Element-Speziation

Bestimmung des Arsen - Gesamtgehaltes und des As(III) / As(V) - Verhältnisses in ungarischen Trinkwässern

In der EU wurde unter Aspekten des vorbeugenden Gesundheitsschutzes der Grenzwert für die Belastung des Trinkwassers mit dem Element Arsen auf einen Gesamtgehalt von 10 µg/l festgesetzt. Abgesehen von möglichen anthropogenen Kontaminationen von Oberflächen- und Grundwasser (Pestizide, Düngemittel, Bergbaueinflüsse) treten in bestimmten Gebieten vergleichsweise hohe Arsengehalte geogen bedingt auf. Die erhöhten As- Gehalte finden sich auch im Grundwasser wieder und führen lokal zu Problemen bei der Einhaltung des Grenzwertes bei der Trinkwassergewinnung. Die Wässer müssen entweder mit unbelasteten verschnitten werden oder es müssen aufwendige Aufbereitungsmaßnahmen durchgeführt werden.

Die analytisch-technische Überwachung des geforderten Grenzwertes (As-Gesamtgehalt) bereitet heute mit modernen instrumentellen Verfahren der Spurenanalytik (ICP-MS, Hydrid-AAS) keine Schwierigkeiten. Die Nachweisgrenzen dieser Verfahren liegen teilweise deutlich unter 1µg/l Arsen im Wasser. Diese analytischen Verfahren liefern jedoch keine Informationen über das Auftreten bestimmter Arsenverbindungen, aus dem Rückschlüsse über die Herkunft bzw. über geologische Verhältnisse gezogen werden können. Die Toxizität sowie das chemische Verhalten des Arsens bei Lösungs- oder Adsorptionsprozessen und damit die Möglichkeit der technischen Aufbereitung des Wassers ist jedoch abhängig von der vorliegenden chemischen Form, besonders von der Verteilung auf die Oxidationsstufen As(III) (Arsenit) und As(V) (Arsenat). In der BGR wurde daher ein chromatographisches Trennverfahren (HPLC) einer leistungsfähigen As-Detektion (HG- AAS) vorangeschaltet, um das Vorliegen bestimmter As-Verbindungen in der Probe bestimmen zu können.

Da die in der Probe zum Zeitpunkt der Probenentnahme vorliegenden Arsenverbindungen nicht stabil sind, gibt die später im Labor durchgeführte Analyse nicht die tatsächlichen Gegebenheiten vor Ort wieder. Aus diesem Grund wurde ein einfaches und robustes Verfahren zur Abtrennung von Arsenat (As(V)) aus der Wasserprobe bei der Probenahme mittels eines Ionenaustauschers entwickelt. Dabei wird das Arsenat beim Durchtritt der Wasserprobe durch eine Austauscherkartusche fixiert und so aus der Probe entfernt; das Arsenit verbleibt gelöst in der Probe. Später auftretende Veränderungen der Probe sind unerheblich, da die Verteilung der Arsenverbindungen zwischen fester Austauscherphase und Lösung zum Zeitpunkt der Probenentnahme die eigentliche Information darstellt. Die Arsenkonzentrationen beider Teilproben können zu einem späteren Zeitpunkt im Labor im Spurenbereich störungsfrei bestimmt werden

Weitere Informationen gibt es in folgenden Posterbeiträgen (PDF-Dateien):

• In-situ separation of AsIII & AsV during sampling procedure in natural water (PDF, 150 KB)
  
• Speciation of arsenic compounds in natural water (PDF, 143 KB)