DIN 38413-6-2007 de 2746 German standard methods for the examination of water waste water and sludge - Single components (group P) - Part 6 Determination of acrylamide - Methode us.pdf

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1、Februar 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 13.060.50!,pv“9778399www.din.deDDIN 38413-6Deu

2、tsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- undSchlammuntersuchung Einzelkomponenten (Gruppe P) Teil 6: Bestimmung von Acrylamid Verfahren mittelsHochleistungs-Flssigkeitschromatographie undmassenspektrometrischer Detektion (HPLC-MS/MS) (P 6)German standard methods for the examination of water, w

3、aste water and sludge Single components (group P) Part 6: Determination of acrylamide Methode using high performance liquidchromatography with mass spectrometric detection (HPLC-MS/MS) (P 6)Mthodes normalises allemandes pour lanalyse des eaux, des eaux rsiduaires et desboues Composants particuliers

4、(groupe P) Partie 6: Dosage de lacrylamide Mthode par chromatographie en phase liquide haute performance et spectromtrie de masse (CLHP-MS/MS) (P 6)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 34 SeitenDIN 38413-6:2007-02 2 Inhalt Seite Vorwort.4 1 Anwendun

5、gsbereich4 2 Normative Verweisungen 5 3 Grundlage des Verfahrens 6 4 Strungen.6 4.1 Probenahme .6 4.2 Extraktion .6 4.3 Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie 7 5 Bezeichnung.7 6 Reagenzien.8 7 Gerte .9 8 Probennahme und Probenaufarbeitung.10 9 Durchfhrung.11 9.1 Probenvorb

6、ereitung.11 9.2 Extraktion .11 9.3 Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie (HPLC).11 9.4 Identifizierung und Quantifizierung mittels Massenspektrometrie (HPLC-MS/MS).12 9.5 Blindwertmessungen.13 10 Kalibrierung13 10.1 Allgemeines13 10.2 Kalibrierung des chromatographischen Bestimmungsschrittes 14 1

7、0.3 Kalibrierung mit internem Standard ber das Gesamtverfahren .15 10.4 Bestimmung der laborinternen prozentualen Wiederfindung.17 11 Auswertung18 12 Angabe der Ergebnisse .18 13 Analysenbericht.19 14 Verfahrenskenndaten 19 Anhang A (informativ) Beispiele fr Adsorbermaterialien 21 Anhang B (informat

8、iv) Beispiele fr HPLC-Sulen 22 DIN 38413-6:2007-02 3 Seite Anhang C (informativ) Beispiele fr HPLC-MS/MS-Bedingungen und -Chromatogramme.23 Anhang D (informativ) Erluterungen.32 Literaturhinweise.34 Bilder Bild C.1 Chromatogramm von Acrylamid, bergang: 72 5524 Bild C.2 Chromatogramm von Acrylamid, b

9、ergang: 72 4425 Bild C.3 Chromatogramm von Acrylamid-D3, bergang: 75 58.26 Bild C.4 Chromatogramm von Acrylamid, Bezugslsung (25 ng/l), bergang: 72 55.28 Bild C.5 Chromatogramm von Acrylamid, Wasserprobe, bergang: 72 55.29 Bild C.6 Chromatogramme von Acrylamid (oben, bergang: 72 55) und Acrylamid-D3

10、(unten, bergang: 75 58).31 Tabellen Tabelle 1 Stoffbezogene physikalische und chemische Daten von Acrylamid 5 Tabelle 2 Ausgewhlte Massenbergnge zur Identifizierung und Quantifizierung .13 Tabelle 3 Bedeutung der Indizes14 Tabelle 4 Verfahrenskenndaten fr Acrylamid mittels HPLC-MS/MS nach DIN 38402-

11、4220 Tabelle A.1 Beispiele geeigneter Sorbentien fr die Festphasenextraktion von Acrylamid21 Tabelle B.1 Beispiele empfohlener HPLC-Sulen fr die Chromatographie von Acrylamid.22 DIN 38413-6:2007-02 4 Vorwort Diese Norm wurde gemeinsam mit der Wasserchemischen Gesellschaft eine Fachgruppe in der Gese

12、llschaft Deutscher Chemiker aufgestellt (siehe Anhang D). Es ist erforderlich, bei den Untersuchungen nach dieser Norm Fachleute oder Facheinrichtungen einzuschalten und bestehende Sicherheitsvorschriften zu beachten. Bei Anwendung der Norm ist im Einzelfall je nach Aufgabenstellung zu prfen, ob und

