Metodik för statistisk utvärdering av miljötekniska undersökningar i jord

Utvärdering och presentation av en miljöteknisk undersökning i ett förorenat område är ett underlag för de riskbedömningar och beslut om eventuella åtgärder som behöver göras. Utvärdering av insamlad mätdata sker ofta med ett stort inslag av subjektivitet. Subjektiviteten, eller snarare expertkunskapen och expertbedömningarna, är ett viktigt redskap i miljöundersökningar. För att kunna analysera och kvantifiera osäkerheterna i olika mätdata är det däremot nödvändigt att använda statistiska utvärderingsmetoder. Styrkan med statistik är att kunna skapa ett beslutsunderlag som har stöd i statistiska analyser och där beslutsfattaren blir informerad om vilka osäkerheter som föreligger. Vidare kan statistiska metoder ge information som annars inte framkommer, dvs. den statistiska analysen tillför ett mervärde.Syftet med projektet har varit att ta fram ett ramverk för att strukturera statistisk utvärdering av tillgänglig information från förorenade områden, både förhandskunskap och insamlad data. Syftet med ramverket är att lyfta fram statistiska metoder som kan användas för vissa delar i en riskbedömning, men också som underlag för kostnadsuppskattningar i en åtgärdsutredning. Detta innebär att ramverket inte gör anspråk på att vara ett komplett arbetsschema för utredningar av förorenade områden, utan snarare en hjälp till att förstå var olika statistiska metoder kan komma till användning.Projektet har inriktats på karaktärisering av föroreningskällan med avseende på föroreningsgrad och föroreningens rumsliga utbredning. Tillämpningarna och exemplen i rapporten hanterar endast föroreningshalter i jord, men metoderna kan användas för andra medier och andra typer av storheter och mätvärden. Ramverket omfattar en rad metoder som kan användas för att utvärdera ett enskilt egenskapsområde, dvs. ett område där föroreningen är genererad genom samma process och med relativt homogena egenskaper. De fyra huvudstegen i ramverket är: 1) Bedömning av föroreningsgrad,2) Bedömning av andelen förorenade massor, 3) Bedömning av rumslig korrelation, samt 4) Interpolation.Det första steget i ramverket syftar till att göra en bedömning om hälso- och miljöriskerna är acceptabla på basis av data från jordprover. Här föreslås ett antal moment med detta syfte: i) bedömning genom att jämföra en representativ halt för området med en referenshalt (långtidsrisker), ii) bedömning av hur stor andel av området som överskrider en referenshalt för akuttoxicitet (akuta risker), samt iii) bedömning av sannolikheten att provtagningen har missat en hotspot av en viss storlek.Det andra steget är att göra en bedömning av andelen förorenade massor som har halter över riktvärdet. Andelen förorenade massor inom ett område är intressant både för riskbedömning, med avseende på bl.a. föroreningsmängder, och för kostnadsbedömningar i åtgärdsutredningen. Skattningen kan användas för att avgöra om endast en del av området skall åtgärdas och om den delen behöver avgränsas, eller om hela området behöver åtgärdas. Om hela området behöver åtgärdas kan det vara mer kostnadseffektivt att direkt åtgärda utan detaljerad avgränsning. Om däremot endast en mindre del av området behöver åtgärdas är det viktigt att avgränsa dessa delområden/delvolymer.Det tredje steget är att bedöma om det finns någon rumslig korrelation i området, dvs. om det finns något släktskap i halter mellan närliggande provpunkter. Syftet med detta är att kunna bedöma om geostatistisk interpolation bör/kan användas för att avgränsa områden med förhöjda halter. Om ingen rumslig korrelation förekommer i området, eller om korrelationslängden är alltför kort, är det olämpligt att gå vidare med geostatistiska metoder.Det sista och fjärde steget utförs om det finns en relevant rumslig korrelation. Detta steg innebär att geostatistisk interpolation utförs med syfte att avgränsa områden med förhöjda föroreningshalter. För att interpolation skall kunna utföras och generera ett rimligt resultat måste interpolationsmetod väljas, modellen valideras och eventuell kompletterande provtagning utföras. Kartorna som genereras kan sedan användas som grund för att undersöka beslutsosäkerheter kopplade till utformning av åtgärder, volymer och kostnader.I denna rapport ligger fokus på att kvantifiera typ I-fel, dvs. risken att felaktigt friskriva ett område som egentligen kräver efterbehandling. Det kan dock vara så att man istället vill kvantifiera risken att ett område efterbehandlas i onödan, dvs. typ II-fel. Valet har att göra med vem som är beslutsfattare, vilka kostnader och nyttor som är förknippade med en sanering och hur dessa värderas, samt vilka miljö- och hälsorisker som finns. Valet av representativ halt för det område man skall utreda är en viktig del i utredningen.I rapporten beskrivs betafördelningen som ett verktyg där subjektiv kunskap formellt kan läggas in i en statistisk analys. Anledningen till att modeller som kan ta hänsyn till subjektiva data är ett intressant utvecklingsområde är att de personer som arbetar med utredningar av förorenade områden ofta besitter stor erfarenhet och expertkunskap som inte tillvaratas i klassiska statistiska analyser. Kombinationen av expertkunskap och klassisk statistik skulle kunna resultera i mycket effektivare verktyg än de som idag används i branschen.För att statistiska metoder och verktyg skall börja användas i större utsträckning än idag krävs en allmän höjning av kunskapsnivån i Sverige inom branschen. En ökad kunskap kan bidra till att det blir lättare att kommunicera statistiska analyser mellan t.ex. konsulter, problemägare och tillsynsmyndigheter.Jenny Norrman, Statens Geotekniska Institut (SGI)Tom Purucker, US Environmental Protection AgencyPär-Erik Back, SWECOFredric Engelke, SGIRobert Stewart, University of Tennessee