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The CCQM-K148.a comparison was coordinated by the BIPM on behalf of the CCQM Organic Analysis Working Group for NMIs and DIs which provide measurement services in organic analysis under the CIPM MRA. It was undertaken as a "Track A" comparison within the OAWG strategic plan. CCQM-K148.a demonstrates capabilities for assigning the mass fraction content of a solid organic compound having moderate molecular complexity, where the compound has a molar mass in the range (75 - 500) g/mol and is non-polar (pKow < −2), when present as the primary organic component in a neat organic solid and where the mass fraction content of the primary component in the material is in excess of 950 mg/g.
Participants were required to report the mass fraction of Bisphenol A present in one supplied unit of the comparison material. Participants using a mass balance method for the assignment were also required to report their assignments of the impurity components present in the material. Methods used by the seventeen participating NMIs or DIs were predominantly based on either stand-alone mass balance (summation of impurities) or qNMR approaches, or the combination of data obtained using both methods. The results obtained using thermal methods based on freezing-point depression methods were also reported by a limited number of participants. There was excellent agreement between assignments obtained using all three approaches to assign the BPA content.
The assignment of the values for the mass fraction content of BPA consistent with the KCRV was achieved by most of the comparison participants with an associated relative standard uncertainty in the assigned value in the range (0.1 - 0.5)%.
KEY COMPARISON
Under the auspices of the Organic Analysis Working Group (OAWG) of the Comité Consultatif pour la Quantité de Matière (CCQM) a key comparison, CCQM K55.c, was coordinated by the Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) in 2012. Twenty National Measurement Institutes or Designated Institutes and the BIPM participated. Participants were required to assign the mass fraction of valine present as the main component in the comparison sample for CCQM-K55.c. The comparison samples were prepared from analytical grade L-valine purchased from a commercial supplier and used as provided without further treatment or purification.
Valine was selected to be representative of the performance of a laboratory's measurement capability for the purity assignment of organic compounds of low structural complexity [molecular weight range 100300] and high polarity (pKOW > –2).
The KCRV for the valine content of the material was 992.0 mg/g with a combined standard uncertainty of 0.3 mg/g. The key comparison reference value (KCRV) was assigned by combination of KCRVs assigned from participant results for each orthogonal impurity class. The relative expanded uncertainties reported by laboratories having results consistent with the KCRV ranged from 1 mg/g to 6 mg/g when using mass balance based approaches alone, 2 mg/g to 7 mg/g using quantitative 1H NMR (qNMR) based approaches and from 1 mg/g to 2.5 mg/g when a result obtained by a mass balance method was combined with a separate qNMR result.
The material provided several analytical challenges. In addition to the need to identify and quantify various related amino acid impurities including leucine, isoleucine, alanine and a-amino butyrate, care was required to select appropriate conditions for performing Karl Fischer titration assay for water content to avoid bias due to in situ formation of water by self-condensation under the assay conditions. It also proved to be a challenging compound for purity assignment by qNMR techniques.
There was overall excellent agreement between participants in the identification and the quantification of the total and individual related structure impurities, water content, residual solvent and total non-volatile content of the sample. Appropriate technical justifications were developed to rationalise observed discrepancies in the limited cases where methodology differences led to inconsistent results.
The comparison demonstrated that to perform a qNMR purity assignment the selection of appropriate parameters and an understanding of their potential influence on the assigned value is critical for reliable implementation of the method, particularly when one or more of the peaks to be quantified consist of complex multiplet signals.
The comparison required the assignment of the mass fraction of folic acid present as the main component in the comparison sample. Performance in the comparison is representative of a laboratory's measurement capability for the purity assignment of organic compounds of medium structural complexity [molecular weight range 300–500] and high polarity (pKOW < −2).
Methods used by the eighteen participating NMIs or DIs were based on a mass balance (summation of impurities) or qNMR approach, or the combination of data obtained using both methods. The qNMR results tended to give slightly lower values for the content of folic acid, albeit with larger associated uncertainties, compared with the results obtained by mass balance procedures. Possible reasons for this divergence are discussed in the report, without reaching a definitive conclusion as to their origin.
