Validatiecriteria voor de BMP-test volgens Holliger et al. (2016) en verdere ontwikkelingen

De publicatie van Holliger et al. (2016) vat het werk samen van een internationale groep onderzoekers voor de uniformering van BMP-tests. Deze definieert de verplichte elementen voor validatie: het minimale aantal herhalingen, een blanco-proef en een positieve controle (cellulose), het tijdscriterium voor de testduur, de methode voor het berekenen van BMP en de criteria voor het verwerpen van de test; daarnaast worden onder meer een I/S-verhouding van minimaal 2 op basis van VS en volledige rapportage van de omstandigheden aanbevolen. De numerieke validatiecriteria zijn vervolgens verder gespecificeerd op basis van twee internationale interlaboratoriumonderzoeken (Hafner et al. 2020) en opgenomen in de bijgewerkte richtlijnen (Holliger et al. 2021) — deze actuele stand van zaken beschrijven we hieronder. Het is geen wettelijke bepaling, maar een referentiepunt voor laboratoria en klanten.

Bereik van de aanbevelingen

Resultaten die aan alle criteria voldoen, kunnen als "gevalideerd" worden aangeduid; anders dient de test te worden herhaald. De actuele, openbaar toegankelijke versies van de documenten (onder meer document 100 "Requirements for measurement and validation of BMP") worden beheerd door de groep auteurs op de website van DBFZ (dbfz.de/en/BMP).

Eindcriterium

De test eindigt wanneer de dagelijkse methaanproductie van een enkele fles gedurende drie opeenvolgende dagen lager is dan 1,0% van de gecumuleerde netto toename van methaan uit het substraat (proef met substraat minus gemiddelde van blanco-proeven). Bij metingen die minder frequent dan dagelijks worden uitgevoerd, kan de test worden beëindigd na het eerste interval tussen metingen (in totaal minimaal 3 dagen) waarin het tempo onder deze drempel is gedaald. In de praktijk betekent dit voor de meeste substraten enkele tientallen dagen, voor lignocellulosehoudende substraten langer. Sommige laboratoria hanteren een vaste tijd, bijvoorbeeld 28 of 30 dagen, maar een dergelijke keuze kan het resultaat voor langzaam afbreekbare materialen onderschatten. In het rapport wordt de werkelijke tijd en het uiteindelijke productietempo vermeld.

Herhaalbaarheid en verwerpen van resultaten

De afwijking van herhalingen is een basisindicator voor de kwaliteit; voor cellulose is het huidige criterium een RSD van niet meer dan 6%. Als één fles duidelijk afwijkt (lekkage, weegfout), kan deze worden verworpen, maar alleen met een gedocumenteerde reden. Willekeurig verwijderen van "ongemakkelijke" resultaten vertekent de onzekerheid. Bij een klein aantal herhalingen is de onzekerheid slecht ingeschat.

Rapportage

Een correct rapport bevat:

1. Beschrijving van het substraat: herkomst, voorbereiding, TS, VS.
2. Inoculum: bron, TS, VS, pH, ontgassing.
3. I/S-verhouding en inweeg.
4. Temperatuur, tijd, methode voor gasmeting en formules.
5. Resultaten van blanco-proeven en cellulosecontrole.
6. Resultaten van het substraat: gemiddelde, afwijking, aantal herhalingen, gecumuleerde curves.
7. Informatie over afwijkingen van het protocol.

Van 2016 tot 2021: specificatie van criteria

Na de workshops in Leysin (juni 2015) en de publicatie van de richtlijnen in 2016 zijn twee internationale interlaboratoriumonderzoeken uitgevoerd, en in 2018 vond een volgende workshop plaats (Freising). Hafner et al. (2020) analyseerden meer dan 400 BMP-waarden uit meer dan dertig laboratoria in veertien landen. De relatieve standaardafwijking tussen laboratoria bedroeg 7,5–24%, maar na toepassing van de validatiecriteria daalde deze onder 8% voor alle vier onderzochte substraten. De aanbevolen validatiecriteria zijn: testduur (einde wanneer de dagelijkse productie gedurende 3 opeenvolgende dagen lager is dan 1% van de gecumuleerde netto toename), RSD van cellulose niet hoger dan 6% en een gemiddeld BMP van cellulose tussen 340–395 NmL CH₄/g VS. De auteurs gaven aan dat het criterium voor cellulose bijzonder belangrijk bleek. De bijgewerkte richtlijnen zijn gepresenteerd in het commentaar van Holliger et al. (2021, online 2020) en worden beheerd als het open document "Requirements for measurement and validation of BMP".

