WAn2P, Thema 7 - und Biotechnologie (KMUB)
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Prof. Dr. Harald Platen<br />
Labor für Umweltanalytik <strong>und</strong> Ökotoxikologie<br />
Fachbereich Krankenhaus- <strong>und</strong> Medizintechnik,<br />
Umwelt <strong>und</strong> <strong>Biotechnologie</strong> (<strong>KMUB</strong>)<br />
Fachhochschule Gießen-Friedberg<br />
Wiesenstraße 14<br />
35390 Gießen<br />
Tel. <strong>und</strong> Fax: 0641-309 2533<br />
e-mail: harald.platen@tg.fh-giessen.de<br />
http://kmubserv.tg.fh-giessen.de/pm/platen/<br />
Praktikum<br />
Wasseranalytik 2<br />
(Trinkwasser)<br />
<strong>Thema</strong> 7<br />
PAK-<br />
Bestimmung<br />
mittels DC<br />
4. überarbeitete Auflage<br />
Gießen WS 2007/08<br />
Seite 1 von 9<br />
C:\Users\HPlaten\01_Arbeitsbereich_HP\2000_Lehrveranstaltungen_aktuell\2040_WAnP2\2007-WS\HP2040-<strong>WAn2P</strong>-07-01-PAK-Aufl-04.doc<br />
© byProf. Dr. Harald Platen – FH Gießen-Friedberg – D-35390 Gießen Version/Ausdruck vom 06.11.07 21:58
Prof. Dr. Harald Platen<br />
Praktikum Wasseranalytik 2<br />
<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
Chronologie der Auflagen:<br />
SS 1997 1. Auflage<br />
WS 1997/98 1. Auflage<br />
SS 1998 1. Auflage<br />
WS 1998/99 2. Auflage, Version 1.0 (HTML-Seite)<br />
SS 1999 2. Auflage, aktualisiert zu Version 1.1 (HTML-Seite)<br />
WS 1999/00 2. Auflage, aktualisiert zu Version 1.2 (HTML-Seite)<br />
SS 2000 2. Auflage Version 1.2 (HTML-Seite)<br />
WS 2000/01 2. Auflage, aktualisiert zu Version 1.3 (HTML-Seite)<br />
SS 2001 2. Auflage, Version 1.3 (HTML-Seite)<br />
WS 2001/02 2. Auflage, Version 1.3 (HTML-Seite)<br />
WS 2002/03 2. Auflage, Version 1.3 (HTML-Seite)<br />
WS 2003/04 3. Auflage, völlig neu überarbeitet<br />
WS 2007/08 4. Auflage, aktualisiert<br />
© by Prof. Dr. Harald Platen<br />
Fachhochschule Gießen-Friedberg, Fachbereich 04 <strong>KMUB</strong>, Wiesenstraße 14, D-35390 Gießen.<br />
Seite 2 von 9<br />
Die kommerzielle Verwertung des vorliegenden Dokuments ist, auch auszugsweise, nicht gestattet! Studierenden<br />
der Fachhochschule Gießen-Friedberg ist es gestattet, das Dokument für ihren Eigenbedarf zu<br />
kopieren. Andere Personen, die das Dokument für ihre Zwecke nutzen wollen, können sich über die Nutzungsbedingungen<br />
bei mir informieren. Eine entsprechende Nutzung ist nur nach schriftlicher Bestätigung<br />
durch den Autor dieses Dokuments erlaubt!<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Inhaltsverzeichnis ...............................................................................................................................................2<br />
Abkürzungsverzeichnis <strong>und</strong> Begriffserläuterungen............................................................................................3<br />
1 Einleitung.......................................................................................................................................................4<br />
1.1 Chemische Eigenschaften von PAK ...................................................................................................4<br />
1.2 PAK in der Umwelt ..............................................................................................................................4<br />
1.3 Toxische Eigenschaften......................................................................................................................4<br />
