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Im vorliegenden Forschungsbericht werden die Ergebnisse zum LFP Projekt „Ableitung validierter Probenahme- und Analysenmethoden für Zwischen- und Endprodukte der anaeroben Stoffverwertungsprozesse von LCKW im Grundwasser im Rahmen von Altlastenuntersuchungen“ (Länderfinanzierungsprogramm, Projekt B2/08, Laufzeit vom 01.09.2008 – 31.08.2009) zusammengefasst. Es werden verschiedene Verfahren der Probenahme und Analytik zur Bestimmung von Wasserstoff, Methan, Ethen und Vinylchlorid (VC) im Grundwasser untersucht und validiert. Für die Probenahme werden folgende Ansätze beschrieben und diskutiert: i. aktive Probenahme: Pumpprobe und Probenahme von in Grundwasser gelösten Gasen in Gasbeprobungsrohren (Gasmaus) ii. passive Probenahme: Diffusionsprobenahme in Polyethylenbeuteln (PDB) und Kunststoffspritzen als Diffusionssammler für gelöste Gase Der Einsatz aktiver (Pumpprobenahme, Schöpfprobenahme) und passiver (Diffusionsprobenahme) Probenahmetechniken zur Gehaltsbestimmung von LHKW sowie Ethen und Methan in Grundwasser wird aus ordnungsbehördlicher Sicht hinsichtlich der Vergleichbarkeit von Analysendaten untersucht. Am Beispiel einer Kontamination mit Trichlorethen sowie 1,2-Dichlorethen und Vinylchlorid kann deutlich gemacht werden, dass die Einsatzmöglichkeit der passiven Probenahme durch unzureichende Strömungsverhältnisse im Aquifer sowie biologische Aktivität im Pegelrohr begrenzt ist. Der aktiven Probenahme ist bei ungeklärten oder unzureichenden Strömungsverhältnissen im Grundwasserleiter daher der Vorzug zu geben. Die chromatographischen Verfahren zur Bestimmung der Analyte werden umfänglich validiert und mit anderen geeigneten Analysenverfahren verglichen: I. Headspace-GC-FID zur Bestimmung von Methan, Ethen und VC aus der wässrigen Probenmatrix der Pumpprobe (i.) und des PDB (ii.) II. Direktinjektion-GC-PDD zur Bestimmung von Wasserstoff aus den gesammelten Gasproben der Gasmaus (i.) und der Kunststoffspritzen (ii.) Für die Bestimmung von Ethen und VC in Grundwasserproben (I.) werden Bestimmungsgrenzen von 0,1 μg/L erreicht. Methan kann aus wässrigen Proben nur ab 5 μg/L quantifiziert werden. Mit den Verfahren zur Bestimmung von Methan aus der Gasmaus (i.-II.) werden 0,1 μg/L im Grundwasser erreicht. Die Bestimmung von im Grundwasser gelösten Wasserstoff (II.) ist bis zu einer Konzentration von 1 nM möglich. Die Reproduzierbarkeit für die Bestimmung von Wasserstoff in Grundwasser liegt konzentrationsabhängig zwischen 10 bis 20% bei der aktiven Probenahme (i.-II.) und 10 bis 70% bei der passiven Probenahme (ii.-II.). Aus der Validierung der Analysenmethode und den Ergebnissen verschiedener Probenahmen werden Toleranzbereiche für die Ergebnisse eines Grundwassermonitorings abgeschätzt. Diese Streubreiten von Monitoring-Ergebnissen sollten von Ingenieurbüros und zuständige Ordnungsbehörden bei der Bewertung der komplexen Abbauprozesse eines LHKW-Grundwasserschadens beachtet werden.
Ethanol/water solutions as certified reference materials for breath alcohol analyzer calibration
(2010)
The Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Germany, has issued a series of large volume ethanol in water certified reference materials (CRMs), primarily developed for the calibration of evidential breath alcohol analyzers in Germany. The certified parameter is the ethanol mass concentration at 20 °C. When used in a wet bath simulator, the solutions deliver gas samples that meet the requirements set by the Organization of Legal Metrology for calibration of breathalyzers. The materials were prepared gravimetrically by spiking of ethanol into water in single 5 L units. A complete uncertainty budget for the preparation process has been established. The purity of the commercial ethanol stock solution was identified to be the main source of uncertainty. For stability and homogeneity measurements and for the verification of the gravimetric mass concentration of the CRMs, a robust high-precision gas chromatography, with flame-ionization detection method for ethanol determination in aqueous samples was developed and validated. The good performance of this method has been demonstrated in several international comparisons organized by the Consultative Committee for Amount of Substance-Metrology in Chemistry at the International Bureau of Weights and Measures.
Commercially available linear alkylbenzenesulfonates (LASs) are a mixture of various homologues and isomers, leading to 20 major species. In this work we investigated the commercial product by liquid chromatography-solid phase extraction-nuclear magnetic resonance spectroscopy-mass spectrometry (LC-SPE-NMR/MS). The commercial product was separated into 17 fractions by liquid chromatography (LC). After chromatographic separation, 5% of the flow was split to a mass spectrometer (MS) while 95% was send to post-column solid phase extraction cartridges for enrichment of the analytes (LC-SPE). After elution from the SPE-cartridges a NMR-spectrometer equipped with a cryo-probe was used for the characterisation of the different LASs species. For the first time H-1-1D and H-H-COSY spectra for 14 LASs species out of 20 major isomers are presented, whereas the 6 remaining species are detected as mixtures in 3 H-1-1D and H-H-COSY spectra. These data were used to correlate the chromatographic retention of the LASs isomers to the substitution pattern of the alkyl chain.