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KEY COMPARISON
At the October 2005 CCQM Organic Analysis Working Group Meeting (IRMM, Belgium), the decision was made to proceed with a Key Comparison study (CCQM-K47) addressing the calibration function for the determination of volatile organic compounds (VOCs) used for water quality monitoring. This was coordinated by CENAM and NIST. Benzene, o-xylene, m-xylene and p-xylene were chosen as representative VOCs. The solvent of choice was methanol.
Key Comparison CCQM-K47 demonstrated the capabilities of participating NMIs to identify and measure the four target VOCs in a calibration solution using GC-based methods. The measurement challenges in CCQM-K47, such as avoiding volatility loss, achieving adequate chromatographic resolution and isolating potential interferences, are typical of those required for value-assigning volatile reference materials. Participants achieving comparable measurements for all four VOCs in this Key Comparison should be capable of providing reference materials and measurements for VOCs in solutions when present at concentration levels greater than 10 µg/g.
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.
Bericht zur Durchführung des Ringversuchs zur Validierung der Benzolanalytik im Spurenbereich
(2006)
Im Auftrag des Altlastenausschusses (ALA) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft Boden (LABO) wurde ein Validierungsringversuch für die Bestimmung von leichtflüchtigen monoaromatischen Verbindungen mit Hinweisen auf existierende Prüfwerte, wie BTEX in Boden, im Spurenbereich durchgeführt. 3 Bodenproben mit unterschiedlichen Kontaminationsniveaus der BTEX-Verbindungen, überschichtet mit Methanol, eine Bodenprobe dotiert mit Ottokraftstoff, Super bleifrei, eine BTEX-Standardlösung unbekannter Konzentration, sowie eine BTEX-Standardlösung mit zertifizierten Gehaltsangaben wurden an 21 ausgewählte Teilnehmer verschickt, die überwiegend mit GC-MS analysiert haben. Die Ergebnisse und die Verfahrenskenndaten zeigen, dass die Mehrzahl der Laboratorien mit den angewandten Analysentechniken in der Lage ist, in dem vorgegebenen Kontaminationsbereich empfindlich genug, vergleichbar und richtig messen zu können. GC- FID erweist sich nicht empfindlich und spezifisch genug in dem unteren Spurenbereich, deshalb war schon in dem Aufruf zum Ringversuch auf die Anwendung der GC-MS- Messtechnik verwiesen worden.
ISBN: Im Zuge der Harmonisierung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten der Europäischen Gemeinschaft wurde im September 1996 die Richtlinie 96/59/EG des Rates über die Beseitigung polychlorierter Biphenyle und polychlorierter Terphenyle (PCB/PCT) verabschiedet. Ziel dieser Richtlinie ist die Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die kontrollierte Beseitigung der PCB, die Dekontaminierung oder Beseitigung PCB-haltiger Geräte und die Beseitigung von PCB-Abfall. In der Bundesrepublik Deutschland wurde mit der Verabschiedung der PCB/PCT- Abfallverordnung vom 26. Juni 2000 die EU-Richtlinie umgesetzt. Entsprechend der PCB/PCT-Abfallverordnung wird für PCB-haltigen Abfall ein Grenzwert von 50 mg/kg festgelegt. Beim Haupteinsatzgebiet der PCB - als Isolierflüssigkeiten in Transformatoren - ist die Bestimmung des PCB-Gehaltes durch DIN-Normen geregelt. Polychlorierte Biphenyle wurden auch als Weichmacher in Dichtungsmassen und Kunststoffen, z.B. in Kabelummantelungen, und als Flammschutzmittelanstrich für Holz eingesetzt. Für feste Abfallmatrices gibt es keine verbindliche Prüfvorschrift. Ziel des Projektes war die Erarbeitung und Validierung eines Prüfverfahrens zur Bestimmung von PCB und PCT in organischen Abfallmatrices wie Kabelshredder und Altholz.
The 2-year international joint project HYCREF (Contract-No. G6RD-CT-2002-00854), funded by the European Commission in the 5th Framework programme, aimed to develop methods to prepare homogenous and stable water-, soil- and waste reference materials contaminated with mineral oil hydrocarbons and to test certify the mineral oil content by gas chromatographic methods. As mineral oil products are important sources for environmental contaminations, appropriate reference materials certified by using the new gas chromatographic methods (soil: ISO/FDIS 16703, waste: prEN 14039 and KW/04, water: ISO 9377-2) are highly needed. Additional to the HYCREF-results presented in part Imineral contaminated soilsthis second paper gives an overview of the feasibility study for the preparation and test certification of three waste reference materials (offshore marine sediment, building material and industrial waste). The following specifications, which had been defined in the project work plan, were reached successfully: uncertainty of the mineral oil content resulting from the certification exercise ≤ 5% and a between-bottle inhomogeneity of ≤ 3%. All three materials have been evaluated for long- and short term stability. They contain different levels and types of mineral oil and cover the full application range of ISO/FDIS 16703 and prEN 14039 (10010,000 mg/kg). The expanded uncertainties U cert of the three materials are about 6%. In this way, they are comparable to ERM®-CC015a (U cert=7.1%, mineral oil in a river sediment) and are suited to close the present gap of commercially available CRM for mineral oil determination in waste.
Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung und Validierung eines standardisierbaren Analysenverfahrens für die Bestimmung von leichtflüchtigen Halogenkohlenwasserstoffen (LHKW) und monoaromatischen Verbindungen wie Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylolen (BTEX) in Boden, die Bereitstellung eines geeigneten Boden-Referenzmaterials dafür und die Durchführung eines Validierungsringversuches. Da die leichtflüchtigen Verbindungen in dem von den kontaminierten Standorten angeschafften Boden schon während des Verarbeitungsprozesses weitgehend verloren gegangen waren, wurde das LHKW- und BTEX-haltige Referenzmaterial durch Einzelflaschendotierung hergestellt. Eine bestimmte Menge eines im Rahmen eines vorhergehenden BMBF-Vorhabens (Förderkennzeichen 07 OTX 20/3) erhaltenen unbelasteten Ackerboden-Referenzmaterials wurde in Glasflaschen eingewogen und unter optimierten Bedingungen mit einer methanolischen Lösung, die ausgewählte leichtflüchtige Substanzen enthält, dotiert. Die anschließende Stabilitätsuntersuchung mit den so hergestellten Proben zeigte, dass es notwendig ist, die Bodenproben mit einem organischen Lösungsmittel (z. B. Methanol) zu überschichten, um Verluste der leichtflüchtigen organischen Substanzen so gering wie möglich zu halten. Die Voruntersuchungen haben gezeigt, dass die Wiederfindungsraten von LHKW und BTEX in Boden ohne Überschichtung sehr schlecht sind. Das erarbeitete Analysenverfahren liegt als Normvorschlag dem Normausschuss ISO/TC 190 - Soil quality vor und wurde im Rahmen eines Ringversuches mit den hergestellten Referenzmaterialien erfolgreich validiert. Das validierte Verfahren mit den Verfahrenskenndaten wurde als ISO DIS 22155 im September 2003 aktualisiert.