DIN ISO 20279-2006 Soil quality - Extraction of thallium and determination by electrothermal atomic absorption spectrometry (ISO 20279 2005) English version of DIN ISO 20279 2006-0.pdf

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1、Januar 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.080.10GX 9658286www.din.deXDIN ISO 20279B

2、odenbeschaffenheit Extraktion von Thallium und Bestimmung durch elektrothermische Atomabsorptionsspektrometrie (ISO 20279:2005)Soil quality Extraction of thallium and determination by electrothermal atomic absorption spectrometry (ISO 20279:2005)Qualit du sol Extraction du thallium et dosage par spe

3、ctromtrie d absorption atomique lectrothermale (ISO 20279:2005)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 12 SeitenDIN ISO 20279:2006-01 2 Nationales Vorwort Die vorliegende Norm ist im ISO/TC 190 Bodenbeschaffenheit erarbeitet worden. Fr Deutschland war

4、der NAW I 2 Boden- und Abfalluntersuchung an der Bearbeitung beteiligt. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Fr die in diesem Dokum

5、ent zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen verwiesen: ISO 648 siehe DIN 12690 ISO 1042 siehe DIN EN ISO 1042 ISO 3696 siehe DIN ISO 3696 ISO 5725-2 siehe DIN ISO 5725-2 ISO 11464 siehe DIN ISO 11464 ISO 11465 siehe DIN ISO 11465 ISO 11466 siehe DIN

6、 ISO 11466 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN 12690, Laborgerte aus Glas Vollpipette mit einer Marke, Klasse A und Klasse B DIN EN ISO 1042, Laborgerte aus Glas Messkolben DIN ISO 3696, Wasser fr analytische Zwecke Anforderungen und Prfungen DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigk

7、eit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr die Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichprzision eines vereinheitlichten Messverfahrens DIN ISO 11464, Bodenbeschaffenheit Probenvorbehandlung fr physikalisch-chemische Untersuchungen DIN ISO 11465, Bodenbesch

8、affenheit Bestimmung der Trockensubstanz und des Wassergehalts auf Grundlage der Masse Gravimetrisches Verfahren DIN ISO 11466, Bodenbeschaffenheit Extraktion in Knigswasser lslicher Elemente DIN ISO 20279:2006-01 3 Bodenbeschaffenheit Extraktion von Thallium und Bestimmung durch elektrothermische A

9、tomabsorptionsspektrometrie Inhalt Seite Nationales Vorwort.2 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen .4 3 Grundlage des Verfahrens .4 4 Reagenzien.5 5 Prfeinrichtung6 6 Durchfhrung.7 6.1 Prfmenge7 6.1.1 Allgemeines .7 6.1.2 Salpetersure-Wasserstoffperoxid-Extraktion fr Thallium Rckflussverfa

10、hren .7 6.1.3 Salpetersure-Wasserstoffperoxid-Extraktion fr Thallium Druckaufschluss-Verfahren7 6.2 Blindwert-Prflsung7 6.3 Herstellung der Thallium-Bezugslsungen 8 6.4 Kalibrierung und Bestimmung durch elektrothermische Atomabsorptionsspektrometrie (ETAAS) 8 6.5 Direkte Bestimmung der Bezugs- und P

11、rflsungen, ETAAS9 7 Darstellung der Kurve.9 8 Berechnung9 9 Strungen.10 10 Przision.10 11 Prfbericht .11 Literaturhinweise12 Tabellen Tabelle 1 Wellenlnge zur Bestimmung von Thallium 4 Tabelle 2 Beispiel fr ETAAS-Bedingungen .8 Tabelle 3 Przisionsdaten aus einem Ringversuch unter Verwendung der HNO3

12、/H2O2-Extraktion und Bestimmung von Thallium durch ETAAS (drei Wiederholungen) .11 DIN ISO 20279:2006-01 4 WARNUNG Thalliumlsungen sind hoch toxisch. Es mssen geeignete Manahmen ergriffen werden, um deren Aufnahme zu verhindern. Die Entsorgung dieser Lsungen sollte mit Vorsicht erfolgen. Bestimmte V

13、erfahren, Reagenzien und Prfeinrichtungen, die in dieser Internationalen Norm angewendet werden, sind potenziell gefhrlich, vor allem in Verbindung mit konzentrierten Suren, toxischen Thalliumlsungen und Gasen unter hohem Druck. Anwender sollten sicherstellen, dass sie mit den fr diese Situationen e