13、 inwieweit die Festlegung zustzlicher Randbedingungen erforderlich ist. Zu DIN 38413 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Einzelkomponenten (Gruppe P)“ gehren weitere Teile. Eine bersicht der Gruppen A bis T der Deutschen Einheitsverfahren“ enthlt Anhang D. Die A

14、nhnge A bis D sind informativ. WARNUNG Anwender dieser Norm sollten mit der blichen Laborpraxis vertraut sein. Diese Norm gibt nicht vor, alle unter Umstnden mit der Anwendung des Verfahrens verbundenen Sicherheitsaspekte anzusprechen. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, angemessene Sicherh

15、eits- und Schutzmanahmen zu treffen und sicherzustellen, dass diese mit nationalen Festlegungen bereinstimmen. 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren fr die Bestimmung von Acrylamid (siehe Tabelle 1) in Trinkwasser, Oberflchenwasser und Rohwasser, das fr die Trinkwasseraufbereitung bestim

16、mt ist, fest. In Abhngigkeit von der Matrix kann von einem Arbeitsbereich oberhalb von 0,03 g/l ausgegangen werden. Die Bestimmungen werden mit Probenvolumina zwischen 100 ml und 500 ml durchgefhrt. DIN 38413-6:2007-02 5 Tabelle 1 Stoffbezogene physikalische und chemische Daten von Acrylamid Molare

17、Masse Name Summen-formel Strukturformel CAS-RNag/mol Acrylamid C3H5NO H2CCHCNH2O79-06-1 71,08 aCAS-RN: Chemical Abstracts System Registration Number. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur di

18、e in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 12691, Laborgerte aus Glas Vollpipetten mit einer Marke, schnell-ablaufend, Wartezeit 15 Sekunden, Klasse AS DIN 38402-12, Deutsche Einheitsverfah

19、ren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Probenahme aus stehenden Gewssern (A 12) DIN 38402-13, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Probenahme aus Grundwasserleitern (A 13) DIN 38402-14, Deuts

20、che Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Probenahme von Rohwasser und Trinkwasser (A 14) DIN 38402-15, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Probenahme aus Fliegewssern (A 15)

21、DIN EN ISO 1042, Laborgerte aus Glas Messkolben DIN EN ISO 4788, Laborgerte aus Glas Messzylinder und Mischzylinder DIN 38413-6:2007-02 6 DIN EN ISO 4796-2, Laborgerte aus Glas Flaschen Teil 2: Flaschen mit konischem Hals 3 Grundlage des Verfahrens Acrylamid wird mittels Festphasenextraktion aus der

22、 Wasserprobe extrahiert. Zur chromatographischen Bestimmung wird die Hochleistungs-Flssigkeits-chromatographie mit massenspektrometrischer Detektion (HPLC-MS/MS) eingesetzt. 4 Strungen 4.1 Probenahme Um Fehler zu vermeiden, Proben unter Bercksichtigung der Fest-legungen nach DIN 38402-12 bis DIN 384

23、02-15 nehmen. Die Anwesenheit von Oxidationsmitteln (Chlor, Chlordioxid, Ozon) kann zu einer Erniedrigung der Acrylamidkonzentration fhren. Daher nach Abschnitt 8 entsprechenden Wasserproben Natriumthiosulfat-Pentahydrat zufgen. Oberflchenwsser und durch Oberflchenwasser beeinflusste Wsser sind nach

24、 der Probenahme nicht lnger als einen Tag stabil. Ist eine lngere Lagerung nicht zu vermeiden, die Proben durch Zusatz von Natriumazid konservieren (siehe Abschnitt 8). 4.2 Extraktion Die im Handel erhltlichen Sorbensmaterialien auf der Basis von Aktivkohle sind hufig von unterschiedlicher Qualitt.

25、Von Charge zu Charge knnen beachtliche Schwankungen hinsichtlich Qualitt und Selektivitt auftreten. Die Kalibrierung und Analyse stets mit Material aus einer Charge durchfhren. Einige Sorbensmaterialien auf der Basis von Aktivkohle enthalten in Ab-hngigkeit von ihrem Herstellungsprozess gegebenenfal

26、ls Feinstaubanteile, die von der PE-Fritte der Extraktionskartusche nicht vollstndig zurck-gehalten werden knnen. DIN 38413-6:2007-02 7 Werden solche Materialien verwendet, gegebenenfalls eine Eluatfiltration mit einem Spritzenfilter vornehmen, um einer Verstopfung des Injektionssystems vorzubeugen.

