oberfläche nicht durch die Gase angegriffen wird, sodass eine lange Haltbarkeit gewährleistet ist.

Vorteile Nachteile
Probenahme ist außerhalb des Gas-Bereichs möglich. Insbesondere ätzende Gase können die Integrität des Probenehmers verändern.
Die Probe lässt sich direkt abfüllen. Austausch der Einzelteile ist in regelmäßigen Abständen nötig.
Die Probenehmer sind oftmals wiederverwendbar. Kontamination mit Außenluft kann möglich sein.

Probenehmer für viskose Medien

Für viskose Medien kommen längliche Probenehmer zum Einsatz, die entweder wiederverwendet werden können oder zum Einmal-Gebrauch bestimmt sind. Am oberen Teil verfügen sie über einen Griff, der hochgezogen wird – es entsteht ein Vakuum im Inneren des Stabs, durch den das viskose Medium eingesaugt wird. Das Behältnis gleicht üblicherweise jenem für flüssige Stoffe, um ein Auslaufen zu verhindern.

Vorteile Nachteile
Sowohl Einmalgebrauch als auch wiederverwendbare Probenehmer erhältlich Möglicherweise großer Müll-Aufwand
Probe muss nicht direkt berührt werden Je nach Länge des Probenehmers muss man der Probe recht nahe kommen.

Einweg-Probenehmer

In einigen Branchen und Bereichen setzen sich immer mehr Einweg-Probenehmer durch, die sowohl Partikelfreiheit als auch Sterilität garantieren können. Das gilt insbesondere für Pharma- und Lebensmittelbereiche, aber auch für die Kosmetikbranche. Einweg-Probenehmer sind einzeln verpackt und werden erst direkt bei Verwendung aus der Verpackung genommen. Sie können sich in Form und Größe stark unterscheiden.

Vorteile Nachteile
Keine Reinigung erforderlich, sodass auch keine Validierung der Reinigungsmethode nötig wird. Hohes Müllaufkommen
Hohe Sicherheit bei toxischen und gefährlichen Medien Etwaige gesonderte Herausforderungen bei der jeweiligen Entsorgung
Das Risiko der Kontamination ist gering. Hohe Reproduzierbarkeit des Probenahme-Verfahrens

Kriterien für hochwertige Probenehmer

Um eine aussagekräftige Probe zu erhalten und sauber arbeiten zu können, ist der Einsatz eines hochwertigen Probenehmers unerlässlich. Daher sollte darauf geachtet werden, dass die folgenden Mindestkriterien unbedingt erfüllt sind.

Edelstahl oder hochwertiger Kunststoff

Bei der Werkstoffauswahl ist es elementar, dass es sich um ein inertes Material handelt. Das bedeutet, dass es weder mit anderen Stoffen reagiert noch ein Herauslösen von Material möglich ist – beides würde die Probe schließlich kontaminieren. Üblicherweise kommen Probenehmer aus Edelstahl oder Kunststoff (beispielsweise PTFE) zum Einsatz. Diese eignen sich für die meisten Medien.

Glatte Fächen

Darüber hinaus muss die Oberfläche des Probenehmers glatt sein, was bei Edelstahl und Kunststoff leicht zu erreichen ist. Dieses Kriterium dient dazu, Materialablagerungen zu verhindern und die Reinigung zu erleichtern. Wären beispielsweise Rillen vorhanden, könnte sich dort Material ungewollt anlagern. Daher ist auch hier auf eine exakte Verarbeitung zu achten, damit sich kein Material in unzugänglichen Hinterschneidungen ansammeln kann.

Einfache Reinigung

Apropos Rillen – auch eine fachgerechte Reinigung ist nur schwer möglich, wenn der Probenehmer Rillen aufweisen würde. Die einfache und schnelle Reinigung gehört ebenfalls zu den Grundkriterien, die das Gerät aufweisen sollte. In einigen Fällen ist es sogar notwendig, dass eine Reinigung bis zur Sterilität durchgeführt werden kann.

Die richtige Probenahme für erfolgreiche Untersuchungen

Probenahme ist nicht gleich Probenahme – so kommen verschiedene Vorgehensweisen und Gerätschaften infrage, die jeweils auf die Art der Probe und das Material angepasst werden müssen. Wer für eine gute Vorbereitung und Planung sorgt, ist auf der sicheren Seite – und zwar in allen Bereichen, in denen Probenahmen durchgeführt werden.

FAQ

Was ist bei der Probenahme zu beachten?

Bei einer Probenahme ist neben einer guten Vorbereitung auch auf einen korrekten Ablauf und den richtigen Umgang mit der Probe zu achten. Der verwendete Probenehmer muss auf das Material des Mediums angepasst werden.

Wann ist eine Probe repräsentativ?

Eine Probe ist nur dann repräsentativ, wenn ihre Eigenschaften den durchschnittlichen Eigenschaften der Grundmenge des Prüfguts entsprechen. Daher muss sie die Bestandteile des ursprünglichen Mediums widerspiegeln.

Was ist eine Umweltprobe?

Umweltproben dienen dazu, die Qualität der Umwelt zu dokumentieren und zu bewerten. Dafür kann verschiedenes Material aufgenommen werden, das vom Boden über Pulver bis hin zu Bewuchs, Pasten, Flüssigkeiten und Luft reicht.

Was ist eine qualifizierte Stichprobe?

Als qualifizierte Stichprobe wird eine Mischprobe bezeichnet, die aus mindestens fünf Einzelstichproben besteht, welche wiederum im Abstand zwischen zwei Minuten und zwei Stunden genommen wurden.

Was wird bei der Bodenuntersuchung untersucht?

Welche Parameter bei einer Bodenuntersuchung untersucht werden sollen, kann ganz individuell vom Einzelfall abhängen. Üblich sind beispielsweise Aspekte wie der Nährstoff- und Humusgehalt, die vorhandenen Bodenorganismen, etwaige Kontaminationen oder die physikalische Zusammensetzung.

Was ist eine physikalische Probe?

Bei einer physikalischen Probe handelt es sich um eine Probe, bei der Faktoren wie Materialverteilung, Verfärbungen, Verschmutzungen und Form, Beschaffenheit sowie Schüttdichte bestimmt werden.

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