14、rforderlichen Sicherheitsverfahren und jeglichen Rechtsvorschriften (einschlielich der Abfallbeseitigung) vertraut sind. Im Zweifelsfall ist der Rat von den zustndigen Behrden einzuholen. 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm legt Verfahren zur Extraktion von Thallium aus Bden durch Salpeter

15、sure und Wasserstoffperoxid und dessen Bestimmung im Extrakt durch elektrothermische Atomabsorptionsspektro-metrie (ETAAS) fest. ANMERKUNG Der Arbeitsbereich nach diesem Verfahren liegt etwa bei 0,05 mg/kg bis 100 mg/kg. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendun

16、g dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use Specification and test metho

17、ds ISO 11464:1994, Soil quality Pre-treatment of samples for physico-chemical analysis ISO 11465:1993, Soil quality Determination of dry matter and water content on a mass basis Gravimetric method ASTM E 11:2004, Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes 3 Grundlage des V

18、erfahrens Thallium wird aus dem Boden durch ein Gemisch aus Salpetersure und Wasserstoffperoxid extrahiert und in Lsung durch elektrothermische Atomabsorptionsspektrometrie bestimmt, wobei diskrete Volumina der Pro-benlsung in ein Graphitrohr nachgedrckt werden. Durch stufenweise Temperaturerhhung d

19、ieses Graphit-rohrs werden die Prozesse der Trocknung, thermischen Auflsung der Grundstruktur und der thermischen Dissoziation in freie Atome hervorgerufen. Das resultierende Absorptionssignal sollte (unter optimalen Bedingungen) eine scharf symmetrische Peakflche mit einer Hhe proportional der Elem

20、entkonzentration in der Lsung sein. Siehe Tabelle 1. Tabelle 1 Wellenlnge zur Bestimmung von Thallium Element Wellenlnge nm Spektralbandbreite nm Messverfahren Thallium 276,8 0,2 ETAAS DIN ISO 20279:2006-01 5 ANMERKUNG Die Thalliumgehalte in nicht verunreinigten Bden sind gering. Aus diesem Grund is

21、t ein hoch-empfindliches Untersuchungsverfahren, wie die ETAAS, fr die Bestimmung von Spurenkonzentrationen erforderlich. Unglcklicherweise werden schwerwiegende Strungen in Knigswasser-Bodenextrakten beobachtet, bei denen ETAAS zur Thalliumbestimmung angewendet wird. Auf Grund hoher Chloridkonzentr

22、ationen in Knigswasserextrakten wird Thallium whrend der Vorbehandlungsstufe verdampft und geht verloren. Deshalb wird in dieser Internationalen Norm ein Gemisch aus Salpetersure und Wasserstoffperoxid fr die Extraktion von Thallium aus dem Boden verwendet. Knigswasser kann mit etwa derselben Extrak

23、tionsausbeute fr die Extraktion von Thallium aus Bden verwendet werden. Jedoch mssen fr die Bestimmung des Elements in der Extraktlsung andere analytische Verfahren, wie die induktiv gekoppelte plasma-optische Emissionsspektrometrie (ICP-OES) oder die induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (

24、ICP-MS), angewendet werden. 4 Reagenzien Alle Reagenzien mssen von anerkannt analytischer Reinheit sein. 4.1 Wasser Es ist vollentsalztes Wasser oder destilliertes Wasser aus einer Ganzglasapparatur, entsprechend Qualitt 2 nach ISO 3696 zu verwenden. Das fr Blindwertbestimmungen und fr die Herstellu

25、ng der Reagenzien und Standardlsungen verwendete Wasser muss Elementkonzentrationen aufweisen, die im Vergleich mit der in den Probenlsungen zu bestimmenden niedrigsten Konzentration vernachlssigbar sind. 4.2 Salpetersure, w(HNO3) = 65 %; 1,40 g/ml Whrend des gesamten Verfahrens muss dieselbe Charge

26、 Salpetersure verwendet werden. 4.3 Salpetersure, c(HNO3) = 0,5 mol/l 32 ml Salpetersure (4.2) werden zu 500 ml Wasser in einen 1 000 ml-Messkolben gegeben, bis zur Markierung mit Wasser aufgefllt und gut gemischt. 4.4 Salzsure, w(HCl) = 37 %; 1,185 g/ml Whrend des gesamten Verfahrens muss dieselbe

