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Umweltanalytik Die ist ein Teilbereich der chemischen Analytik und beschäftigt sich mit der qualitativen und quantitativ

Umweltanalytik

Die Umweltanalytik ist ein Teilbereich der chemischen Analytik und beschäftigt sich mit der qualitativen und quantitativen Untersuchung von Stoffen in der Umwelt. Die Untersuchungsbereiche erstrecken sich auf die Umweltkompartimente Luft (einschließlich Innenraumluft), Boden und Wasser und können sowohl einzelne Stoffe als auch Summenparameter umfassen.

Probenvorbereitung für die Gaschromatographie, 1972

Geschichte

Der Beginn der Umweltanalytik als Wissenschaft kann nicht datiert werden. Wahrscheinlich war aber Wasser das erste Umweltkompartiment, das chemisch analysiert wurde, da es am leichtesten zu untersuchen ist.

Bereits 1768 veröffentlichte Andreas Sigismund Marggraf seine „chymische Untersuchung des Wassers“, in der u. a. Regenwasser, Brunnenwasser und Wasser aus der Spree auf ihren Gehalt u. a. an „zarte Kalkerde“, „Gipserde“ sowie „reines Nitrium“ untersuchte. Knapp 90 Jahre später veröffentlichte Robert Angus Smith 1852 seine Untersuchungen von Regenwasser aus Manchester, England. 1872 veröffentlichte Smith ein 600 Seiten starkes Buch, das detaillierte Angaben zur Sammlung und zur Analyse von Regenwasser enthält.

Untersuchungsmethoden

Die moderne Umweltanalytik nutzt das ganze Spektrum der zur Verfügung stehenden analytischen Geräte. Zur Auftrennung der Substanzen werden unter anderem folgende Techniken eingesetzt:

Die anschließende Bestimmung und Quantifizierung erfolgt z. B. mittels:

In Abhängigkeit von den zu untersuchenden Parametern und der ausgewählten Analysentechnik muss die Probe ggfs. vorbereitet werden, d. h. die Probe kann häufig nicht direkt untersucht werden. Ist die erwartete Konzentration in einer Wasserprobe zu niedrig, muss die Probe aufkonzentriert werden (Anreicherung). Dies geschieht z. B. durch eine Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel. Feststoffproben, z. B. Erde oder Klärschlamm werden oft gleichfalls mit einem Lösungsmittel extrahiert, um den zu untersuchenden Stoff hinterher in dem Lösungsmittel besser bestimmen zu können. Gasförmige Proben, meistens Luftproben, können manchmal direkt oder erst nach Einleiten in eine Flüssigkeit analysiert werden. Oft muss eine Probe auch vor der eigentlichen Analyse aufgereinigt werden, um störende Komponenten zu entfernen (Clean-up).

Untersuchungsparameter

Welcher Stoff in einer Umweltprobe bestimmt werden soll, hängt natürlich von dem Analysengrund ab. Soll z. B. Klärschlamm auf eine landwirtschaftlich genutzte Fläche ausgebracht werden, werden die vom Gesetzgeber in der Klärschlammverordnung mit Grenzwerten versehenen Stoffe analysiert. Wichtige Stoffe und Stoffgruppen in der Umweltanalytik sind:

Wichtige Summenparameter in der Umweltanalytik sind:

Literatur

  • Andreas Siegmund Marggraf: Chymische Untersuchung des Wassers. Chymischer Schriften 1, S. 273–306 (1768).
  • Robert Angus Smith: Air and Rain: The Beginnings of Chemical Climatology. Longmans, Green, London 1872.
  • Hubert Hellmann: Umweltanalytik von Kohlenwasserstoffen. VCH, Weinheim 1995, ISBN 3-527-28750-7.
  • Erich Hitzel: Bausteine praktischer Analytik. Verlag Handwerk und Technik, ISBN 3-582-01232-8.
  • Stephan Holler, Christoph Schäfers, Joachim Sonnenberg: Umweltanalytik und Ökotoxikologie. Springer Verlag, Berlin 1996, ISBN 3-540-58718-7.
  • Hubert Hein, Wolfgang Kunze: Umweltanalytik mit Spektrometrie und Chromatographie. Wiley-VCH, Weinheim 2004, ISBN 3-527-30780-X.
  • Wolfgang Schwack, Michelangelo Anastassiades, Ellen Scherbaum: Rückstandsanalytik von Pflanzenschutzmitteln: Multimethoden versus Wirkstoffvielfalt. Chemie in unserer Zeit 37(5), S. 324–335 (2003), doi:10.1002/ciuz.200300298.
  • Analysenmethoden im Abfall- und Altlastenbereich, Schweizer Bundesamt für Umwelt, 2013.
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Veröffentlichungsdatum:
Die Umweltanalytik ist ein Teilbereich der chemischen Analytik und beschaftigt sich mit der qualitativen und quantitativen Untersuchung von Stoffen in der Umwelt Die Untersuchungsbereiche erstrecken sich auf die Umweltkompartimente Luft einschliesslich Innenraumluft Boden und Wasser und konnen sowohl einzelne Stoffe als auch Summenparameter umfassen Probenvorbereitung fur die Gaschromatographie 1972 Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Untersuchungsmethoden 3 Untersuchungsparameter 4 LiteraturGeschichte BearbeitenDer Beginn der Umweltanalytik als Wissenschaft kann nicht datiert werden Wahrscheinlich war aber Wasser das erste Umweltkompartiment das chemisch analysiert wurde da es am leichtesten zu untersuchen ist Bereits 1768 veroffentlichte Andreas Sigismund Marggraf seine chymische Untersuchung des Wassers in der u a Regenwasser Brunnenwasser und Wasser aus der Spree auf ihren Gehalt u a an zarte Kalkerde Gipserde sowie reines Nitrium untersuchte Knapp 90 Jahre spater veroffentlichte Robert Angus Smith 1852 seine Untersuchungen von Regenwasser aus Manchester England 1872 veroffentlichte Smith ein 600 Seiten starkes Buch das detaillierte Angaben zur Sammlung und zur Analyse von Regenwasser enthalt Untersuchungsmethoden BearbeitenDie moderne Umweltanalytik nutzt das ganze Spektrum der zur Verfugung stehenden analytischen Gerate Zur Auftrennung der Substanzen werden unter anderem folgende Techniken eingesetzt Gaschromatographie GC zur Auftrennung von organischen Stoffen Flussigchromatographie LC oder HPLC zur Auftrennung von organischen Stoffen Ionenchromatographen IC zur Auftrennung von IonenDie anschliessende Bestimmung und Quantifizierung erfolgt z B mittels Massenspektrometrie MS UV VIS Spektroskopie zur Bestimmung von organischen Stoffen Fluoreszenzspektroskopie zur Bestimmung von organischen Stoffen Atomabsorptionsspektrometer AAS zur Bestimmung von SchwermetallenIn Abhangigkeit von den zu untersuchenden Parametern und der ausgewahlten Analysentechnik muss die Probe ggfs vorbereitet werden d h die Probe kann haufig nicht direkt untersucht werden Ist die erwartete Konzentration in einer Wasserprobe zu niedrig muss die Probe aufkonzentriert werden Anreicherung Dies geschieht z B durch eine Extraktion mit einem organischen Losungsmittel Feststoffproben z B Erde oder Klarschlamm werden oft gleichfalls mit einem Losungsmittel extrahiert um den zu untersuchenden Stoff hinterher in dem Losungsmittel besser bestimmen zu konnen Gasformige Proben meistens Luftproben konnen manchmal direkt oder erst nach Einleiten in eine Flussigkeit analysiert werden Oft muss eine Probe auch vor der eigentlichen Analyse aufgereinigt werden um storende Komponenten zu entfernen Clean up Untersuchungsparameter BearbeitenWelcher Stoff in einer Umweltprobe bestimmt werden soll hangt naturlich von dem Analysengrund ab Soll z B Klarschlamm auf eine landwirtschaftlich genutzte Flache ausgebracht werden werden die vom Gesetzgeber in der Klarschlammverordnung mit Grenzwerten versehenen Stoffe analysiert Wichtige Stoffe und Stoffgruppen in der Umweltanalytik sind Schwermetalle z B Cadmium Blei Quecksilber Polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane Polychlorierte Biphenyle PCB Pestizide z B DDT Lindan Toxaphen Mineralolkohlenwasserstoffe MKW Leichtfluchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe LHKW Schwefeldioxid Stickoxide Treibhausgase Kohlendioxid Methan u a Ozon FeinstaubWichtige Summenparameter in der Umweltanalytik sind Adsorbierbare organisch gebundene Halogene AOX Chemischer Sauerstoffbedarf CSB Gesamter organischer Kohlenstoff TOC Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK Literatur BearbeitenAndreas Siegmund Marggraf Chymische Untersuchung des Wassers Chymischer Schriften 1 S 273 306 1768 Robert Angus Smith Air and Rain The Beginnings of Chemical Climatology Longmans Green London 1872 Hubert Hellmann Umweltanalytik von Kohlenwasserstoffen VCH Weinheim 1995 ISBN 3 527 28750 7 Erich Hitzel Bausteine praktischer Analytik Verlag Handwerk und Technik ISBN 3 582 01232 8 Stephan Holler Christoph Schafers Joachim Sonnenberg Umweltanalytik und Okotoxikologie Springer Verlag Berlin 1996 ISBN 3 540 58718 7 Hubert Hein Wolfgang Kunze Umweltanalytik mit Spektrometrie und Chromatographie Wiley VCH Weinheim 2004 ISBN 3 527 30780 X Wolfgang Schwack Michelangelo Anastassiades Ellen Scherbaum Ruckstandsanalytik von Pflanzenschutzmitteln Multimethoden versus Wirkstoffvielfalt Chemie in unserer Zeit 37 5 S 324 335 2003 doi 10 1002 ciuz 200300298 Analysenmethoden im Abfall und Altlastenbereich Schweizer Bundesamt fur Umwelt 2013 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Umweltanalytik amp oldid 166228396