Band 7 Analysenverfahren - Fachgremium Altlastenanalytik
Die in den Teilen 1, 3 und 4 beschriebenen Verfahren wurden vom Fachgremium Altlastenanalytik für den täglichen Vollzug der Altlastenbearbeitung konzipiert und werden daher zum Teil auch in der Bundesbodenschutzverordnung (PAK; BBodSchV, Tab. 5) bzw. in landesspezifischen Gesetzen (BTX/LHKW in NRW, § 25 LAbfG) berücksichtigt.
Alle hier beschriebenen Verfahren sind durch mehrere Ringversuche (arbeitskreis-intern und extern) validiert.
In gedruckter Form liegen nur die Teile 1, 3 und 4 vor und können beim HLNUG bezogen werden. Schutzpreis jeweils 5,- Euro.
Teil 1 Bestimmung von Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen in Feststoffen aus dem Altlastenbereich (1998)
Handbuch Altlasten Band 7, Teil 1 (278 KB)
Das hier beschriebene Verfahren mündet sowohl in die Bestimmung der PAK mittels GC-MS als auch mittels HPLC-UV/FLD. Im GC-Teil berücksichtigt es bereits die Entwicklungen einer künftigen ISO-Norm (Norm-Entwurf ISO/DIS 18287, Ausgabe: 2003-10 , englisch: Bodenbeschaffenheit - Bestimmung der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) - Gaschromatographisches Verfahren mit Nachweis durch Massenspektrometrie (GC-MS)), die sich allerdings nur mit GC-MS befasst. Der entscheidendere Schritt ist die Extraktion, die auf eine bewährte Vorgehensweise aus dem Bereich der landwirtschaftlichen Untersuchungen zurückgeht. Dieses Verfahren bildet auch einen wichtigen Baustein für die künftige ISO-Norm.
Die Einspruchsfrist für diesen ISO/DIS endet am 30.04.2004.
Teil 3 Bestimmung von Mineralöl-Kohlenwasserstoffen mittels Kapillargaschromatographie in Feststoffen aus dem Altlastenbereich (2001)
Handbuch Altlasten Band 7, Teil 3 (257 KB) MKW (GC-FID)
BAM-Abschlussbericht (347 KB)
Anhang 2.1 zum BAM-Abschlussbericht (107 KB)
Anhang 2.2 zum BAM-Abschlussbericht (137 KB)
Die Extraktion der MKW mit 1,1,2-TRICHLORTRIFLUORETHAN wurde durch ACETON, PETROLETHER, KOCHSALZ und WASSER abgelöst, die Detektion erfolgt mit GC-FID. Hier handelt es sich um denselben Extrakt, wie er in Band 7 Teil 1 für die PAK beschrieben ist. Somit können aus einem einzigen, jedoch geteilten Extrakt gleich zwei eng zueinander gehörige Zielgruppen analysiert werden. Die Randbedingungen der Identifizierung und Quantifizierung sind deckungsgleich mit dem Konzept der für Böden im ISO TC 190 (ISO/DIS 16703:2002) bereits seit vielen Jahren festgelegten Konzeption (C10 bis C40). Beide Verfahren, die FGAA-Methode und das des ISO/DIS, werden derzeit überarbeitet. So hat sich herausgestellt, daß der bei FGAA formulierte Umlösungsschritt durch zweimaliges Waschen mit Wasser ersetzt werden kann. Beim Einengen des Extraktes besteht die Gefahr, daß bei hohen PAK-Konzentrationen diese im Petrolether ausfallen und vor der Extraktreinigung - ohne die Elutropie des Extraktes zu verändern - nicht wieder in Lösung gebracht werden können. Dagegen hat sich inzwischen beim ISO/DIS das Verhältnis von Extraktionsmittel zur Einwaage als zu gering herausgestellt.
Einzelheiten hierzu finden sich im Abschlussbericht des F + E Vorhabens der BAM: "Gezielte Untersuchung und Optimierung der Verfahrensschritte für die gaschromatographische Bestimmung von Mineralölkohlenwasserstoffen in Feststoffen aus dem Altlastenbereich nach der Methode des FGAA", Februar 2003.
Dieser Abschlußbericht wird durch verschiedene photographische Abbildungen (Anhang 2.1 und Anhang 2.2) ergänzt.