27、Charge Salzsure verwendet werden. 4.5 Wasserstoffperoxid, w(H2O2) = 30 % Whrend des gesamten Verfahrens muss dieselbe Charge H2O2 verwendet werden. 4.6 Palladium-Magnesiumnitrat-Modifizierlsung Es werden 0,3 g Palladiumnitrat Pd(NO3)2 und 0,36 g Magnesiumnitrat Mg(NO3) 6 H2O in einem 100-ml-Messkolb

28、en gelst, bis zur Markierung mit 0,5 mol/l Salpetersure (4.3) aufgefllt und gemischt. Alternativ wird die Palladium-Magnesiumnitrat-Modifizierlsung wie folgt hergestellt: Es werden 0,14 g Palladiumpulver in einem 250-ml-Becher mit 3,5 ml Salpetersure (4.2) gelst, 10 l Salzsure (4.4) zugegeben, die L

29、sung wird fast bis zur Trockne in einem Wasserbad oder auf einer heien Platte eingedampft, anschlieend werden 0,36 g Magnesiumnitrat Mg(NO3) 6 H2O zugegeben, es wird der feste Rckstand in 50 ml Salpetersure (4.3) gelst, die Lsung in einen 100-ml-Messkolben bergefhrt, bis zur Markierung mit Salpeters

30、ure (4.3) aufgefllt und gemischt. 10 l dieser Lsung entsprechen 14 g Pd und 36 g Mg(NO3)2. DIN ISO 20279:2006-01 6 4.7 Herstellung von Stamm- und Standardlsungen einzelner Elemente Vorratslsungen sind auf zwei Wegen erhltlich: ber handelsbliche Stammlsungen; als Stammlsungen, die im Labor aus reinen

31、 Elementen oder stchiometrisch bestimmten Salzen und Oxiden hergestellt wurden. ANMERKUNG Handelsbliche Stammlsungen haben den Vorteil, dass es nicht erforderlich ist, mit toxischen Metallen, vor allem direkt mit toxischem Thallium, zu hantieren. Besonders darauf achten, dass diese Lsungen in zertif

32、izierter Zusammensetzung aus einer anerkannten Bezugsquelle stammen und regelmig geprft werden. 4.8 Thallium, Stammlsung entsprechend (Tl) = 1 000 mg/l 4.9 Thallium, Standardlsung entsprechend (Tl) = 100 mg/l 50 ml der Thallium-Stammlsung (4.8) in einen 500-ml-Messkolben pipettieren, 5 ml Salpetersu

33、re (4.2) hinzugeben, mit Wasser bis zur Markierung auffllen und gut mischen. 4.10 Thallium, Standardlsung entsprechend (Tl) = 1 mg/l 1,00 ml der Thallium-Standardlsung 100 mg/l (4.9) in einen 100-ml-Messkolben pipettieren, 2 ml Salpeter-sure (4.2) hinzugeben, mit Wasser bis zur Markierung auffllen u

34、nd gut mischen. Diese Lsung ist einen Tag vor der Anwendung herzustellen. 4.11 Blindkalibrierlsung 5 ml Salpetersure (4.2) in einem 100-ml-Messkolben lsen und mit Wasser bis zur Markierung auffllen. Reinigen der Glasgefe: Alle Glasgefe, die fr die Bestimmung geringer Mengen dieses Elements ver-wende

35、t werden, mssen vor der Verwendung sorgfltig gereinigt werden, z. B. durch mindestens sechs-stndiges Tauchen in wssriger Salpetersurelsung w(HNO3) = 5 %, gefolgt durch Splen mit Wasser vor der Verwendung. Die Salpetersure muss wchentlich erneuert werden. Es kann hilfreich sein, einen getrennten Satz

36、 Glasgefe ausschlielich fr diese Bestimmungen zurckzustellen. 5 Prfeinrichtung 5.1 Mahlvorrichtung, die getrocknete Bden ohne Elementverunreinigung auf eine Teilchengre 150 m zermahlen kann. 5.2 Prfsieb, entsprechend ASTM E 11, mit einer ffnungsweite von 150 m (Maschenweite 100). 5.3 Trockenschrank

37、und Exsikkator zur Bestimmung der Trockenmasse entsprechend ISO 11465. 5.4 Salpetersure-Wasserstoffperoxid-Extraktionsvorrichtung Heizgert mit Temperatursteuerung, ein 250-ml-Rundkolben mit durchgehendem Rckflusskhler und ein offenes Absorptionsgef mit 10 ml Salpetersure (4.3), in dem das Salpetersu

