Der STIMES-Ringversuch zu Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid und Benzol wurde vom 12. bis 14. September 2023 im Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW) durchgeführt. An dem Versuch nahmen 19 Teilnehmer für Schwefeldioxid, 16 für Kohlenmonoxid und 10 für Benzol teil, die eine Reihe von Messverfahren repräsentierten: 16 Ultraviolett-Fluoreszenzgeräte für SO₂, drei nicht-dispersive Infrarot-Analysatoren für CO, ein Gaschromatographiesystem für Benzol und eine Absorptionsröhrenmethode für Benzol. Ziel war es, die Ergebnisse für Gasgemische zu vergleichen, die sich über gesetzliche Grenzwerte und typische Konzentrationen im Freien erstrecken, Referenzwerte mit definierten Unsicherheiten festzulegen und die Querempfindlichkeit gegenüber störenden Arten zu bewerten.
Fünf Gasgemische (PG 1-5) wurden mit SO₂-Konzentrationen von 30 µg m-³ bis 350 µg m-³ und CO-Konzentrationen von 1 mg m-³ bis 10 mg m-³ hergestellt. Benzol wurde in einem separaten Vergleich mit von Dräger gelieferten ORSA-Röhrchen bewertet; jeder Teilnehmer erhielt vier codierte Röhrchen für die BTEX-Analyse. Die Teilnehmer wurden gebeten, ihre Messunsicherheiten anzugeben, die dann zur Berechnung der En-Zahlen nach DIN ISO 13528 verwendet wurden.
Die statistische Analyse der Teilnehmerdaten zeigte, dass die Standardabweichung der SO₂-Messungen von 0,6 bis 5,1 µg m-³ reichte, was einer mittleren relativen Standardabweichung von 1,5 % entspricht. Für CO lag die Spanne bei 0,04 bis 0,08 mg m-³, mit einer relativen Standardabweichung zwischen 0,9 % und 4,1 %. Benzol wies eine Standardabweichung von 0,3 bis 0,5 µg m-³ auf, was einer relativen Standardabweichung von 7 % bis 27 % entspricht. Die Z-Score-Bewertung ergab, dass zwei der 19 SO₂-Methoden die Akzeptanzkriterien knapp verfehlten, während alle 16 CO- und alle 10 Benzol-Methoden die Anforderungen erfüllten.
Die En-Zahlen für SO₂ und CO lagen größtenteils innerhalb des akzeptablen Bereichs von -1 bis +1, was auf eine zufriedenstellende Leistung hindeutet. Zwei Benzol-Methoden ergaben En-Zahlen außerhalb dieses Intervalls, was die Herausforderungen bei der Abschätzung der Messunsicherheit für diese Verbindung widerspiegelt. Kreuzsensibilitätstests wurden für SO₂ gegenüber Wasserdampf und Stickstoffoxid und für Benzol gegenüber Wasserdampf und Ozon durchgeführt. Für SO₂ bei 100 µg m-³ und 40 % relativer Luftfeuchtigkeit lag die mittlere Querempfindlichkeit bei -2,8 µg m-³ und damit deutlich unter dem maximal zulässigen Wert von 26,6 µg m-³. Bei einer Exposition mit 500 nmol mol-¹ NO lag die mittlere positive Querempfindlichkeit bei +8 µg m-³, ebenfalls unter dem Grenzwert von 13,3 µg m-³. Die Kreuzsensitivitäten für Benzol waren marginal und überstiegen nicht die gesetzlichen Schwellenwerte.
Der ORSA-Röhrchenvergleich für BTEX bot eine unabhängige Überprüfung der Benzolergebnisse. Die vier Röhrchen pro Teilnehmer wurden mit denselben Methoden kodiert und analysiert, die auch im Ringversuch verwendet wurden, um die Konsistenz zwischen den Labors zu gewährleisten.
An der Zusammenarbeit waren staatliche Umweltbehörden, Messlabore und der Hersteller der ORSA-Röhren beteiligt. Das LANUV NRW koordinierte die Veranstaltung, lieferte die Gasmischungen und leitete die Datenerfassung. Dräger lieferte die ORSA-Röhrchen und kodierte sie für die Blindanalyse. Der Versuch wurde vom Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen finanziert und spiegelt das Engagement für die Aufrechterhaltung einer qualitativ hochwertigen Luftüberwachung in allen deutschen Bundesländern wider. Die Ergebnisse des Ringversuchs werden in künftige Kalibrierungsprotokolle einfließen, die Unsicherheitsabschätzungen verbessern und die kontinuierliche Zuverlässigkeit der Luftqualitätsdaten unterstützen, die für regulatorische und gesundheitspolitische Entscheidungen verwendet werden.