Die BAM hat eine Excel-Version für die Berechnung von Aceton in Heptan erstellt.
Teil 4 Bestimmung von BTEX/LHKW in Feststoffen aus dem Altlastenbereich (2000)
Handbuch Altlasten Band 7, Teil 4 BTX/LHKW (240 KB)
Das Verfahren beruht auf der sofortigen Konservierung des Bodenmaterials im Feld, indem der Boden - am besten durch einen geeigneten Kernstecher - in eine vorgelegte Masse eines geeigneten Lösungsmittels gegeben wird. Die Einwaage wird dann im Labor durch Rückwiegen ermittelt. Von diesem Extrakt wird ein kleines Volumen abgenommen und in Wasser gegeben. Die analytische Bestimmung der BTEX/LHKW kann dann mit allen Verfahren der Wasseranalytik durchgeführt werden. Aus diesem Verfahren wird demnächst eine ISO-Norm hervorgehen: ISO/CD 22155:2002, die allerdings nur die statische Dampfraumanalysenmethode des Wassers zum Gegenstand hat. Das FGAA-Verfahren wird in einem staatlichen Labor in hohem Maße auch für Klärschlämme eingesetzt und hat sich bestens bewährt. Allerdings muß dann dem erhöhten Wasseranteil des Schlammes bei der Berechnung des Endergebnisses Rechnung durch ein additives Glied Vwp in der Auswertungsformel [2] des Manuskriptes getragen werden:
Vwp = Volumen des Wasseranteils in der Probe
xxxxxxx(= Index wp) bzw. im Klärschlamm
Das in der Probe vorhandene Wasser vergrößert das Volumen des Extraktionsmittels, z.B. METHANOL.
Bei Böden wurde der Wasseranteil deshalb vernachlässigt, da er nur bei deutlichem Überschreiten von 10 % (m/m) in die signifikanten Stellen eingeht. Wenn jedoch aus dem gesättigten Bereich Proben gewonnen werden, ist der Wasseranteil nicht zu vernachlässigen und kann nach der oben wiedergegebenen Formel berücksichtigt werden.
Im Rahmen des arbeitskreisinternen Ringversuches hat ein Labor eine systematische Untersuchung des Verhaltens der LHKW durchgeführt, die zum Einen zeigt, wie groß der Unterschied ist zwischen der sofort Überschichteten Probe und der trocken abgepackten.
Zweitens wurden systematische Untersuchungen über das Verhalten der Lagerung der Probe bzw. des Extraktes für die Zeit von 10 Tagen durchgeführt.
Drittens hatte dieses Labor die nach FGAA vorgesehene Methode der bisher vielfach angewandten Dampfraumanalysentechnik nach Überschichtung mit Wasser - wie sie auch in US EPA 5021 (volatile organic compounds in soils �; Dez. 96) - beschrieben ist, gegenüber gestellt.
- Labor4 (1,1 MB)
Hier ist ein experimenteller Vergleich zwischen der Praxis der trockenen Probengewinnung und der Methode nach FGAA dokumentiert. Gleichzeitig wird der spezielle Probenstecher abgebildet, der für diese Untersuchungen verwendet wurde.
Diese Untersuchung hat nicht zuletzt zu der Handlungsempfehlung des Landes Baden-Württemberg geführt: "Empfehlungen zur Entnahme von Feststoffproben für die Analyse auf leichtflüchtige Verbindungen im Altlastenbereich"; Hrsg: Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg, Abteilung 4 - Wasser und Altlasten; im Druck erschienen als Anlage zu den Altlasten und Boden-News 2/2002 der LfU.
Teil 5 Bestimmung von ausgewählten sprengstofftypischen Verbindungen mittels Kapillargaschromatographie in Feststoffen aus dem Altlastenbereich (2004)
Handbuch Altlasten Band 7, Teil 5 STV (774 KB)
Zur analytischen Untersuchung von Feststoffproben auf sprengstofftypische Verbindungen an Rüstungsaltstandorten gibt es keine genormten oder standardisierten Analysenverfahren. Auch wird es in absehbarer Zeit weder bei DIN noch bei ISO (TC 190; Bodenbeschaffenheit) Normierungsarbeiten für die analytischen Bestimmung von sprengstofftypischen Verbin-dungen in Böden geben.