1.4 Dünnschichtchromatographie .............................................................................................................4<br />
1.5 Aufgabenstellung ................................................................................................................................5<br />
2 Material <strong>und</strong> Methoden..................................................................................................................................5<br />
2.1 Methoden zu Arbeitssicherheit <strong>und</strong> Umweltschutz .............................................................................5<br />
2.2 Protokollführung ..................................................................................................................................6<br />
2.3 Extraktion <strong>und</strong> Probenaufreinigung.....................................................................................................6<br />
2.4 Dünnschichtchromatographie .............................................................................................................7<br />
2.5 Auswertung mittels UV-Betrachterbox (qualitativ) <strong>und</strong> DC-Scanner (quantitativ) ..............................7<br />
3 Vorbereitung auf den Versuch, Durchführung <strong>und</strong> Beurteilung der Ergebnisse...........................................7<br />
3.1 Aufgaben/Fragen zur Vorbereitung auf das <strong>Thema</strong> ...........................................................................7<br />
3.2 Durchführung der praktischen Arbeiten ..............................................................................................8<br />
3.3 Aufgaben/Fragen zur Nachbearbeitung <strong>und</strong> als Interpretationshilfe zu den Ergebnissen .................8<br />
4 Literatur .........................................................................................................................................................9<br />
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<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
Abkürzungsverzeichnis <strong>und</strong> Begriffserläuterungen<br />
Abkürzung/Begriff Erläuterung<br />
Abb. Abbildung<br />
Seite 3 von 9<br />
BGBl. B<strong>und</strong>esgesetzblatt<br />
DC Dünnschichtchromatographie<br />
deion. Deionisiert<br />
DIN Deutsche Industrienorm<br />
EN Europäische Norm<br />
GC-FID Gaschromatografie mit Flammenionisationsdetektor<br />
Glchg. Gleichung<br />
HPLC High Performance Liquid Chromatography (Hochleistungsflüssigchromatographie)<br />
ISO International Standardization Organisation<br />
konz. konzentriert<br />
PAH Polycondensed Aromatic Hydrocarbons (= PAK)<br />
PAK Polykondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe<br />
PTFE Polytetrafluorethan (Kunststoff, Handelsbezeichnung: Teflon ® )<br />
Rf<br />
Retention factor (Retentionsfaktor): Quotient aus der Laufstrecken Auftragepunkt-<br />
Sustanz <strong>und</strong> Auftragepunkt-Fließmittelfront nach Abschluss der dünnschichtchromatographischen<br />
Trennung<br />
RGT-Regel Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel; sie sagt aus, dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit<br />
bei einer Temperaturerhöhung um 10°C in etwa verdoppelt.<br />
Die Aussage liefert eine gute Näherung für viele chemische <strong>und</strong> biochemische<br />
Prozesse. Bei einzelnen Vorgängen oder Reaktionen können jedoch auch starke<br />
