AT350508B - Verfahren zur quantitativen bestimmung von quecksilber in organischen materialien, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Quecksilber in organischen Materialien, bei dem die Proben mit Hilfe eines mechanisierten Aufschlusssystems mit einem Gemisch aus Chlorsäure und Salpetersäure aufgeschlossen werden, und das im   Aufschlussrückstand   verbleibende Quecksilber durch Zugabe eines Reduktionsmittels ausgetrieben, an einem Absorber gesammelt und durch Erhitzen des Absorbers auf einmal in eine Küvette eines Atomabsorptionsspektralphotometers gespült und vermessen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 



   Die Bestimmung kleinster Quecksilbermengen in organischen Proben, z. B. Lebensmittel, Futtermittel, Bodenproben usw., ist heute ein wesentlicher Bestandteil der Umweltanalytik. Die gängigen Analysenverfahren bestehen aus einer nasschemischen Aufschlussmethode, wobei Probenmengen von mehreren Gramm in grossen Glaskolben mit oxydierenden Reagenzien   (z. B.   Schwefelsäure, Salpetersäure, Perchlorsäure) unter Kochen aufgeschlossen werden. Die Glaskolben sind oben mit   Rückflusskühlern   versehen, um aus dem Aufschlussgemisch ausgetriebenes Quecksilber zurückzuhalten. Das im Aufschlussrückstand verbleibende Quecksilber wird atomabsorptionsspektrometrisch nach einem Verfahren von Hatsch und Ott, Analytical Chemistry,   Vol. 40, No. 14,   1968,2085, bestimmt.

   Dabei wird das in der Probelösung befindliche Quecksilber durch eine einmalige Zugabe einer   SnCl2-Lösung   reduziert, mit einem Trägergasstrom unmittelbar in die Küvette eines Atomabsorptionsspektrometers gespült und gemessen. Da das Quecksilber dabei nur nach und nach aus der Probelösung ausgetrieben wird, gelangt immer nur ein kleiner Teil davon in die Küvette zur Messung. Daraus resultiert eine entsprechend geringe Empfindlichkeit dieser Messtechnik von etwa 10 ng Quecksilber. In weiterer Folge müssen daher Probemengen von mehreren Gramm aufgeschlossen werden, um die für Kontrollanalysen notwendige Grenzkonzentration von    1. 10-7 bis   
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   Der Aufschluss von mehreren Gramm Probenmaterial führt jedoch leicht zu Analysenfehlern durch unkontrolliertes Einschleppen von Blindwerten bedingt durch grosse Mengen an Aufschlussreagenzien bzw. grosse   Aufschlussgefässe.   



   Analoge nasschemische Aufschlussverfahren sind auch in der Zeitschrift für analytische Chemie, Band 274,1975, Seiten 275 bis 278, beschrieben. Eine zugehörige mechanische Vorrichtung zur Durchführung dieses Aufschlussverfahrens ist in der Zeitschrift für analytische Chemie, Band 274,1975, Seiten 271 bis 273 beschrieben. 



   Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem bzw. bei der die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden und dessen Durchführung auch weitgehend mechanisch erfolgen kann. 



   Erfindungsgemäss wird der aus der vorangegangenen Veraschung verbleibende Rückstand mit einer Lösung von Ascorbinsäure versetzt, so dass der Gehalt an Ascorbinsäure 0, 5 bis 2% beträgt. 



   Durch die Zugabe von Ascorbinsäure vor dem Reduktionsschritt wird das hohe Oxydationspotential des Aufschlussrückstandes soweit reduziert, dass das Quecksilber anschliessend mit Hilfe des Reduktionsmittels zum metallischen Zustand reduziert werden kann. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird erstmals ermöglicht, Quecksilber unmittelbar aus stark oxydierenden   Aufschlussrüekständen,   die beispielsweise nach dem Aufschluss organischer Materialien mit   Chlorsäure-Salpetersäure   resultieren, auszutreiben. 



   Durch das Versetzen mit Ascorbinsäure und durch kontinuierliches Zupumpen des Reduktionsmittels   (SnC12-Lösung   oder NaBH4-Lösung) kann das gesamte Quecksilber aus der Probelösung durch Einleiten eines Trägerstromes in die Gasphase überführt werden. 



   Vorteilhafterweise erfolgt die Zugabe des Reduktionsmittels (Lösung von SnC12 oder NaBH4) kontinuierlich über einen Zeitraum von mindestens 4 min. 



   Zur Absorption des Quecksilbers kann ein mit feinverteiltem Silber oder Gold gefülltes Quarzröhrchen in den Trägergasstrom geschaltet werden. Auf diesem Material schlägt sich Quecksilber als Amalgam nieder. Eine eingebaute Heizung ermöglicht ein rasches Erhitzen des Absorberröhrchens, wodurch das gesammelte Quecksilber schlagartig verdampft und vom Trägergasstrom in die Küvette gespült wird. 