Da aber an zwei großen ehemaligen Rüstungsaltstandorten in Hessen schon langjährig flächenhafte Erkundungen stattfinden, war es erforderlich, eine einheitliche Vorgehensweise vorzugeben.
Das jetzt hier allgemein beschriebene Verfahren wurde 1999 zusammen mit einer ganzen Reihe von vertraglich festgelegten Qualitätsanforderungen im Rahmen von Ausschreibun-gen in verschiedenen Laboratorien etabliert und seither in der Routine angewandt und wei-ter verbessert.
Auf der Grundlage dieses Manuskripts wurde im Februar 2004 ein Validierungs-Ringversuch durchgeführt. Dabei hat sich ergeben, dass dieses Verfahren sehr schnell auch von darin nicht geübten Laboratorien eingearbeitet und beherrscht werden kann, sofern die Vorgaben eingehalten werden. Nur ein Labor musste bei fast allen Bestimmungen als Ausreißer eliminiert werden (siehe Tabelle 5, Seite 14). Dieses, ein akkreditiertes Labor, hat sich nachweislich nicht an die Ringversuchsvorgaben gehalten (siehe Anhang F1a) und hatte auch keine Begründung für die Abweichungen entsprechend der Vorgabe der DIN EN ISO 17025 mitgeteilt.
In Kürze wird auch das oben genannte Manuskript in endgültiger Fassung an dieser Stelle veröffentlicht. Hierbei ergeben sich im Prinzip nur folgende Änderungen:
Die Verfahrenskenngrößen gemäß der Tabelle 1 auf Seite 6 der statistischen Auswertung werden in das Manuskript eingefügt.
Die Variante der sauren Extraktion nach Anhang B bei ggf. stark alkalisch reagierender Feststoffmatrix wird gestrichen.
Die Dokumentation der Ringversuchsergebnisse findet sich in dem hier eingefügten Schriftstück.
RV STV Abschlußbericht (2210 KB) Stand Januar 2005
BAM: Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben Methodenvalidierung Tri-Halde, Berlin (856 KB) Stand Juni 2002
Teil 6 Arbeitshilfe - Angabe der Messunsicherheit bei Feststoffuntersuchungen aus dem Altlastenbereich (2003)
Handbuch Altlasten Band 7, Teil 6 (348 KB) Stand 29.10.03 - 2. Version
In der BBodSchV wird die Angabe der Messunsicherheit gemäß der Normen DIN 1319 Teil 3 und DIN 1319 Teil 4 verlangt. Diese beiden Normen sind jedoch schwer verständlich und daher für den Laboralltag nicht geeignet. Ebenso ist nach DIN EN ISO/IEC 17025 : 2000-04 für Prüf- und Kalibrierlaboratorien erforderlich, die Messunsicherheit ihrer Analysenverfahren im Prüfbericht anzugeben. Für die Laboratorien, die die Messunsicherheit angeben müssen, wurde eine Arbeitshilfe zum Thema "Unsicherheit von Messergebnissen" erstellt. Diese enthält sowohl theoretische Grundlagen: Kapitel 3 und 4, als auch praktische Anwendungen: Anlagen. Sie wendet sich auch an Behörden, die bei der Bewertung von Analysenergebnissen zukünftig die Messunsicherheit berücksichtigen müssen (Kapitel 7). Die Arbeitshilfe behandelt neben einfachen Grundlagen nur die Bestimmung und Bewertung der Messunsicherheit bei der analytischen Untersuchung von Feststoffen, speziell von Altlastenproben. Die Unsicherheitsproblematik der Probennahme ist nicht Gegenstand dieser Abhandlung. Die Arbeitshilfe ist möglichst einfach gehalten und ohne größeren experimentellen bzw. mathematischen Aufwand durchführbar. Anwendern, die sich nicht für die theoretischen Grundlagen interessieren, wird empfohlen, nur die Kapitel 6 und 7 sowie die Anlagen 2 bis 4 zu lesen. Zusätzlich sind Vorschläge zur Vereinheitlichung der Angabe der Messunsicherheit sowie der Darstellung im Bericht gemacht worden.