Abweichungen von der Verdoppelung vorkommen ("Beschleunigungsfaktoren" mit<br />
Werten zwischen 1,5 <strong>und</strong> 4).<br />
SOP Standard Operating Procedure (Standardarbeitsanweisung)<br />
Tab. Tabelle<br />
TrinkwV Trinkwasserverordnung<br />
z.T. zum Teil<br />
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<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
1 Einleitung<br />
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1.1 Chemische Eigenschaften von PAK<br />
Polykondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK, PAH "polycondensed aromatic hydrocarbons")<br />
bestehen aus zwei <strong>und</strong> mehr "aneinander gelagerten" Benzolringen. Die am einfachsten aufgebaute Substanz<br />
dieser Klasse ist das Naphthalin, das aus 2 aromatischen Ringen besteht. PAK sind unpolare Verbindungen,<br />
die sich nur zu einem geringen Teil in Wasser lösen. Strukturbeispiele sind in Abbildung 1 dargestellt.<br />
Die meisten dieser Substanzen fluoreszieren bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, was man sich in<br />
der Analytik zur Detektion <strong>und</strong> zur Identifikation zu Nutze macht.<br />
Abbildung 1:<br />
Darstellung der Strukturformeln<br />
einer Auswahl von<br />
PAK; es handelt sich um<br />
die 6 Leitsubstanzen, die<br />
auch in der Trinkwasserverordnung<br />
[6] namentlich<br />
erwähnt sind. Abbildung<br />
entnommen <strong>und</strong> verändert<br />
aus [5].<br />
1.2 PAK in der Umwelt<br />
PAK entstehen bei jedem Verbrennungsprozeß, an dem organische Substanzen beteiligt sind, i.d.R. als<br />
Spurenbestandteil <strong>und</strong> werden über den Luftpfad weiträumig verteilt. Daneben sind sie auch Bestandteile in<br />
Verbrennungskraftstoffen. Hierbei kommen jedoch auch alkylierte PAK vor, die in PAK-Gemischen aus<br />
Verbrennungsprozessen nicht vorkommen [1, S. 88]. Dies nutzt man gelegentlich zur Beurteilung des Ursprungs<br />
einer Verunreinigung. Eine große Rolle spielen die PAK bei Altlasten von alten Gaswerkflächen. Bei<br />
der Herstellung von Leuchtgas fiel in großen Mengen Teer an, der stark PAK-haltig ist, <strong>und</strong> der seinerzeit in<br />
einfachen Sammelgruben entsorgt <strong>und</strong> zugeschüttet wurden. Hierdurch besteht auch eine Gr<strong>und</strong>wassergefährdung,<br />
da die PAK, auch wenn sie nur in geringem Maße wasserlöslich sind, entsprechend ausgewaschen<br />
werden. Weitere Vorkommen sind Zigarettenrauch, geräucherte Wurst, für die sogar ein Grenzwert<br />
des PAK-Gehalts existiert, <strong>und</strong> alte geteerte Straßenbeläge (im Unterschied zu den heute gebräuchlichen<br />
Bitumenbelägen).<br />
1.3 Toxische Eigenschaften<br />
PAK sind verdächtig auch für den Menschen krebserregend zu sein; für eine Reihe der Verbindungen ist<br />
dies im Tierversuch nachgewiesen. Die Substanz Benzo(a)pyren ist dabei eine der Substanzen, für die dies<br />
als erstes nachgewiesen wurde.<br />
1.4 Dünnschichtchromatographie<br />
Als analytisches Verfahren wird die Dünnschichtchromatographie eingesetzt. Um Feststoff- <strong>und</strong> Wasserproben<br />
analysieren zu können, muß eine Probenaufbereitung erfolgen.<br />
Extraktion: Durch Verwendung eines organischen Lösungsmittels werden den PAK zusammen mit anderen<br />
lipophilen <strong>und</strong> amphiphilen Stoffen aus der Matrix extrahiert. Extraktionen sind zeitabhängige Prozesse; die<br />
