Applikationen

Die Untersuchung von ungünstigen Einflüssen der Luftverschmutzung erfordert semikontinuierliche, schnelle und genaue Messungen anorganischer Spezies in Aerosolen sowie deren Gasphasenbestandteile in der Umgebungsluft. Die vielversprechendsten Geräte, meistens als Dampfkollektoren bezeichnet, sind der Particle-Into-Liquid-Sampler (PILS) gekoppelt mit nasschemischen Analysegeräten, wie z. B. dem Kationen- und/oder Anionenchromatograph (IC), sowie dem Aerosol- und Gasüberwachungsgerät (MARGA) mit zwei integrierten ICs. Beide Geräte beinhalten Gasdenuder, einen Probengeber für Kondensationspartikelwachstum sowie eine Pumpe und Steuergeräte. Während PILS zwei aufeinanderfolgende stationäre Denuder und eine nachgeschaltete Wachstumskammer nutzt, setzt sich das MARGA-System aus einem „Wet Rotating Denuder“ (WRD) und einem „Steam-Jet Aerosol Collector“ (SJAC) zusammen. Obwohl die Aerosolprobengeber von PILS und MARGA über unterschiedliche Baugruppen verfügen, wenden beide die Technik der wachsenden Aerosolpartikel in Tröpfchen in einer übersättigten Wasserdampfumgebung an. Die eingesammelten, zuvor mit dem Träger Wasser gemischten Tröpfchen werden kontinuierlich den Probenschleifen oder Anreicherungssäulen für eine Online-IC-Analyse zugeführt. Während PILS nur für die Probenahme von Aerosolen konzipiert wurde, bestimmt MARGA zusätzlich noch wasserlösliche Gase. Verglichen mit den klassischen Denudern, die Gase aus der der Wachstumskammer nachgelagerten Luftprobe entnehmen, sammelt MARGA die Gasspezies in einem WRD für die Online-Analyse. Im Gegensatz zu den Gasen sind Aerosole durch niedrige Diffusionsgeschwindigkeiten gekennzeichnet und lösen sich deshalb weder in PILS-Denudern noch im WRD. Die richtige Auswahl der ionenchromatographischen Bedingungen für PILS-IC ermöglicht eine präzise Bestimmung der sieben wichtigsten anorganischen Spezies (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, NO3- und SO42-) in feinen Aerosolpartikeln innerhalb von 4 bis 5 Minuten. Bei längeren Analysezeiten (10-15 Minuten) können sogar niedermolekulare organische Säuren aus der Luft, wie z. B. Acetat, Format und Oxalat, analysiert werden. MARGA erleichtert darüber hinaus die Bestimmung von HCl, HNO3, HNO2, SO2 und NH3. PILS und MARGA liefern semikontinuierliche, selbständige Langzeitmessungen (1 Woche) und können partikuläre Schmutzteilchen im ng/m3-Bereich messen.

Diese Studie vergleicht Probennahmedaten aus der Luft, die durch eine filterbasierte Methode gewonnen wurden; diese beinhaltete eine lokale manuelle Filterentnahme gefolgt von einer ionenchromatographischen Analyse mit den durch einen automatischen Particle-Into-Liquid-Sampler in Kombination mit einem Ionenchromatographen (PILS-IC) ermittelten Daten. PILS-IC ist ein einfaches Gerät für die Aerosolprobennahmen, das Messungen beinahe in Echtzeit für Operationen, die längere Zeit nicht überwacht werden, vornimmt, und somit ein unverzichtbares Hilfsmittel für die Überwachung von schnellen Änderungen in der Partikelzusammensetzung von Aerosolen.

Dieses Poster präsentiert die Kopplung eines Particle-Into-Liquid-Samplers (PILS) mit einem Zweikanal-Ionenchromatographen zur Bestimmung der Anionen und Kationen sowie mit einem voltammetrischen Messstand zur Bestimmung der Schwermetalle. Die Leistungsstärke der PILS-IC-VA-Methode wurde anhand von Aerosolproben aus Herisau (Schweiz) demonstriert. Das Abrennen von Wunderkerzen, die zuvor mit Schwermetallsalzen angereichert wurden, simulierte die Verschmutzungsereignisse.

Das Alkaloid Nicotin, das ein wesentlicher Bestandteil der Tabakpflanze ist, lässt sich quantitativ mittels Polarographie bestimmen. Die Bestimmungsgrenze liegt bei weniger als 0,1 mg/L im Polarographiegefäss.

