Tiedote 26.8.2014 klo 10.03
SYKEssä laaditussa väitöstutkimuksessa kehitettiin laboratorioille uusia työkaluja mittaustulosten luotettavuuden parantamiseen. Työkaluja voi käyttää kemian laboratoriomittauksissa, maastossa tapahtuvissa kenttämittauksissa ja kansalaishavainnoinnissa. Kemisti Teemu Näykin väitös tarkistetaan 29.8.2014 Tarton yliopistossa.
Ympäristön tilan mittaustulosten vertailtavuus yhteiskunnallisesti tärkeää
Mittaustulosten vertailtavuus on kansainvälisesti erittäin tärkeää niin päätöksentekijöille kuin liike-elämälle ja asialla on suuri taloudellinen merkitys. Lukuisat tärkeät teollisuuteen tai ympäristöön liittyvät päätökset perustuvat mittaustuloksiin. Analyysitulosten luotettavuutta ja vertailukelpoisuutta voidaan parantaa mittausepävarmuuden arvioinnilla ja varmistamalla mittaustulosten jäljitettävyys.
Paineet ympäristön tilan seurannan tehostamiseksi ovat kasvaneet valtionhallinnossa lähinnä taloudellisista syistä. Suomen ympäristöministeriö on laatinut seurantastrategian vuoteen 2020 ja asettanut tavoitteeksi uusien teknologioiden hyödyntämisen seurantatietojen keräämisessä. On line -mittauksia, kaukokartoitusta ja mallinnusta pyritään lisäämään.
SYKEn laboratoriokeskuksen tiimin vetäjä Teemu Näykki esittää kemian metrologian eli mittaustieteen alaan kuuluvassa väitöstyössä ”Novel tools for water quality monitoring – from field to laboratory” joukon uusia välineitä veden laadun seurantaan, sekä esimerkkejä menetelmistä mittaustuloksen luotettavuuden parantamiseksi. Näykin väitöskirja on tehty kemian laitoksella Tarton yliopiston luonnontieteen ja teknologian tiedekunnassa ja se koostuu kaikkiaan kahdeksasta tieteellisestä julkaisusta. Yliopistoksi valikoitui Tarton yliopisto, sillä kemian metrologian osaamista ei Suomessa juuri ole.
Ohjelmat epävarmuuden laskentaan
Näykin väitöskirjassa esitettäviä työkaluja ovat muun muassa tietokoneohjelmat, joilla mittaustulosten luotettavuutta pystytään arvioimaan.
”Kehitimme kemian laboratorioille suunnatun MUkit-tietokoneohjelman mittausepävarmuuden arviointiin. Tämän lisäksi maastossa antureilla suoritettaville on line -mittauksille kehitettiin reaaliaikaista mittausepävarmuuden arviointimenettelyä ja AutoMUkit-tietokoneohjelmaa”, kertoo Teemu Näykki.
Laskentaohjelman avulla hankalaksi koettua mittausepävarmuuden arviointia voidaan tehdä entistä sujuvammin. Väitöstutkimuksessa yhtenäisen mittausepävarmuuden arviointitavan havaittiin parantavan analyysitulosten vertailukelpoisuutta laboratorioiden välillä. Samalla huomattiin, että selkeät mittausepävarmuuden yli- ja aliarvioinnit vähentyivät.
Laskentaohjelma MUkit ja sen lähdekoodit ovat ladattavissa maksutta Suomen ympäristökeskuksen internetsivuilta. Ohjelma on toteutettu suomen, englannin ja venäjän kielellä.
Veden laadun kenttämittareiden testausta Keravanjoella. Kuva:Katarina Björklöf, SYKE.
Kenttämittaukset ja kansalaisten ympäristöhavainnointi nousussa
Tarve kenttä- ja kansalaismittauksien kehittämiselle ja lisäämiselle on nykyään suuri. Sen vuoksi jatkuvasti pyritään löytämään uusia välineitä, jotka mahdollistaisivat maastossa tapahtuvien mittausten laajemman käytön. Jatkossa pyritään hyödyntämään entistä enemmän myös kansalaisten suorittamaa veden laadun havainnointia.
”Veden laadun kenttämittauksissa käytetään maastoon asennettuja tai kannettavia antureita. Yksi väitöstyön tutkimuksista keskittyi SYKEn järjestämään Suomen ensimmäiseen kenttämittareiden pätevyyskokeeseen, joka järjestettiin Keravanjoella Vantaalla viime kesänä. Pätevyyskokeessa mittaajat saapuivat antureineen samalle mittauspaikalle ja tilaisuudessa arvioitiin mittaajien toimintaa sekä antureiden tulosten luotettavuutta ja vertailukelpoisuutta”, kertoo Näykki.
SYKE ja VTT ovat kehittäneet Secchi3000-laitteen, jonka avulla ihmiset voivat itse mitata esimerkiksi veden sameutta matkapuhelimen kameraa käyttäen. Kuva lähetetään multimediaviestinä palvelimelle, joka analysoi kuvan, laskee siitä veden sameusarvon ja palauttaa tuloksen takaisin mittaajan puhelimeen. Kansalaishavainnoinnin tarkoituksena ei ole korvata laboratoriotutkimuksia, mutta kansalaisten havaintoja veden laadusta voidaan kuitenkin hyödyntää virallisen seurannan tukena. Näykin väitöskirjassa tutkittiin Secchi3000-laitteen suorituskykyä ja tulosten luotettavuutta luonnonvesien sameuden mittauksessa.
”Tulosten loppukäyttäjän ja päätöksentekijän kannalta on oleellista tietää, miten luotettava mittaustulos on. Se vaatii tietoa tuloksen mittausepävarmuudesta eli sitä, kuinka paljon tai vähän mittaustulos on väärin. Yksikään mittaustulos ei ole koskaan täysin oikein. Tuloksen luotettavuuden kannalta on myös oleellista, että mittausmenetelmä on validoitu, eli sen suorituskyky on tutkittu”, sanoo Näykki.
Näykin väitöskirjassa esitetään myös yksittäisiä esimerkkejä mittaustulosten luotettavuutta parantavista menetelmistä.
Väitöstilaisuus ja -kirja
- Väitöstilaisuus: 29.8.2014 klo 10.00 Tarton yliopiston kemian laitos, Ravila 14a, auditorio 1021
- Vastaväittäjä: FT Emilia Vasileva-Veleva, Environmental laboratories, International Atomic Energy Agency (IAEA), Monaco
- Ohjaaja: Prof Ivo Leito, Tarton yliopisto
- Väitöskirja: Novel tools for water quality monitoring – from field to laboratory
- Rahoitus: MUkit- ja AutoMUkit-ohjelmien kehitystyö on saanut rahoitusta CLEEN Oy:n MMEA-ohjelmasta, jota TEKES rahoittaa. Väitöstutkimusta on tehty osittain myös Euroopan metrologian tutkimusohjelman (EMRP) osana. Lisäksi väitöstutkimusta on rahoittanut Maa- ja vesitekniikan tuki ry sekä Tarton yliopiston tohtorikoulu.
Lisätietoa
- Kemisti Teemu Näykki, Suomen ympäristökeskus SYKE,
puh. 0295 251471, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Linkkejä
Kuva median käyttöön