ISO 12846 Wasserqualität – Bestimmung von Quecksilber – Methode mittels Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) mit und ohne Anreicherung

In der von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) entwickelten Norm „ISO 12846 Wasserqualität – Bestimmung von Quecksilber – Methode mit Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) mit und ohne Anreicherung“ wird es zur Bestimmung von Quecksilber in Trinkwasser, Oberflächen, Böden, Regen und Abwasser nach entsprechender Vorfaulung werden beschrieben. Bei der ersten Methode wird ein Anreicherungsprozess angewendet, beispielsweise durch Einlagerung von Hg auf einem Gold/Platin-Adsorber. Bei der anderen Methode (Methode ohne Anreicherung) wird der Anreicherungsschritt übersprungen.

Die Wahl der Methode hängt von der verfügbaren Ausrüstung, der Matrix und dem relevanten Konzentrationsbereich ab. Beide Methoden eignen sich zur Quecksilberbestimmung in Wasser. Die Anreicherungsmethode hat im Allgemeinen einen praktischen Arbeitsbereich zwischen 0,01 µg/l und 1 µg/l. Die von den Teilnehmern der Validierungsstudie berichtete durchschnittliche Bestimmungsgrenze beträgt 0,008 µg/l. Diese Information über die durchschnittliche Bestimmungsgrenze dient dem Anwender dieses internationalen Standards als Orientierungshilfe und hat keinen Einfluss auf die Abschätzung der Leistungsdaten auf Basis laborspezifischer Daten. Mit speziellen Instrumenten (z. B. Einzelquecksilberanalysatoren) lassen sich niedrigere durchschnittliche Bestimmungsgrenzen erzielen.

Die unangereicherte Methode hat im Allgemeinen einen praktischen Arbeitsbereich ab 0,05 µg/l. Die von den Teilnehmern des Validierungsversuchs angegebene durchschnittliche Bestimmungsgrenze lag bei 0,024 µg/l. Ob höhere Konzentrationen durch Weglassen des Anreicherungsschritts oder durch Verdünnen der Probe ermittelt werden, liegt in der Entscheidung des Anwenders, abhängig von der konkreten Anwendung. Die Empfindlichkeit beider Methoden hängt von den gewählten Betriebsbedingungen ab.

Eine weitere Möglichkeit, extrem niedrige Hg-Konzentrationen bis zu 0,002 µg/l ohne vorherige Aufkonzentrierung zu bestimmen, ist die Anwendung der Atomfluoreszenzspektrometrie (diese Methode ist in der Norm ISO 17852 beschrieben). Spezifische Atomabsorptions-Quecksilberanalysatoren ermöglichen Bestimmungen bis zu 0,010 µg/l ohne vorherige Aufkonzentrierung.

Im Allgemeinen hängt die Bestimmung von Spurenquecksilberkonzentrationen mittels Atomabsorptionsspektrometrie von sauberen Arbeitsbedingungen im Labor und der Verwendung hochreiner Chemikalien mit vernachlässigbar geringen Quecksilberhohlräumen ab.

Diese Norm gilt für industrielles und kommunales Abwasser nach einem zusätzlichen Aufschlussschritt, der unter geeigneten Bedingungen und einer geeigneten Methodenvalidierung durchgeführt wird. Bei anaerob reduktiven Industrieabfällen muss ein mögliches Problem der Probenstabilität (Quecksilberverlust) umfassend angegangen werden.

Monovalentes oder divalentes Quecksilber und organische Quecksilberverbindungen werden durch Oxidation mit Kaliumbromat/Kaliumbromid in divalentes Quecksilber umgewandelt und anschließend in saurem Milieu mit Zinnchlorid zu elementarem Quecksilber reduziert. Das elementare Quecksilber wird dann mithilfe eines Inertgas- oder quecksilberfreien Luftstroms aus der Lösung abgeschabt. Alternativ können Proben mit Dichromat/Salpetersäure konserviert und unter geeigneten Bedingungen (z. B. mit Kaliumpermanganat/Kaliumperoxodisulfat) aufgeschlossen werden. Diese Methode ist nicht Bestandteil dieser Norm und muss daher vom Anwender ordnungsgemäß verifiziert werden.

Wenn der Anreicherungsschritt angewendet wird, wird das Quecksilber (in Form von Atomdampf) zu einem Quarzrohr transportiert, wo das Quecksilber durch geeignete Erwärmung und Adsorptionsmittel (z. B. Gold-Platin-Gaze) in einem Inertgasstrom mit vernachlässigbarem Quecksilbergehalt adsorbiert wird. Andere Adsorbentien, die auf dem Aggregationsprinzip basieren, sind zulässig, wenn der Anwender die Eignung für diesen Zweck nachweist.

Anschließend wird das Quecksilber durch schnelles Erhitzen des Adsorbens (Desorption bei mindestens 600 Grad) freigesetzt und im Trägergasstrom zur Absorptionszelle transportiert, wo die Absorption bei 253,7 nm im Strahlungsstrahl des Atomabsorptionsspektrometers gemessen wird. Die Konzentrationen werden mithilfe einer Kalibrierungskurve oder einer Standardadditionsmethode berechnet.

Wird der Anreicherungsschritt übersprungen, wird das Quecksilber direkt in eine Küvette geleitet. Absorptionen werden auch bei einer Wellenlänge von 253,7 nm gemessen.

Bei Quecksilber besteht die Gefahr, dass es zu Austauschreaktionen, also Adsorption und Desorption, an den Wänden der Probenahme- und Reaktionsgefäße kommt. Deshalb ist den Anweisungen genau Folge zu leisten.

Aus verschiedenen Kunststoffen kann Quecksilberdampf austreten. Dieses Phänomen sollte bei der Auswahl des Rohrmaterials berücksichtigt werden. Es sollten Glas- oder spezielle Kunststoffrohre verwendet werden. Beispielsweise sind Silikonschläuche nicht geeignet.

Leicht reduzierbare Elemente wie Gold, Silber und Platin können sich mit elementarem Quecksilber verbinden und so zu einer Unterdrückung führen. Darüber hinaus ist Jodid ein erheblicher Störer, der zu einer starken Unterdrückung des Quecksilbersignals führt.

VOCs können im UV-Bereich absorbieren und obwohl eine automatische Hintergrundkorrektur verwendet wird, um dies zu kompensieren, führt dies dennoch zu einem verschlechterten Signal-Rausch-Verhältnis. Alle Lösungen müssen vor der Reduktion und Entfernung des Quecksilberdampfs auf die gleiche Temperatur gebracht werden (nicht mehr als 25 Grad).

Die Probenahme muss gemäß dieser Norm erfolgen und muss unter Verwendung der in dieser Norm angegebenen Probenahmebehälter erfolgen. Es muss sichergestellt werden, dass der Probenahmebehälter kein Quecksilber enthält und kein Quecksilberverlust durch Adsorption oder Diffusion verursacht wird.

Unter den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, ist „ISO 12846 Wasserqualität – Bestimmung von Quecksilber – Methode mit Atomabsorptionsspektrometrie (AAS)“ enthalten und ohne Anreicherung“ Es bietet auch im Standard definierte Testdienste an.