TrinkwassermonitorWasser-Evidenz

Werte unter der Bestimmungsgrenze auswerten: Fall 1

Was machen Sie mit einem Wert, der nur „kleiner als“ ist?

Fall 1 von Wasser-Evidenz: Die Zahl, die keine ist

Eine Zeile, die keine Zahl hat

Ein Prüfbericht nennt für einen Stoff oft keine Zahl, sondern „< 0,1“. Das heißt: Das Labor konnte den Stoff unterhalb dieser Grenze nicht sicher bestimmen. Im Datensatz steht dann kein Wert, sondern unter_bestimmungsgrenze = true und, wenn der Bericht sie nennt, die Bestimmungsgrenze selbst.

Beispielstoff Fluorid: Zeilen nach Art der Angabe
Stoff (Schlüssel)Einheitnmit Zahlenwertunter BGAnteil unter BGdavon BG nicht angegebennicht beurteilbar
Fluorid fluoridmg/l89154834338 %90

Nachrechnen. Filter: parameter_schluessel = fluorid · n = 891 Zeilen · Berechnung: unter BG = Zeilen mit unter_bestimmungsgrenze = true; Anteil = unter BG / n; BG nicht angegeben = unter BG und bestimmungsgrenze leer; nicht beurteilbar = grenzwert_trinkwv leer oder bestimmungsgrenze > grenzwert_trinkwv (nur Stoffe mit Grenzwert) · Datenstand: 07.10.2026, Prüfsumme 33cb9bd2af89 · Spalten: parameter_schluessel, einheit, wert, unter_bestimmungsgrenze, bestimmungsgrenze, grenzwert_trinkwv in trinkwasser-messwerte.csv

Bevor Sie die ganze Tabelle sehen: Wie würden Sie für diesen Stoff einen „typischen Wert“ angeben?

Alle Stoffe im ausgewerteten Datensatz

„unter BG“ zählt alle Zeilen unter der Bestimmungsgrenze; „davon BG nicht angegeben“ sind die, bei denen der Bericht keine Zahl für die Grenze nennt. „Nicht beurteilbar“ heißt: Die Bestimmungsgrenze liegt über dem Grenzwert, oder es gibt keinen Grenzwert in der Einheit des Werts. Stoffe ohne Grenzwert haben diese Spalte nicht.

Zeilen unter der Bestimmungsgrenze je Stoff
Stoff (Schlüssel)Einheitnmit Zahlenwertunter BGAnteil unter BGdavon BG nicht angegebennicht beurteilbar
Ammonium ammoniummg/l8777580291 %260
Arsen arsenmg/l82215566781 %70
Blei bleimg/l, µg/l8656779892 %100
Cadmium cadmiummg/l6276621über 99 %90
Calcium calciummg/l95795700 %0entfällt (kein Grenzwert)
Chlorid chloridmg/l9739676unter 1 %00
Chrom chrommg/l6256456190 %100
Coliforme Bakterien coliformeKBE/100ml, MPN/100ml6806755unter 1 %3entfällt (kein Grenzwert)
Eisen eisenmg/l86729657166 %110
Fluorid fluoridmg/l89154834338 %90
Gesamthärte haerte°dH97297200 %0entfällt (kein Grenzwert)
Hydrogencarbonat hydrogencarbonatmg/l19919900 %0entfällt (kein Grenzwert)
Kupfer kupfermg/l82930652363 %100
Elektrische Leitfähigkeit leitfaehigkeitµS/cm93793700 %0entfällt (kein Grenzwert)
Magnesium magnesiummg/l9509491unter 1 %0entfällt (kein Grenzwert)
Mangan manganmg/l87411675887 %230
Natrium natriummg/l96796700 %00
Nickel nickelmg/l6168453286 %50
Nitrat nitratmg/l97485811612 %30
Nitrit nitritmg/l88112475786 %290
PFAS (Summe) pfasµg/l48628520141 %460
PFBS pfbsµg/l1661174930 %0entfällt (kein Grenzwert)
PFHxS pfhxsµg/l1663413280 %1entfällt (kein Grenzwert)
PFNA pfnaµg/l1070107100 %0entfällt (kein Grenzwert)
PFOA pfoaµg/l1686110764 %0entfällt (kein Grenzwert)
PFOS pfosµg/l1686310563 %0entfällt (kein Grenzwert)
pH-Wert phohne93893800 %00
Quecksilber quecksilbermg/l8031279199 %120
Säurekapazität bis pH 4,3 saeurekapazitaetmmol/L61861800 %0entfällt (kein Grenzwert)
Sulfat sulfatmg/l9749713unter 1 %00
TFA (Trifluoressigsäure) tfaµg/l2441459941 %0entfällt (kein Grenzwert)
Trihalomethane (THM) trihalomethaneµg/l41317423958 %490
Uran uranmg/l, µg/l91342049354 %100