27、 Vorzugsweise Produkte verwenden, die keine Feinstaubanteile enthalten (Beispiele siehe Anhang A). In Abhngigkeit von der Krnung des verwendeten Sorbensmaterials verbleibt nach dem Trocknungsschritt eine gewisse Restfeuchte. Whrend der Elution mit Methanol gelangt Wasser aus dem Adsorbens in das Elu

28、at. Um Strungen bei der Konzentrierung des Eluats zu vermeiden, sollte das Endvolumen nicht weniger als 1 ml betragen. 4.3 Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie In Abhngigkeit von den chromatographischen Bedingungen werden meist Retentionszeiten fr Acrylamid zwischen 2,5 m

29、in und 10 min erreicht (Beispiele in Anhang C). Um Strungen der Peaksymmetrie zu vermeiden, die chromato-graphischen Bedingungen so whlen, dass die Retentionszeit (RT) mindestens der doppelten Totzeit entspricht. Die Peaksymmetrie kann durch groe Injektionsvolumen nachteilig beeintrchtigt werden, we

30、nn zum Zeitpunkt der Injektion eine grere Abweichung der Lsemittelzusammensetzung der injizierten Probe und des Laufmittelgemisches vorliegt; dies auch bei einer Direktinjektion der Wasserprobe (ohne vorherige Festphasenextraktion) bercksichtigen. Die Leistungsfhigkeit und Stabilitt des Analysensyst

31、ems sollte (z. B. durch Verwendung eines Messstandards) geprft werden. Um Strungen zu vermeiden, alle Gertekomponenten der HPLC, der Ionisierungseinrichtung und des Massenspektrometers nach Angaben des Herstellers in Betrieb nehmen. Die Einstellungen regelmig kontrollieren. 5 Bezeichnung Bezeichnung

32、 des Verfahrens zur Bestimmung von Acrylamid in Wasser mittels Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie und massenspektro-metrischer Detektion (HPLC-MS/MS) (P 6): Verfahren DIN 38413 P 6 DIN 38413-6:2007-02 8 6 Reagenzien 6.1 Allgemeines Als Reagenzien soweit erhltlich, solche des Reinheitsgrades zu

33、r Analyse“ oder zur Rckstandsanalyse“ verwenden. Der Gehalt der Reagenzien an Verunreinigungen, die zum Blindwert beitragen, muss vernachlssigbar klein sein. Den Blindwert regelmig, vor allem bei Verwendung einer neuen Charge, prfen. 6.2 Wasser, blindwertfrei. Die Beschaffenheit des Wassers muss gep

34、rft werden. 6.3 Betriebsgase fr die Massenspektrometrie hoher Reinheit und nach den Angaben des Gerteherstellers. 6.4 Stickstoff hoher Reinheit, Volumenanteil mindestens 99,996 %, zur Sorbenstrocknung nach der Probenextraktion. 6.5 Lsemittel, z. B. Methanol, CH3OH; Acetonitril, CH3CN; (HPLC-grade).

35、6.6 Natriumthiosulfat-Pentahydrat, Na2S2O3 5 H2O. 6.7 Natriumazid, NaN3. 6.8 Adsorbens aus Aktivkohle mit hoher spezifischer Oberflche (z. B. grer 1 000 m2/g). Adsorbentien verschiedener Hersteller (siehe Anhang A) knnen verwendet werden, vorausgesetzt, die Wiederfindung fr Acrylamid ist bei einer K

36、onzentration von 0,1 g/l (z. B. Aufarbeitung einer 500-ml-Probe nach 9.2) grer als 70 %. 6.9 Herstellung der Bezugslsungen 6.9.1 Acrylamid-Stammlsung Z. B. 50 mg der Referenzsubstanz Acrylamid (siehe Tabelle 1) definierter Reinheit in einem 100-ml-Messkolben vorlegen, mit Methanol (6.5) lsen und bis

37、 zur Marke auffllen. Die methanolische Stammlsung bei hchstens 6 C lichtgeschtzt aufbewahren; sie ist mindestens drei Monate haltbar. DIN 38413-6:2007-02 9 6.9.2 Wssrige Acrylamid-Bezugslsung fr die Kalibrierung ber das Gesamtverfahren Z. B. 1 ml der Acrylamid-Stammlsung (6.9.1) in einem 100-ml-Mess

38、-kolben vorlegen und anschlieend mit Wasser (6.2) bis zur Marke auffllen. Die wssrige Bezugslsung bis zum Gebrauch bei hchstens 6 C lichtgeschtzt aufbewahren; sie ist nur kurze Zeit haltbar und wird daher arbeitstglich hergestellt. In Abhngigkeit vom Arbeitsbereich kann ein weiterer Verdnnungsschrit

