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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)%.
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%
Im Rahmen des Ökologischen Großprojekts "Industriegebiet Spree" der Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz (SenUVK), Berlin, wurde als Überwachungssystem für laufende Gefahrenabwehr- und Sanierungsmaßnahmen ein Grundwasser-Monitoring eingerichtet. Die Maßnahmen zur externen Qualitätssicherung der Laborarbeiten im Monitoring werden zusammenfassend dargestellt.
Um einen vergleichbaren und hohen Qualitätsstandard der Analytik zu gewährleisten, ist die Ausschreibung der analytischen Leistungen in diesem Projekt direkt an die Teilnahme an einem Ringversuch zur Bestimmung von Anilin und Anilinderivaten in Wasser gekoppelt. Die Ergebnisse des Ringversuchs werden im Einzelnen vorgestellt.
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.
Fuel contamination of soils display complex and variable hydrocarbon mixtures with different volatility and toxicity characteristics. A recently suggested headspace procedure for the structure-based quantification of volatile hydrocarbons is evaluated regarding repeatability, reproducibility, and practical robustness. Three aliphatic and three aromatic fractions covering the boiling range between 69 and 216°C were defined as summation parameters by their respective equivalent carbon number ranges. A standard mixture of 35 aliphatic and aromatic hydrocarbons was used for calibration on basis of selected mass fragments specific for the aliphatics and aromatics, respectively. Two standard soils were fortified with the standard mixture or different fuels, respectively, and submitted to the analytical procedure. Limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were for all fractions lower than 0.1 and 0.3 mg/kg, respectively. Analyte recovery was linear up to between 20 and 110 mg hydrocarbons/kg soil depending on the fraction. Hydrocarbon recovery ranged between 80% and 110% depending on the fraction and the repeatability was typically better than 10%. Finally, the impact of extraction solvent variation, column solid-phase polarity, and alternative summation of fractions were investigated. The procedure was applied to liner samples taken from a site contaminated with aviation fuel and its practicability is discussed.
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.
Die inhalative Aufnahme (Wirkungspfad Boden – Mensch) von MKW bestimmt aus toxikologischer Sicht die Festlegung von Prüfwerten.
Somit müssen die leichtflüchtigen Fraktionen quantifiziert werden. Die durchgeführte Robustheitsstudie des genormten Verfahrens umfasst die Ermittlung der Kenndaten der Probenahme, der Probenaufarbeitung und der Instrumentalanalytik.
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.
Als Folge der industriellen Produktion und der vielfältigen industriellen Nutzung von organischen Lösungsmitteln sind eine Vielzahl von Edukten, Zwischen- und Endprodukten in die Umwelt eingetragen worden und führen zu massiven Verunreinigungen des Bodens und des Grundwassers. Die Untersuchung und Sanierung des Grundwassers stellt einen aktuellen Schwerpunkt in der Altlastenbearbeitung dar. Vielfach werden klassische pump & treat-Verfahren zur Grundwassersanierung verwendet. Diese aktiven Sicherungs- und Sanierungsmaßnahmen werden jedoch unter dem Gesichtspunkt der Verhältnismäßigkeit häufig als ineffizient eingeschätzt. Als Alternative sollen die natürlichen Abbauprozesse im Grundwasserleiter genutzt oder gezielt verstärkt werden, um auf diesem Weg eine in-situ-Sanierung des Grundwasserleiters zu erreichen. In den letzten Jahren haben sich verschiedene Sanierungsverfahren etabliert, bei denen durch die Zugabe von Hilfsstoffen die mikrobiologische Aktivität des Aquifers erhöht wird bzw. Stoffe zugeführt werden, die mit den Schadstoffen reagieren (in-situ chemische Oxidation bzw. Reduktion, ISCO). An ausgewählten Standorten ist auch die aktive Sanierung (pump & treat, on-site- Sanierung) mit biologischem