Übergangsgeschwindigkeiten der Stoffe aus der Matrix in das Extraktionsmittel sind z.T. stark unterschiedlich.<br />
Die optimale Extraktionszeit muß bekannt sein, sonst erhält man regelmäßig Unterbef<strong>und</strong>e. Durch Ein-<br />
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<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
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trag mechanischer Energie (Schütteln, Beschallung) werden die zu extrahierenden Stoffe in kleine Tröpfchen<br />
zerschlagen; hierdurch vergrößert sich die Oberfläche, was zu einer Beschleunigung des Stoffübertritts in<br />
das Extraktionsmittel führt. Ähnliches kann man auch durch Temperaturerhöhung erreichen (RGT-Regel),<br />
doch nimmt hierbei auch die Reaktionsgeschwindigkeit der Stoffe zu, was zu unerwünschten Substanzverlusten<br />
führen kann.<br />
Aufreinigung durch Säulenchromatographie: Neben den gesuchten Stoffen, die analysiert werden sollen,<br />
werden noch eine Vielzahl anderer Stoffe extrahiert, die eine anschließende dünnschichtchromatographische<br />
Trennung <strong>und</strong> die Detektion der Stoffe erschweren oder gar unmöglich machen. Um diese zu entfernen<br />
bedient man sich säulenchromatographischer Verfahren. Hierbei wird der primäre Extrakt über eine Silicagelsäule,<br />
die mit konz. Schwefelsäure imprägniert ist, geführt. Silicagel hat eine polare, polymere Struktur,<br />
an die polare <strong>und</strong> auch amphiphile Verbindungen mehr oder weniger vollständig binden während unpolare<br />
Stoffe im Elutionmittel gelöst bleiben <strong>und</strong> durch die Säule "durchbrechen". Die konz. Schwefelsäure ist stark<br />
hygroskopisch <strong>und</strong> entzieht organischen Stoffen, die neben Kohlenstoff auch Wasserstoff <strong>und</strong> Sauerstoff<br />
enthalten, aus letzteren beiden Wasser; zurück bleibt Kohlenstoff oder Bruchstücke der ursprünglichen Substanz<br />
(in Glchg. 1 beispielhaft dargestellt für die hydrophile Substanz Glucose). Infolge dieser Reaktionen<br />
wird ein Teil der Störstoffe zerstört, aus dem Extrakt entfernt <strong>und</strong> sie bleiben am Säulenmaterial haften. PAK<br />
sind reine Kohlenwasserstoffe, enthalten demnach keinen Sauerstoff, so dass sie mit Schwefelsäure nicht in<br />
der angegebenen Weise reagieren können; sie passieren damit die Säule unverändert.<br />
C6H12O6 + x H2SO4 → 6 C + x H2SO4 * 6 (H2O) [Glchg. 1]<br />
Dünnschichtchromatographie: Bei der Dünnschichtchromatographie wird der Extrakt auf eine Glasplatte<br />
oder Aluminiumfolie aufgetragen, die mit der stationären Phase belegt ist. Nach Einstellen der Platte in einen<br />
Entwicklungstank transportiert die mobile Phase die aufgetragenen Stoffe mehr oder weniger stark vom<br />
urspünglichen Auftrageort weg. Je nach ihren chemischen Eigenschaften, ob die Wechselwirkungen einer<br />
Substanz mit der stationären oder der mobilen Phase größer sind, werden unterschiedliche Substanzen<br />
verschieden weit transportiert <strong>und</strong> damit voneinander getrennt. Als spezifische Kenngröße, die auch zur<br />
Substanzidentifizierung herangezogen werden kann, dient der Wert des Rf (Quotient aus der Strecke Auftragepunkt-Sustanz<br />
<strong>und</strong> Auftragepunkt-Fließmittelfront). Die Quantifizierung erfolgt über einen Dünnschicht-<br />
Scanner. Dies ist ein optisches Meßverfahren, bei dem die Intensität reflektierten Lichts oder die Fluoreszenz<br />