   Zur Durchführung von quantitativen Quecksilberbestimmungen nach dem erfindungsgemässen Verfahren wurde eine Vorrichtung entwickelt, die den besonderen Gegebenheiten des neuen Verfahrens Rechnung trägt. 



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung, bestehend aus einem Atomabsorptionsspektrometer mit der zugehörigen Küvette, der das Quecksilber über eine Leitung vom Aufschlussgefäss (Reaktionsgefäss) über 

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 ein Trocknungsrohr und ein Absorptionsrohr zugeführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsrohr mit goldbedampfter Quarzwolle gefüllt ist. Dieses Material besitzt, im Vergleich zu Silberoder Goldwolle eine höhere Lebensdauer und führt vergleichsweise zu besser reproduzierbaren   Analysenergebnissen.   



   Der Vorteil der erfindungsgemässen Messtechnik gegenüber der Messtechnik der herkömmlichen Verfahren besteht darin, dass das gesamte in der Probe vorhandene Quecksilber gleichzeitig zur Messung gelangt, wodurch die Empfindlichkeit vergleichsweise um zwei Zehnerpotenzen gesteigert werden konnte (Nachweisgrenze 0, 1 ng Hg). Dadurch ist es möglich, auf die umständlichen und fehlerbehafteten Aufschlussmethoden für grosse Probenmengen (mehrere Gramm) zu verzichten. Durch Kombination mit einem vollmechanisierten und störungsfreien Aufschlussverfahren (Z. Anal. Chem. 274 (1975) 271 bis 273), bei dem nur 100 bis 200 mg Probe aufgeschlossen werden, resultiert ein neues Verbundverfahren zur Bestimmung von Quecksilber in umweltrelevanten organischen Proben. 



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. 
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 montiert werden kann, und einem Gehäuse, das eine   Pumpe --2-- für   die kontinuierliche Zugabe des Reduktionsmittels, sowie die Stromversorgung für die Absorberheizung und die Steuerung für den Analysenablauf enthält. 



   Ein   Behälter-l-für   Reduktionsmittel ist über die 12 ml/h fördernde Pumpe --2-- mit der Zuleitung - 3-- eines Aufschlussgefässes --4-- (Reaktionsgefäss) verbunden. Über die an die Zuleitung --3-- angeschlossene Leitung --5-- ist Trägergas mit 10 l/h dem Aufschlussgerfäss --4-- zuführbar. Die Zuleitung - ist zusammen mit einer Ableitung --6-- durch einen   Sehliffstopfen-7-hindurchgeführt,   mit dem das   Aufschlussgefäss --4-- verschliessbar   ist. Die   Ableitung --6-- führt   über ein   Mg (CI04) 2   enthaltendes Trocknungsrohr --8-- und einen mit einer Heizwicklung --9-- elektrisch beheizbaren Hg-Absorber in Form des Absorptionsrohres --10-- zu der an beiden Seiten offenen   Küvette --11--.   



   An Hand der Zeichnung lässt sich der Ablauf einer Messung mit der erfindungsgemässen Messeinrichtung verfolgen. 



   Zur Probelösung, die sich nach erfolgtem Aufschluss im Veraschungsgefäss befindet, werden nacheinander 5 ml destilliertes Wasser und 20 ml Ascorbinsäurelösung zugegeben. Anschliessend wird das 
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 und das Messprogramm gestartet. 



   Während der ersten 5 min dieses Programmes wird mit Hilfe der   Pumpe --2-- vom Behälter --1--   Reduktionsmittel in das   Aufschlussgefäss --4-- gepumpt   und das reduzierte Quecksilber mit dem Trägergasstrom über das Trocknungsrohr --8-- in das   Absorptionsrohr --10-- gespült,   wo das gesamte Quecksilber als Amalgam gebunden wird. Anschliessend wird die Pumpe --2-- abgeschaltet und die Heizung 
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 und vom Trägergas in die   Küvette --11-- gespült.  

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Quecksilber in organischen Materialien, bei dem die Proben mit Hilfe eines mechanisierten Aufschlusssystems mit einem Gemisch aus Chlorsäure und Salpetersäure aufgeschlossen werden, und das im Aufschlussrückstand verbleibende Quecksilber durch Zugabe eines Reduktionsmittels ausgetrieben, an einem Absorber gesammelt und durch Erhitzen des Absorbers auf einmal in eine Küvette eines Atomabsorptionsspektralphotometers gespült und vermessen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der aus der vorangegangenen Veraschung verbleibende Rückstand mit einer Lösung von Ascorbinsäure versetzt wird, so dass der Gehalt an Ascorbinsäure 0, 5 bis 2% beträgt. EMI2.4 Reduktionsmittels (Lösung von SnC12 oder NaBH4) kontinuierlich über einen Zeitraum von mindestens 4 min erfolgt.

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   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem Atomabsorptionsspektrometer mit der zugehörigen Küvette, der das Quecksilber über eine Leitung vom Aufschlussgerät (Reaktionsgefäss) über ein Trocknungsrohr und ein Absorptionsrohr zugeführt wird, da- EMI3.1