Schadstoffabbau (Bio-Filter) kombiniert worden. Um den Sanierungsverlauf zu verfolgen und zu optimieren, ist die Beprobung von Grundwasser aus dem Grundwasserleiter oder aus laufenden Anlagen erforderlich. In Fällen der gesteigerten mikrobiologischen Aktivität des Grundwassers treten gehäuft Probleme bei der Stabilisierung der Wasserproben auf. Die forcierten Abbauprozesse der Schadstoffe gehen nach der Probenahme in der Probenflasche weiter, bis die Energiebasis der Mikrobiologie aufgebraucht ist. Durch eine geringe Temperaturerhöhung beschleunigen sich diese Prozesse zusätzlich. In der Folge können die Schadstoffgehalte teilweise innerhalb weniger Stunden stark reduziert werden. Im Analysenlabor wird dann ein Schadstoffgehalt nachgewiesen, der nicht mehr die Verhältnisse im Aquifer bzw. im Ablauf der Reinigungsstufen widerspiegelt. Eine Einschätzung des Sanierungsfortschritts oder der Reinigungsleistung ist unter diesen Bedingungen stark fehlerbehaftet und kann zu groben Fehlinterpretationen führen. Grundwasserproben, die einem Aquifer mit hoher natürlicher oder initiierter mikrobiologischer Abbauaktivität entstammen, müssen daher zusätzlich stabilisiert werden, um den Ist-Zustand zum Zeitpunkt der Probenahme zu erfassen. Die Konservierung von Wasserproben bei der Probenahme von Grundwasser ist in der Normung umfangreich beschrieben: Die EN ISO 5667-3 von 2004 ist im Normausschuss (NA 119-01-03-01-01) überarbeitet und 2012 als Norm verabschiedet worden (EN ISO 5667-3, 03.12, deutsche Fassung DIN EN ISO 5667-3, 03-2013) [1], In Einzelfällen hat sie sich nicht als ausreichend erwiesen, um die Stabilität der organischen Schadstoffe in den oben beschriebenen Wasserproben zu gewährleisten.
Process waters obtained from hydrothermal carbonization (HTC) of wheat straw, a biogas digestate derived thereof, and four woody biomass feedstocks were quantified regarding the total organic carbon (TOC) and selected organic compounds. HTC runs revealed that TOC loads were largely unaffected by process severity or type of feedstock whereas the C2–C6 fatty acids, determined by GC, displayed clear effects of temperature and feedstock. HPLC demonstrated simultaneously the initial increase and subsequent consumption of cellulose-derived furfural and 5-hydroxymethylfurfural as well as the increase of the lignin-derived 2-methoxyphenol. 2-Methylbenzofuran, an example for a substance potentially harmful to aquatic biota, was observed in high concentration in the HTC liquor from wheat straw-based feedstocks.
An interlaboratory comparison for the determination of aniline, nine methylated anilines and chlorinated anilines in contaminated groundwater (each compound between 1 µg L-1 and 750 µg L-1) was conducted as proficiency test for the selection of contract laboratories for a groundwater monitoring campaign. For the 13 participants, two different test sample series were prepared from a stabilized real case groundwater. Series A was the groundwater as sampled in the field and series B was prepared from series A by spiking with selected anilines. Homogeneity and stability investigations revealed that contaminated groundwater provides a viable basis for the preparation of ring test samples for the determination of anilines. Analytical procedures were limited to the standardized liquid–liquid extraction or solid-phase extraction in combination with gas chromatography/mass spectrometry (DIN 38407-16:1999). The robust consensus values were evaluated according to the standardized protocol of DIN 38402-45:2013. Robust reproducibility standard deviations ranged largely between 20?% and 60?% depending on the analyte. The proficiency assessment of individual participants combined the qualitative aspect of correct peak identification with the quantitative determination of individual concentrations within set limits in a unified approach. It could be shown that the accreditation status of laboratory and the existence of a standardized analytical procedure do not substitute a problem-related proficiency assessment of potential contractors.