gemessen wird. Details zur DC <strong>und</strong> Reflektometrie siehe [1] (S. 88-96) <strong>und</strong> [3] (S. 142-153). In der<br />
Wasseranalytik spielt ein Normenentwurf eine gewisse Rolle [4]; in der Praxis der Umweltanalytik haben sich<br />
für die PAK-Bestimmung jedoch GC-FID <strong>und</strong> HPLC durchgesetzt, da diese viel leichter automatisierbar sind.<br />
Zur Erlangung eines gr<strong>und</strong>sätzlichen Verständnises für chromatographische Verfahren eignet sich die DC<br />
jedoch nach wie vor sehr gut.<br />
1.5 Aufgabenstellung<br />
Zwei Bodenproben sind – stellvertretend als Quellen, die Gr<strong>und</strong>wasser verunreinigen können – mit Cyclohexan<br />
zu extrahieren, der Extrakt ist aufzubereiten <strong>und</strong> aus diesem ist der Gehalt an 6 PAK-Einzelstoffen<br />
dünnschichtchromatografisch zu bestimmen. Aus den Messergebnissen ist der PAK-Gehalt, bezogen auf<br />
den Feststoff, zu berechnen <strong>und</strong> mit geeigneten Grenzwerten zu beurteilen. Daneben ist unter Berücksichtigung<br />
der Löslichkeit der PAK eine Gefährdungsabschätzung für Gr<strong>und</strong>wasser vorzunehmen.<br />
2 Material <strong>und</strong> Methoden<br />
2.1 Methoden zu Arbeitssicherheit <strong>und</strong> Umweltschutz<br />
Die Arbeiten werden unter Beachtung der Betriebsanweisungen des Labors für Umweltanalytik <strong>und</strong> Ökotoxikologie<br />
der Fachhochschule Gießen-Friedberg durchgeführt, auf die in den jeweiligen SOP's hingewiesen<br />
wird. Besonders hingewiesen sei auf folgende Verhaltensregeln:<br />
• Bei der Arbeit nicht essen, trinken oder rauchen!<br />
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<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
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• Probenmaterial <strong>und</strong> Lösungen chemischer Stoffe nicht verspritzen. Darauf achten, dass Kleidung nicht<br />
verunreinigt wird!<br />
• Unverzüglich nach Beendigung der Arbeiten die Hände mit Seife reinigen (<strong>und</strong> ggf. desinfizieren, z.B.<br />
nach Umgang mit biologischen Arbeitsstoffen wie z.B. kommunalem Abwasser).<br />
2.2 Protokollführung<br />
Das Protokoll wird entsprechen der Anforderungen in [5] geführt. Zweckmäßigerweise ist das Protokoll wie<br />
folgt zu gliedern.<br />
Protokollabschnitt 1: Bearbeitung der Aufgaben in Abschnitt .3.1 zur Vorbereitung auf den Versuch.<br />
Protokollabschnitt 2: Probenvorbereitung, Aufbereitung <strong>und</strong> dünnschichtchromatographische Trennung<br />
Protokollabschnitt 3: Ergebniserfassung – qualitativ – mittels UV-Betrachtungsbox mit Darstellung<br />
einer Skizze des Aussehens des gesamten Chromatogramms.<br />
Protokollabschnitt 4: Ergebniserfassung – quantitativ – mit DC-Scanner. Die Chromatogramme<br />
(Scan-Resultate) sind Bestandteil dieses Protokollabschnitts.<br />
Protokollabschnitt 5: Auswertung: Berechnung <strong>und</strong> Darstellung der linearen Kalibrierfunktionen mit<br />
Verfahrenskenndaten; Abschätzung der Bestimmungsgrenzen.<br />
Protokollabschnitt 6: Auswertung: Berechnung der Gehalte an PAK-Einzelsubstanzen in den Ursprungsproben;<br />
Abschätzung der Messunsicherheit. Hierzu dürfen Auswertungen<br />
in Excel ® verwendet werden.<br />
Protokollabschnitt 7: Beurteilung der Zuverlässigkeit der Messung(en) unter Berücksichtigung der<br />
Güte der Chromatogramme <strong>und</strong> der Verfahrenskenndaten.<br />
Protokollabschnitt 8: Diskussion der Ergebnisse unter Einbeziehung der Fragen in Abschnitt 3.3.<br />
