News

Wasser-Analyse: hohe Temperatur statt toxischer Chemikalien

Das Verbundprojekt LATECOD entwickelte ein Laborgerät weiter, das den Chemischen Sauerstoffbedarf wässriger Proben mithilfe thermischer Methoden ermittelt.

Produktbild CSB Messgerät QuickCODlab

Beim Abbau organischer Substanzen wird immer Sauerstoff verbraucht. Analog ist der Sauerstoffbedarf beim Abbau ein Hinweis auf den Grad der Verschmutzung von Wasser mit organischen Substanzen. In der Wasseranalytik ist daher der sogenannte Chemische Sauerstoffbedarf (CSB; englisch: Chemical Oxygen Demand, COD) ein wichtiger Parameter: Bei der standardisierten nass-chemischen Methode (nach DIN 38409-41) sowie bei Schnelltests (nach DIN 38409-1) gibt der CSB die Menge Sauerstoff an, die benötigt würde, wenn bei der chemischen Oxidation aller im Wasser enthaltenen oxidierbaren Verbindungen nur Sauerstoff als Oxidationsmittel dienen würde. Bislang ist diese Bestimmung aber problematisch: Zum einen stellen die verwendeten Stoffe Dichromat und Quecksilber eine Gefahr für die Umwelt dar. Zum anderen ist der Einsatz kochender Schwefelsäure eine Gefahr für Labor-Mitarbeiter. Es besteht daher Bedarf für ein verbessertes, chemikalienfreies und damit umwelt- und anwenderfreundliches Verfahren.

Diesem Ziel widmete sich nun das neue Verbundprojekt „Test und Bewertung eines Laborgerätes zur Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs ohne Kaliumdichromat mittels Hochtemperatur-Methode (LATECOD)“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Verbundpartner sind die Berliner Wasserbetriebe (BWB) – die Berlin mit Trinkwasser versorgen – und der Messgeräte-Hersteller LAR Process Analysers AG. LATECOD entwickelt ein chemikalienfreies Hochtemperatur-Verfahren weiter, das auf der thermischen Oxidation der Probe bei 1.200°C mit anschließender Detektion des Sauerstoffverbrauchs basiert.

In der ganzen Projektzeit wurden monatliche Projekttreffen und enge Zusammenarbeiten intensiviert, um einen kontinuierlichen Austausch zwischen den Projektpartnern zu ermöglichen und ggf. Problemstellung gemeinsam zu erörtern. In dieser Zeit wurde das Verfahren umfangreich in verschiedenen Anwendungen untersucht und Vergleichsanalysen und Kontrollmessungen durchgeführt. Die Anpassung am System, sowie Probenvorbereitung wurde mit Zusammenarbeit der BWB durchgeführt.

Die Berechnungen zeigten, dass sich das Verfahren für die Anwender auch wirtschaftlich gegenüber des DIN Schnelltests lohnt: Bei rund zwei Proben am Tag amortisieren sich die vergleichsweise hohen Investitionskosten bereits nach etwa zwei Jahren.

Die LAR AG kann nach der Projektlaufzeit sagen, dass es für ein KMU eine positive Erfahrung war, mit einem großen Unternehmen wie BWB ein solches gefördertes Projekt durchzuführen. Die umfangreichen Ergebnisse belegen dies.

Der gesamte organische Kohlenstoff (engl. total organic carbon, kurz: TOC) ist einer der wichtigsten Summenparameter für die Beurteilung der organischen Belastung eines Wassers. Da alle organischen Kohlenstoffverbindungen als Masse Kohlenstoff erfasst und angegeben werden, ist der TOC eine exakt definierbare, absolute Größe und direkt messbar.

Erfahren Sie mehr über TOC Messmethoden.

TOC Messgeräte der LAR Process Analysers AG

Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) kennzeichnet die Menge an Sauerstoff, die zur Oxidation der gesamten im Wasser enthaltenen organischen Bestandteile verbraucht wird und ist damit ein wichtiger Indikator für die Abwasseranalyse. Er wird zur Planung, Steuerung und Reinigungseffizienz betrachtet und ist Grundlage für Kalkulationen der Abwasserentgelte.

Der CSB-Gehalt lässt sich im Labor oder online bestimmen, wobei sich die einzelnen Methoden stark in ihrer Dauer und den zu verwendenden Verbrauchsmaterialien unterscheiden.

Erfahren Sie mehr über Methoden der CSB-Bestimmung.

CSB-Messgeräte der LAR Process Analysers AG

Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) kennzeichnet die Menge an Sauerstoff, der zum biologischen Abbau organischer Verbindungen im Abwasser benötigt wird.

Da der überlicherweise verwendete BSB5 den Abbau von Stickstoff-Verbindungen nicht berücksichtigt (Nitrifikation), eignet sich der Parameter nur unzureichned zur Steuerung und Optimierung von Kläranlagen. Da der Gesamt-BSB den Abbau von Stickstoff- als auch Kohlenstoffverbindungen betrachtet, eignet sich> dieser Parameter hervoragend als Alternative zum BSB5.

Erfahren Sie mehr über die Online BSB-Messung.

Als Toxizität (Giftigkeit) bezeichnet man die direkte schädliche Wirkung von Substanzen auf Organismen. Die toxische Wirkung hängt von der Schadstoff-Konzentration, von der Empfindlichkeit der Organismen sowie von der Inkubationszeit ab. Schon bei geringen Konzentrationen kann diese auftreten.

Es existieren verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Toxizität. Es können jedoch keine Aussagen in Bezug auf die Art der Toxizität getroffen werden, sondern lediglich, dass Toxizität vorliegt. Die Verfahren testen an Fischen, Daphnien, Muscheln, Algen oder Bakterien, ob eine Wasserprobe toxische Effekte bei den Organismen auslöst oder nicht.

Erfahren Sie mehr über die Online Toxizitätsmessung.

BSB-Messgerät und Toxizitätsmessgerät der LAR Process Analysers AG

Der gesamt gebundene Stickstoff (engl. total nitrogen bound, kurz: TNb) spiegelt die Belastung des Wassers mit Stickstoffverbindungen wider. Stickstoff kann in Form von Ammoniak, Ammoniumsalzen, Nitriten, Nitraten und organischen Stickstoffverbindungen vorkommen.

Im Gegensatz zu den Einzelbestimmungen der genannten Komponenten erfasst die TNb-Messung alle Komponenten in einem Analysegang.

Erfahren Sie mehr über die Online TNb-Messung.

Der Gesamtphosphor (TP) ist ein Summenparameter, der organische und anorganische Phosphorverbindungen im Wasser widerspiegelt. Phosphor ist essentieller Nährstoff für Mensch und Natur, jedoch kann die Substanz je nach Konzentration zu schwerwiegenden Schäden führen.

Erfahren Sie mehr über die Online TP-Messung.

TN TP Analysatoren der LAR Process Analysers AG