38、re-Wasserstoffperoxid-gemisch auf Rckflusstemperatur erhitzt werden kann. Die Verwendung eines Absorptionsgefes wird empfohlen, da es bei Probenmaterial mit hohem Anteil an organischer Substanz zu heftigen Reaktionen mit den Reagenzien kommen kann. Alternativ: Druckaufschlusssystem (bis 50 bar) mit

39、Probengefen aus PTFE-TFM, PFA, Quarz oder einem anderen geeigneten Werkstoff und einer thermischen Heizvorrichtung oder einem Mikrowellenofen. DIN ISO 20279:2006-01 7 5.5 Filterpapier, zellulosehaltig, aschefrei zum quantitativen Einsatz mit mittlerer offener Struktur und einem Durchmesser von etwa

40、100 mm bis 150 mm. Alternativ wird eine Membranfiltervorrichtung mit Zellulose-Membranfiltern mit etwa 8 m Porengre verwendet. 5.6 Atomabsorptionsspektrometer, ausgestattet mit einer elektrothermischen Atomisierungseinheit, einem automatischen Proben-Injektionssystem, einer Thallium-Hohlkathodenlamp

41、e oder einer elektroden-losen Entladungslampe, die bei dem durch die Lampe und den Instrumentenhersteller empfohlenen Strom betrieben wird, und das ber eine automatische Untergrund-Korrekturvorrichtung (vorzugsweise Zeeman) und eine computergesteuerte Ablesung verfgt. 6 Durchfhrung 6.1 Prfmenge 6.1.

42、1 Allgemeines Eine reprsentative Menge einer luftgetrockneten Probe (nach ISO 11464 hergestellt) wird so lange zermahlen, bis diese vollstndig durch die Siebweite von 150 m (5.2) passt, sodass eine Teilprobe von etwa 20 g erhalten wird. Fr die Bestimmung des Wassergehalts entsprechend ISO 11465 wird

43、 eine getrennte Menge von dieser Teilprobe verwendet. 6.1.2 Salpetersure-Wasserstoffperoxid-Extraktion fr Thallium Rckflussverfahren (1,000 0,001) g der gemahlenen Teilprobe in den Rundkolben einwgen und 5 ml Salpetersure (4.2) zugeben. 10 ml Salpetersure (4.3) in das Absorptionsgef geben, das Khlsy

44、stem mit dem Ablauf anschlieen und 16 h bei Raumtemperatur reagieren lassen. Anschlieend 10 ml Wasserstoffperoxid (4.5) in den Rundkolben geben, die Temperatur langsam bis auf Rckflussbedingungen anheben und 4 h halten, wobei sichergestellt wird, dass die Kondensationszone unterhalb 1/3 der Hhe des

45、Kondensators liegt, danach abkhlen lassen. Den Inhalt des Absorptionsgefes ber den Kondensator in das Reaktionsgef geben, in dem mit weiteren 10 ml Salpetersure (4.3) sowohl das Absorptionsgef als auch der Kondensator gesplt werden. Das Reaktionsgef so stehen lassen, dass der grte Teil des unlsliche

46、n Rckstands aus der Suspension ausfllt. Den sedimentfreien berstand sorgfltig ber ein Filterpapier (5.5) dekantieren und das Filtrat in einem 100-ml-Messkolben auffangen. Den Rckstand mit einem Minimum an Salpetersure (4.3) sorgfltig waschen und das Waschwasser dem Messkolben zugeben. Bis zur Marke

47、mit Wasser auffllen und gut mischen. 6.1.3 Salpetersure-Wasserstoffperoxid-Extraktion fr Thallium Druckaufschluss-Verfahren (0,500 0,001) g der gemahlenen Teilprobe in das Druckgef (5.4) einwgen. 5 ml Salpetersure (4.2) und 2,5 ml Wasserstoffperoxid (4.5) zugeben. Warten, bis eine heftige Gasentwick

48、lung abgeschlossen ist und dann das Gef verschlieen. Die Temperatur auf 160 C anheben und 3 h halten, anschlieend das Aufschlussgef auf Raumtemperatur abkhlen, mit Salpetersure (4.3) splen und die Suspension durch einen Papierfilter oder Membranfilter (5.5) in einen 50 ml-Messkolben filtrieren. Den Rckstand mit einem Minimum an Salpetersure (4.3) sorgfltig waschen und das Waschwasser dem Messkolben zugeben. Bis zur Markierung mit Wasser auffllen und gut mischen. 6.2 Blindwert-Prflsung Zeitgleich mit der Bestimmung und unter Einhaltung desselben Verf