The comparison demonstrates that for a structurally complex polar organic compound containing a high water content and presenting a number of additional analytical challenges, the assignment of the mass fraction content property value of the main component can reasonably be achieved with an associated relative standard uncertainty in the assigned value of 0.5%
Die Präsenz von Mikroplastik in aquatischen Ökosystemen ist ein globales Problem und steht zunehmend im Fokus der Öffentlichkeit. In mehreren Studien konnten Anreicherungen hydrophober, organischer Schadstoffe an MP nachgewiesen werden. Der Einfluss des Alterungszustandes der MP-Partikel auf das Sorptionsverhalten von hydrophoben organischen Substanzen ist nicht hinreichend geklärt.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des Sorptionsverhaltens von Schadstoffen mit Bedeutung für limnische Gewässer an künstlich gealterten Partikeln relevanter Polymere. Das Modell verwendete die Aromaten Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol (BTEX) sowie Etherverbindungen. Diese Substanzen sind oder waren Bestandteile in unterschiedlichen Kraftstoffen und finden sich daher in vielen aquatischen Ökosystemen weltweit. Als Sorbentien kamen teilkristallines Polypropylen (PP) und amorphes Polystyrol (PS) in Form von Industriepellets zum Einsatz. Die Pellets wurden jeweils sowohl unbehandelt als auch mittels UV-Bestrahlung künstlich gealtert verwendet und mikroskopisch sowie mittels XPS, FTIR und DSC charakterisiert. Die Alterung führte bei PS zu einer verringerten Sorptionskapazität, während bei PP keine Veränderung im Sorptionsverhalten beobachtet wurde.
Microplastics are increasingly entering marine, limnic and terrestrial ecosystems worldwide, where they sorb hydrophobic organic contaminants. Here, the sorption behavior of the fuel-related water contaminants benzene, toluene, ethyl benzene and xylene (BTEX) and four tertiary butyl ethers to virgin and via UV radiation aged polypropylene (PP) and polystyrene (PS) pellets was investigated. Changes in material properties due to aging were recorded using appropriate polymer characterization methods, such as differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, gel permeation chromatography, X-ray photoelectron spectroscopy, and microscopy.
Pellets were exposed to water containing BTEX and the ethers at 130-190 mg/L for up to two weeks.
Aqueous sorbate concentrations were determined by headspace gas chromatography. Sorption to the polymers was correlated with the sorbate's Kow and was significant for BTEX and marginal for the ethers.
Due to substantially lower glass transition temperatures, PP showed higher sorption than PS. Aging had no effect on the sorption behavior of PP. PS sorbed less BTEX after aging due to an oxidized surface layer.
Bilanzierung der Schwefelbelastung im Grundwasser an einem ausgewählten Industriestandort, Berlin
(2004)
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ist vom Senat für Stadtentwicklung, Berlin, und von der Bundesanstalt für vereinigungsbedingte Sonderaufgaben (BvS) beauftragt worden, die Bilanzierung der Schwefelkomponenten für ein bis drei ausgewählte Grundwasserproben an einem Berliner Industriestandort vorzunehmen. Es handelt sich bei den Boden- und Grundwasserkontaminationen ausnahmslos um industrielle Altlasten. Da der Gehalt an organisch gebundenen Schwefelverbindungen, kolloidalem Schwefel und gelösten Sulfiden für die Dimensionierung von Grundwasseraufbereitungsanlagen (Aktivkohle, Katalysator) von großer Bedeutung ist und am Standort teilweise sehr hohe Schwefelkontaminationen auftreten, sollen vor einem erneuten Ausschreibungsverfahren zur Grundwassersanierung an drei sehr unterschiedlichen, aber für den Standort typischen Grundwassermessstellen entsprechende Bilanzen für die Schwefelbelastung erstellt werden. Dabei sind sowohl die summarischen Kenngrößen wie Summe Gesamtschwefel, ausblasbare (POS) und extrahierbare leicht- und schwerflüchtige organische Schwefelverbindungen und an Aktivkohle adsorbierbare Schwefelverbindungen (AOS) von Interesse, als auch eine Zuordnung der Hauptkontaminationen über ein halbquantitatives GC-MS-Screening. Im Artikel werden die angewendeten Verfahren vorgestellt. Die Ergebnisse werden diskutiert, gegenübergestellt und ihre Belastbarkeit eingeschätzt.
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.