Nachrechnen. Filter: alle Zeilen mit Wert oder Angabe unter Bestimmungsgrenze; Stoffe alphabetisch nach Schlüssel · n = 22.547 Zeilen · Berechnung: unter BG = Zeilen mit unter_bestimmungsgrenze = true; Anteil = unter BG / n; BG nicht angegeben = unter BG und bestimmungsgrenze leer; nicht beurteilbar = grenzwert_trinkwv leer oder bestimmungsgrenze > grenzwert_trinkwv (nur Stoffe mit Grenzwert) · Datenstand: 07.10.2026, Prüfsumme 33cb9bd2af89 · Spalten: parameter_schluessel, einheit, wert, unter_bestimmungsgrenze, bestimmungsgrenze, grenzwert_trinkwv in trinkwasser-messwerte.csv

Das folgt daraus

  • Für jeden Stoff lässt sich angeben, wie viele Zeilen im ausgewerteten Datensatz einen Zahlenwert haben und wie viele nur „unter der Bestimmungsgrenze“ sind.
  • Bei Stoffen mit hohem Anteil unter der Bestimmungsgrenze hängt jeder Mittelwert stark davon ab, wie diese Zeilen behandelt werden.
  • Zeilen mit „BG nicht angegeben“ lassen sich nur zählen, nicht in Zahlen ersetzen.

Das folgt daraus nicht

  • Ein Anteil unter der Bestimmungsgrenze ist kein Anteil „sauberer“ Städte und keine Aussage über Wasser am Hahn.
  • Unter der Bestimmungsgrenze heißt nicht null. Die Bestimmungsgrenzen unterscheiden sich zwischen Laboren und Berichten.
  • Aus der Tabelle folgt kein Verfahren, das für alle Fragen passt.

Drei Rechenwege und ihre Annahmen

Diese Seite empfiehlt kein Verfahren. Sie zeigt, welche Annahmen ein Verfahren benötigt.

Verfahren A: Mittelwert nur über Zeilen mit Zahlenwert

Welche Annahme steckt darin?
Die Zeilen unter der Bestimmungsgrenze verhalten sich wie die übrigen oder spielen für die Frage keine Rolle.
Welche Frage beantwortet es?
Wie hoch sind die Werte, die die Labore quantifizieren konnten?
Welche Frage beantwortet es nicht?
Wie hoch ist ein typischer Wert über alle Zeilen? Die kleinsten Werte fehlen in dieser Rechnung.

Verfahren B: Mittelwert mit „Wert unter Bestimmungsgrenze = halbe Bestimmungsgrenze“

Welche Annahme steckt darin?
Der wahre Wert liegt im Mittel bei der Hälfte der jeweiligen Bestimmungsgrenze. Das ist eine Setzung, keine Messung.
Welche Frage beantwortet es?
Wie sähe ein Mittelwert aus, wenn diese Setzung zuträfe?
Welche Frage beantwortet es nicht?
Zeilen mit „BG nicht angegeben“ haben keine Bestimmungsgrenze; für sie ist das Verfahren nicht berechenbar.

Verfahren C: Anteil der Zeilen unter der Bestimmungsgrenze

Welche Annahme steckt darin?
Keine Annahme über die Höhe der Werte; nur über die Zuordnung „darunter“ oder „mit Zahl“.
Welche Frage beantwortet es?
Wie oft konnte ein Labor den Stoff im ausgewerteten Datensatz nicht quantifizieren?
Welche Frage beantwortet es nicht?
Wie hoch die Werte sind. Unterschiedliche Bestimmungsgrenzen machen die Anteile außerdem nur bedingt vergleichbar.

Stichworte für die Literaturrecherche: linkszensierte Daten · Ersetzung durch einen Bruchteil der Bestimmungsgrenze (Substitution) · Maximum-Likelihood-Schätzung für zensierte Daten · Kaplan-Meier-Verfahren für linkszensierte Daten · Regression on Order Statistics (ROS). Diese Begriffe sind Ausgangspunkte für Ihre Suche, keine geprüften Empfehlungen dieser Seite.

Aufgaben

Beispielstoff: fluorid (Fluorid). Code zum Laden der Daten steht unter Datenzugang.

Basis

  1. Laden Sie die CSV und filtern Sie den Beispielstoff. Prüfen Sie, ob Sie dieselben Zahlen wie in der ersten Tabelle erhalten.
  2. Berechnen Sie die Verfahren A, B und C für diesen Stoff. Notieren Sie zu jedem Verfahren die drei Leitfragen.
  3. Zählen Sie die Zeilen, für die Verfahren B nicht berechenbar ist. Wie gehen Sie mit ihnen um, und wie dokumentieren Sie das?

Vertiefung

  1. Wiederholen Sie die Rechnung für einen Stoff mit sehr hohem und einen mit sehr niedrigem Anteil unter der Bestimmungsgrenze. Wo liegen A und B weit auseinander, und warum?
  2. Recherchieren Sie Verfahren für linkszensierte Daten. Beschreiben Sie für eines, welche Annahmen es trifft und welche Angaben der Datensatz dafür liefern müsste.
  3. Formulieren Sie einen Satz für einen Bericht, der Ihr Ergebnis mit seiner wichtigsten Limitation nennt.

Limitationen

Mehr dazu: Datenqualität, Werte richtig lesen, Glossar: Zensierung.