39、t nach 6.9.2 notwendig sein. 6.10 Interner Standard BEISPIEL Acrylamid-D37 Gerte 7.1 Allgemeines Gerte oder Gerteteile, die mit der Wasserprobe oder dem Extrakt in Berhrung kommen, mssen frei von Rckstnden sein, die Blindwerte verursachen knnen. Vorzugsweise Gerte aus Glas, nicht rostendem Stahl und

40、 PTFE (Polytetrafluorethen) verwenden. 7.2 Standflaschen aus Glas, vorzugsweise aus braunem Glas, Nennvolumen 100 ml, 250 ml oder 500 ml, z. B. Laborflasche ISO 4796-2 250 NJ. 7.3 Messzylinder, Nennvolumen 100 ml, 250 ml oder 500 ml, z. B. nach DIN EN ISO 4788. 7.4 Messkolben, Nennvolumen 10 ml, 25

41、ml, 50 ml, 100 ml und 500 ml, z. B. Messkolben ISO 1042 A100 C. 7.5 Vollpipetten, verschiedene Nennvolumina 1 ml und 50 ml, z. B. Pipette DIN 12691 VPAS 1. 7.6 Eindampfvorrichtung zum Einengen der Probenextrakte und Aufkon-zentrieren der Proben. DIN 38413-6:2007-02 10 7.7 Glasgefe, mit inertem Versc

42、hluss (z. B. Vials mit PTFE-beschichteten Septen) zum Auffangen und Aufbewahren der Extrakte fr den manuellen bzw. automatischen Betrieb. 7.8 Glass oder Polypropylen-Kartuschen, Bettvolumen 6 ml, gepackt mit 1 g Aktivkohle (6.8). 7.9 Hochleistungs-Flssigkeitschromatograph mit massenspektro-metrische

43、m Detektor (HPLC-MS/MS), Gasversorgung entsprechend den Angaben des Gerteherstellers. 7.10 HPLC-Sule, zur Chromatographie von Acrylamid (Beispiele siehe Anhang B). 7.11 Glasfaserfilter aus Borosilicatglas, Faserdurchmesser 0,75 m bis 1,5 m, mit anorganischem Bindemittel. 7.12 Mikromembranfilter, gee

44、igneter Spritzenfilter z. B. aus Celluloseacetat (0,45 m), zur Reinigung des Probeneluates. 8 Probenahme und Probenaufarbeitung Proben unter Bercksichtigung der Festlegungen nach DIN 38402-12, DIN 38402-13, DIN 38402-14 und DIN 38402-15 nehmen. Zur Probenahme sorgfltig gereinigte Standflaschen (7.2)

45、 verwenden, und vor dem Einsatz mit dem zu beprobenden Wasser splen; die Schliffstopfen in gleicher Weise behandeln. Die Standflaschen vollstndig mit dem zu untersuchenden Wasser fllen. Zu Wasserproben, die eine Restkonzentration an Oxidationsmitteln (Chlor, Chlordioxid, Ozon) enthalten, Natriumthio

46、sulfat-Pentahydrat (6.6) zufgen, so dass sich eine Konzentration von etwa 100 mg/l ergibt (siehe 4.1). Die Wasserproben so bald wie mglich nach der Probenahme aufarbeiten. Ist eine Lagerung nicht zu vermeiden, die Proben bei hchstens 6 C im Dunkeln aufbewahren. Ist eine Lagerung von mehr als einem T

47、ag notwendig, durch Ober-flchenwasser beeinflusste Proben (z. B. Flusswasser oder Uferfiltrat) Natriumazid (6.7) zufgen, so dass sich eine Konzentration von etwa 40 mg/l ergibt. Auf diese Weise konservierte Proben drfen hchstens sieben Tage gelagert werden. DIN 38413-6:2007-02 11 9 Durchfhrung 9.1 P

48、robenvorbereitung Falls erforderlich, die Probe durch einen Glasfaserfilter (7.11) filtrieren, um Schwebstoffe zu entfernen. 100 ml bis 500 ml der zur untersuchenden Wasserprobe abmessen. Den internen Standard (6.10) zugeben. 9.2 Extraktion Zur Konditionierung das Adsorbens in der Kartusche (7.8) hintereinander mit 8 ml Methanol und 8 ml Wasser waschen. Darauf achten, dass das Adsorbens nicht trocken luft. Die Probe mit einem Durchfluss von 5 ml/min bis 20 ml/min ber das konditionierte Adsorbens geben und mit 1 ml Wasser (6.2) nachwaschen. Da