Een afzonderlijke kwestie is de methode voor het berekenen van de methaanproductie uit metingen (droog gas, normale omstandigheden, volume van de gasruimte) — deze wordt beschreven in de documenten uit serie 200 van dezelfde methodeverzameling; in het werk van Hafner et al. (2020) werd aangegeven dat fouten in de verwerking en invoer van gegevens tot de belangrijke bronnen van spreiding behoorden.

Voorbeeld van het gebruik van criteria door de opdrachtgever

U laat een kuilvoer-test uitvoeren en ontvangt een resultaat van 340 NmL/g VS. Controleer in het rapport: of de I/S-verhouding is vermeld (aanbevolen ≥ 2), of het gemiddelde BMP van cellulose binnen het bereik van 340–395 NmL/g VS ligt met een RSD ≤ 6%, het aantal herhalingen (minimaal 3) en het eindcriterium. Het ontbreken van een van deze elementen maakt het resultaat niet automatisch ongeldig, maar vermindert de bruikbaarheid ervan — vraag om aanvulling.

Beperkingen

• De aanbevelingen hebben betrekking op batchgewijze BMP-tests; ze omvatten geen continue tests.
• Sommige substraten (vetten, sterk inhiberende materialen) vereisen aanpassingen van het protocol.
• Naleving van de richtlijnen elimineert niet de spreiding als gevolg van inhomogeniteit van het monster.

Tips voor laboratoria

1. Implementeer een interne procedure gebaseerd op de actuele richtlijnen.
2. Neem deel aan interlaboratoriumonderzoeken, indien beschikbaar.
3. Archiveer controlekaarten van cellulose-resultaten.
4. Werk procedures bij na het lezen van recentere publicaties.

Hoe de richtlijnen in een contract met het laboratorium te gebruiken

Bij het bestellen van BMP-onderzoek, neem in de opdracht op: het protocol (bijvoorbeeld conform de aanbevelingen van Holliger et al. 2016 in de bijgewerkte versie van 2021), het minimale aantal herhalingen, de vereiste I/S-verhouding, het eindcriterium, de eis van cellulosecontrole en het rapportformaat met ruwe gegevens. Dit maakt het later mogelijk om resultaten uit verschillende series en laboratoria te vergelijken en geschillen over interpretatie te voorkomen.

Wat is er veranderd na 2016

Het aantal interlaboratoriumonderzoeken en studies naar berekeningen, evenals naar tests met automatische meetsystemen, neemt toe. De richtlijnen uit 2016 blijven echter het meest aangehaalde referentiepunt. De aanbevelingen worden bijgewerkt op basis van nieuwe interlaboratoriumonderzoeken, daarom is het raadzaam de actuele versie van de documenten te controleren en in rapporten aan te geven volgens welke versie de test is uitgevoerd.

Voorbeeld van een checklist voor het ontvangen van een rapport

• [ ] Er zijn richtlijnen aangegeven volgens welke de test is uitgevoerd.
• [ ] Het aantal herhalingen en de afwijking zijn vermeld.
• [ ] Het resultaat van cellulose en de blanco-proef zijn gepresenteerd.
• [ ] De I/S-verhouding en temperatuur zijn vermeld.
• [ ] Het eindcriterium en de duur zijn toegelicht.
• [ ] De referentieomstandigheden voor het gasvolume zijn aangegeven.
• [ ] Gecumuleerde curves zijn bijgevoegd.