2.3 Extraktion <strong>und</strong> Probenaufreinigung<br />
Prüfplatzausstattung mit Material<br />
• Analysenwaage mit Wägepapier, Wägeschiffchen, Spatel <strong>und</strong> Reinigungspinsel<br />
• Becherglas, 10 mL<br />
• Becherglas, 200 mL, hohe Form, für heißes Wasser<br />
• Einfülltrichter für Pulver, passend auf die Einwegspritze<br />
• Einwegspritze 10 mL als Aufreinigungssäule<br />
• Extraktionsgefäße (Fassungsvermögen etwa 10 mL) mit Schraubverschluss <strong>und</strong> PTFE-Dichtung<br />
• Glaswolle<br />
• Haworkaball<br />
• Kolbenhubpipette, variabel bis 1000 µL<br />
• Pressluftversorgung mit Flussregler, Schlauch <strong>und</strong> Pasteurpipette<br />
• Pulvertrichter<br />
• Schraubdeckelglas, Fassungsvermögen ca. 10 mL zum Auffangen der Eluate, mit Schraubverschluss<br />
<strong>und</strong> PTFE-Dichtung<br />
• Stativ mit Klemme zum Befestigen der Aufreinigungssäule<br />
• Ultraschallbad<br />
• Vollpipetten, 5 mL<br />
Prüfplatzausstattung mit Chemikalien <strong>und</strong> Reagenzien<br />
• Cyclohexan<br />
• Dichlormethan/Cyclohexan (1:1)<br />
• Kieselgel 60<br />
• Schwefelsäure, konz.<br />
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Praktikum Wasseranalytik 2<br />
<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
Beschreibung des Verfahrens<br />
Das Verfahren ist in SOP 20 [2] <strong>und</strong> SOP 20-2 [3] beschrieben.<br />
2.4 Dünnschichtchromatographie<br />
Prüfplatzausstattung mit Material<br />
• Auftragegerät Camag Linomat IV mit Stickstoffversorgung<br />
• Becherglas als Abfallgefäß<br />
• DC-Plattenreste zur Prüfung der Funktion des Auftragegeräts<br />
• Doppeltrogkammer für DC mit Deckel für Platten, 10 cm x 10 cm<br />
• Fließpapier<br />
• Fön mit Kaltluft<br />
• Gefrierschrank (-18°C)<br />
• HPTLC-Fertigplatten Kieselgel 60 F254 (coffeinimprägniert), 10 cm x 10 cm<br />
• Kleiner Glastrichter, passend auf den 5 mL Kolben<br />
• Messkolben, 5 mL<br />
• Mikroliterspritze, 100 µL<br />
• Plattenschneider<br />
• Tauchfix-Einrichtung mit Tauchbad<br />
Prüfplatzausstattung mit Chemikalien <strong>und</strong> Reagenzien<br />
• PAK-Standardlösung<br />
• mit Paraffin/n-Hexan-Lösung (1+2)<br />
Beschreibung des Verfahrens<br />
Das Verfahren ist in SOP 20 [2] <strong>und</strong> SOP 20-2 [3] beschrieben.<br />
2.5 Auswertung mittels UV-Betrachterbox (qualitativ) <strong>und</strong> DC-Scanner (quantitativ)<br />
Prüfplatzausstattung mit Material<br />
• UV-Betrachterbox<br />
• DC Scanner (TLC Scanner III, CAMAG)<br />
Prüfplatzausstattung mit Chemikalien <strong>und</strong> Reagenzien<br />
• Keine<br />
Beschreibung des Verfahrens<br />
Das Verfahren ist in SOP 20 [2] <strong>und</strong> SOP 20-2 [3] beschrieben.<br />
Seite 7 von 9<br />
3 Vorbereitung auf den Versuch, Durchführung <strong>und</strong> Beurteilung der<br />
Ergebnisse<br />
3.1 Aufgaben/Fragen zur Vorbereitung auf das <strong>Thema</strong><br />
(1) Welche Strukturformeln haben Benzol, Toluol, Xylol <strong>und</strong> Ethylbenzol ("BTXE")? In welchem (chemischen)<br />
Zusammenhang stehen sie zu PAK's? Wodurch unterscheiden sich die BTXE von PAK, so<br />
dass erstere dünnschichtchromatographisch nicht bestimmbar sind?<br />
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<strong>Thema</strong> 7: PAK-Bestimmung mittels DC<br />