Formaldehyd kann reduktiv an der DME bestimmt werden. Abhängig von der Zusammensetzung der Probe ist es unter Umständen möglich, das Formaldehyd direkt in der Probe zu bestimmen. Treten störende Effekte auf, ist eventuell eine Probenvorbereitung erforderlich, z. B. eine Absorption, Extraktion oder Destillation. Es werden zwei Methoden beschrieben. Bei der ersten Methode wird Formaldehyd direkt in alkalischer Lösung reduziert. Höhere Konzentrationen von Alkali- oder Erdalkalimetallen stellen einen Störfaktor dar. In solchen Fällen kann die zweite Methode zur Anwendung kommen. Formaldehyd wird mit Hydrazin zu einem Hydrazon derivatisiert, das polarographisch in einer Säurelösung gemessen werden kann.

Bestimmung von Natrium, Ammonium, Kalium, Magnesium und Calcium in einem Aerosol in der Umgebungsluft (PM2.5) durch die Aerosolprobennahme mit PILS (Particle Into Liquid Sampler) unter Verwendung der Kationenchromatographie mit direkter Leitfähigkeitsdetektion.

Infolge privater Holzverbrennung sind Konzentrationen von Levoglucosan, Mannosan und Galactosan in der Luft während der Wintermonate meist erhöht. Dagegen kann man in den Sommermonaten einen stärkeren Beitrag der aus biogenen Quellen stammenden Zuckerkomponenten erwarten. Eine optimale Trennung und Empfindlichkeit der auf Luftfiltern gesammelten Saccharidmarker erzielt man auf der Säule Metrosep Carb 2 - 150/4.0 mit anschliessender gepulster amperometrischer Detektion.

Infolge privater Holzverbrennung sind Konzentrationen von Levoglucosan, Mannosan und Galactosan in der Luft während der Wintermonate meist erhöht. Dagegen kann man in den Sommermonaten einen stärkeren Beitrag der aus biogenen Quellen stammenden Zuckerkomponenten erwarten. Eine optimale Trennung und Empfindlichkeit der auf Luftfiltern gesammelten Saccharidmarker erzielt man auf der Säule Metrosep Carb 2 - 150/2.0 mit anschliessender gepulster amperometrischer Detektion.

Bestimmung von Chlorid und Sulfat in Staub mittels Anionenchromatographie und anschliessender Leitfähigkeitsdetektion nach chemischer Suppression.Probe:StaubprobeProbenvorbereitung:0.1 g Staub in 100 mL c(HNO3) gelöst = 0.02 mol/L 0.45 µm Filtrierung

Bestimmung von Chlorid, Nitrit, Nitrat und Sulfat in einem Aerosol in der Umgebungsluft (PM2.5) durch die Aerosolprobennahme mit PILS (Particle Into Liquid Sampler) unter Verwendung der Anionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion nach sequenzieller Suppression.

Während der Herstellung einiger pharmazeutischer Produkte kann Azid entstehen. Weil dieses Explosionen verursachen kann, muss seine Konzentration in der Luft überwacht werden. Auf der Säule Metrosep A Supp 5 - 250/4.0 wird unter Standardbedingungen eine gute Trennung von Azid (N3-) und Standardanionen erzielt.

Es wird eine Bestimmung von Arsen im Staub aus einer Müllverbrennungsanlage durchgeführt. Dies ist notwendig, weil die Umweltgefährdung vom Oxidationsgrad der Arsenspezien abhängt. Aufgrund der verschiedenen pKS-Werte der jeweiligen Anionen erfordert Selenit eine nicht suppressierte Leitfähigkeitsdetektion, während Arsenat am besten mit Suppression bestimmt wird. Die Bestimmung beider Spezien erfolgt jeweils durch Ein- und Auslagerung des Suppressors.

Dieser Artikel beschreibt die Zusammensetzung von atmospherischen anorganischen Gasen und Aerosolen im Südosten und Nordwesten der USA über einen Zeitraum von mehreren Wochen. Die semikontinuierliche Beprobung im Stundentakt erfolgte mit dem MARGA-System von Metrohm Applikon. Die zeitliche Auflösung der Aerosol- und Gaszusammensetzung erlaubt es, Aussagen zur chemischen Herkunft und Hygroskopizität der Partikel zu treffen. Diese sind grundlegend für die Bewertung des Einflusses von Aerosolen auf das Klima.

Dieses Metrohm Whitepaper zeigt die wichtige Rolle der Elektrochemie in den Umweltwissenschaften auf. Die Anwendungen betreffen die Grundlagenforschung für die Brennstoffzelle, die Energie aus Abwasser gewinnt, die Elektrosanierung von kontamierten Böden sowie die elektrochemische CO2-Reduktion aus Treibhausgasen zur Isolierung von Chemierohstoffen.

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