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Wasser-Analyse: hohe Temperatur statt toxischer Chemikalien

Verbundprojekt LATECOD entwickelt Laborgerät weiter, das den Chemischen Sauerstoffbedarf

mithilfe thermischer Methoden ermittelt.

Produktbild CSB Messgerät für Labore, QuickCODlab

Beim Abbau organischer Substanzen wird immer Sauerstoff verbraucht. Gleichzeitig 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 nasschemischen 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 150 Grad heisser Chrom-Schwefelsäure eine Gefahr für Labor-Mitarbeiter. Ein verbessertes, chemikalienfreies und damit umwelt- und anwenderfreundliches Verfahren ist das Ergebnis des Verbundprojektes LATECOD, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Verbundpartner sind die Berliner Wasserbetriebe – das größte integrierte Wasserver- und Abwasserentsorgungsunternehmen in Deutschland – 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. Das Verfahren wurde umfangreich in verschiedenen Anwendungen untersucht und Vergleichsanalysen und Kontrollmessungen durchgeführt. Die Anpassung am System, sowie Probenvorbereitung wurde in Zusammenarbeit mit den Berliner Wasserbetriebe durchgeführt. Die Berechnungen zeigten, dass sich das
Verfahren für die Anwender auch wirtschaftlich gegenüber des DIN Schnelltests lohnen würde: Bei rund zwei Proben am Tag amortisieren sich die vergleichsweise hohen Investitionskosten bereits nach etwa zwei Jahren.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt LATECOD („Test und Bewertung eines Laborgerätes zur Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs ohne Kaliumdichromat  mittels Hochtemperatur-Methode) im Rahmen der Maßnahme „KMU-innovativ: Ressourceneffizienz und  Klimaschutz". Die Maßnahme gehört zum BMBF-Programm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA3).

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