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(2) Erklären Sie die Begriffe Adsorption <strong>und</strong> Absorption! In welchem Zusammenhang stehen diese mit der<br />
Dünnschichtchromatographie?<br />
(3) Welche chemische Strukturen haben Silicagel, Schwefelsäure, n-Hexan, Dichlormethan <strong>und</strong> Cyclohexan?<br />
Wozu werden die Stoffe beim vorliegenden Versuch benötigt?<br />
(4) Was versteht man unter lipophilen <strong>und</strong> hydrophilen Lösungsmitteln?<br />
(5) Wie hoch ist die Löslichkeit verschiedener PAK in Wasser?<br />
(6) Beschreiben Sie die dynamischen Prozesse, die der chromatographischen Stofftrennung zu Gr<strong>und</strong>e<br />
liegen. Welche Bedeutung hat dabei der "Nernst'sche Verteilungssatz"?<br />
(7) Stellen Sie dar, was Fluoreszenz bedeutet <strong>und</strong> welche Vorgänge sich hierbei auf molekularer Ebene<br />
abspielen.<br />
(8) Beschreiben Sie die Funktionsweise der Reflektometrie. Welche Gesetzmäßigkeit (analog zum Lambert-Beer'schen<br />
Gesetz in der Photometrie) spielt hier eine Rolle?<br />
3.2 Durchführung der praktischen Arbeiten<br />
Die Arbeiten zu diesem Versuch lassen sich leicht in chronologischer Abfolge durchführen; eine zeitliche<br />
Verschachtelung verschiedener Arbeitsschritte ist nicht notwendig. Folgende Reihenfolge der praktischen<br />
Arbeiten ist durchzuführen:<br />
(1) Vorbesprechung mit der Praktikumsleitung<br />
(2) Einrichtung des Arbeitsplatzes bzw. Verschaffen der Übersicht über das Verfahren.<br />
(3) Probeneinwaage, Extraktion, Aufreinigung.<br />
(4) Beschicken der DC-Platten <strong>und</strong> deren Entwicklung<br />
(5) Qualitative Auswertung (UV-Betrachterkasten)<br />
(6) Quantitative Auswertung (DC-Scanner); Übertragung der relevanten Signaldaten in das Protokoll von<br />
SOP 20-2 [3].<br />
(7) Aufräumen des Arbeitsplatzes.<br />
(8) Ergebnisdiskussion mit der Praktikumsbetreuung (spätestens 2 Tage nach dem Praktikumstermin) mit<br />
Abgabe des Entwurfs eines Prüfberichts.<br />
(9) Weitere 2 Tage später: Abgabe des fertig gestellten Prüfberichts.<br />
3.3 Aufgaben/Fragen zur Nachbearbeitung <strong>und</strong> als Interpretationshilfe zu den Ergebnissen<br />
Zu Protokollabschnitt 2: Probenvorbereitung, Aufbereitung <strong>und</strong> dünnschichtchromatographische Trennung<br />
(1) Notieren Sie ihre Beobachtungen bei den verschiedenen Verfahrensschritten (Extraktion, Silicagelsäule<br />
etc.) <strong>und</strong> dokumentieren Sie die Interpretation(en) ihrer Beobachtungen!<br />
Protokollabschnitt 3: Ergebniserfassung – qualitativ<br />
(1) Fertigen Sie eine Skizze des Aussehens der DC-Platte unter der Betrachterbox an.<br />
(2) Machen Sie sich Notizen zur den Fluoreszenzfarben der „Spots“ auf den DC-Platten.<br />
Protokollabschnitt 4: Ergebniserfassung – quantitativ<br />
(1) Machen Sie sich eine Kopie der Chromatogramme der Standardsubstanzen auf Projektionsfolie, die<br />
sie über die Ausdrucke der anderen Chromatogramme legen können.<br />
(2) Beurteilen Sie anhand des Vergleichs der Chromatogramme der Standardsubstanzen mit denen der<br />
Proben die Identität(-ssicherheit) für die Substanzen in der Probe. Schätzen Sie den Einfluss der<br />
Peakformen auf die Prüfergebnisse ab.<br />
Protokollabschnitt 5: Auswertung: Kalibrierfunktionen, Verfahrenskenndaten, Bestimmungsgrenzen.<br />
(1) Stellen Sie an Hand der Ergebnisse des Dünnschicht-Scanners die Kalibrierfunktionen auf.<br />
(2) Ermitteln Sie die Verfahrenskenndaten der Kalibrierung inklusive der Bestimmungsgrenze.<br />
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(3) Vergleichen Sie die von Ihnen ermittelte Bestimmungsgrenze mit den Vorgaben der Trinkwasserverordnung.<br />
Protokollabschnitt 6: Auswertung: PAK-Gehalte<br />
(1) Berechnen Sie die PAK-Gehalte in den Originalproben! Rechenweg angeben!<br />
(2) Schätzen Sie die Messunsicherheit für die Einzelmessungen ab!<br />
Protokollabschnitt 7: Zuverlässigkeit der Messung(en)<br />
(1) Fassen Sie die Ergebnisse aus Abschnitt 5(2) zusammen <strong>und</strong> beurteilen Sie die Ergebnissicherheit<br />
der Prüfergenisse<br />
Protokollabschnitt 8: Zusammenfassende Beurteilung(en)<br />
(1) Schätzen Sie das Gefährdungspotential ab, das ein Boden, der die von Ihnen bestimmten PAK-<br />
Gehalte aufweist, für Gr<strong>und</strong>wasser/Trinkwasser aufweist (quantitative Betrachtung).<br />
4 Literatur<br />
[1] Hellmann, H. (1986). Analytik von Oberflächengewässern. Verlag Georg Thieme, Stuttgart, FRG.<br />
[2] Wirtz, A., Platen, H. (2000). Dünnschichtchromatographie (Probenaufgabe <strong>und</strong> Auswertung der DC-<br />
Platten). SOP-Nr. 20, Labor für Umweltanalytik <strong>und</strong> Ökotoxikologie, Version 1.3 vom 4.10.2000,<br />
Fachhochschule Gießen-Friedberg, Gießen, FRG.<br />
[3] Wirtz, A., Platen, H. (2001). PAK (dünnschichtchromatographisch). SOP-Nr. 20-2, Labor für Umweltanalytik<br />
<strong>und</strong> Ökotoxikologie, Version 1.4 vom 14.5.2001, Fachhochschule Gießen-Friedberg, Gießen,<br />
FRG.<br />
[4] Schwedt, G. (1996). Taschenatlas der Analytik. 2. überarbeitete Auflage. Verlag Georg Thieme, Stuttgart,<br />
FRG.<br />
[5] Deutsches Institut für Normung (Hrsg.) (19##). DIN 38407 Teil 7 (Vorschlag): Bestimmung von 6 polycyclischen<br />
Kohlenwasserstoffen in Trink- <strong>und</strong> Mineralwasser mittels Hochleistungs-Dünnschicht-<br />
Chromatographie (HPTLC). In: Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- <strong>und</strong> Schlammuntersuchung.<br />
24. Lieferung (F7). VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, FRG <strong>und</strong> Beuth-Verlag, Berlin,<br />
FRG.<br />
[6] B<strong>und</strong>esministerium für Verbraucherschutz, Ernährung <strong>und</strong> Landwirtschaft (2001). Verordnung über<br />
die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch (TrinkwV 2001 - Trinkwasserverordnung)<br />
vom 21. Mai 2001, BGBl. I Nr. 24 vom 28.5. 2001 S. 959<br />
[7] Falbe, J., Regitz, M. (1995). CD Römpp Chemie Lexikon, Version 1.0, 9. korrigierte <strong>und</strong> verbesserte<br />
Auflage, Thieme-Verlag, Stuttgart, FRG, New York (USA)<br />
[8] Deutsche Institut für Normung (Hrsg.) (1986). DIN 38402 Teil 51. Kalibrierung von Analysenverfahren,<br />
Auswertung von Analysenergebnissen <strong>und</strong> lineare Kalibrierfunktion für die Bestimmung von Verfahrenskenngrößen.<br />
In: Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- <strong>und</strong> Schlammuntersuchung.<br />
16. Lieferung (A51). VCH, Weinheim <strong>und</strong> Beuth-Verlag, Berlin.<br />
[9] Deutsche Institut für Normung (Hrsg.) (1994). DIN 32645. Nachweis-, Erfassungs- <strong>und</strong> Bestimmungsgrenze.<br />
Beuth-Verlag, Berlin, FRG.<br />
C:\Users\HPlaten\01_Arbeitsbereich_HP\2000_Lehrveranstaltungen_aktuell\2040_WAnP2\2007-WS\HP2040-<strong>WAn2P</strong>-07-01-PAK-Aufl-04.doc<br />
© byProf. Dr. Harald Platen – FH Gießen-Friedberg – D-35390 Gießen Version/Ausdruck vom 06.11.07 21:58