Unternehmensgruppe Horn & Co.

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A
AOX- Adsorbierbare Organisch gebundene Halogene: Der AOX (Adsorbierbare Organisch gebundene Halogene) ist ein Gruppenparameter der chemischen Analytik, der vornehmlich zur Beurteilung von Wasser und Klärschlamm eingesetzt wird. Dabei wird die Summe der an Aktivkohle adsorbierbaren organischen Halogene bestimmt. Diese umfassen Chlor-, Brom- und Iodverbindungen. Organische Fluorverbindungen werden durch diese Analysenmethode nicht erfasst. Da bei den organisch gebundenen Halogenen die Chlor-haltigen Verbindungen in der Regel deutlich überwiegen, wurde als Einheit für AOX mg Cl/l verwendet. Halogenorganische Verbindungen, also organische Stoffe mit mindestens einem Halogenatom (Chlor, Brom, Iod, Fluor), können sowohl aus natürlichen als auch aus anthropogenen Quellen stammen. Halogenorganische Verbindungen aus natürlichen Quellen tragen zu einer AOX-Grundbelastung (Hintergrundkonzentration) von Böden, Grundwasser und Oberflächengewässer bei. Anthropogenen Quellen halogenorganischer Verbindungen sind im Wesentlichen industrielle (und kommunale) Abwässer, die Düngung von landwirtschaftlichen Flächen mit Klärschlamm sowie der Einsatz halogenhaltiger Pestizide.
B
BTEX: BTEX ist eine Abkürzung für die leichtflüchtigen aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol. Als Rohstoffe sind die BTEX für die Petrochemie von Bedeutung. Ohne Ethylbenzol ist die Kurzform BTX gebräuchlich. Diese Substanzen können aus Lösungsmittelverwendung, Altablagerungen (etwa bei Gaswerken), Abgasen von Kraftfahrzeugen oder Versickern von Treibstoff als Schadstoffe ins Trinkwasser gelangen. Die Mittel werden nicht einzeln aufgeführt, sondern summarisch angegeben. Die Bestimmung der Summe BTEX erfolgt in der HuK Umweltlabor GmbH durch Einsatz der Headspace-GC-MS/FID.
C
Coliforme Keime: Als coliforme Bakterien oder coliforme Keime bezeichnet man Escherichia coli und andere laktosespaltende Enterobakterien. Unter dieser Gruppe fasst man Bakteriengattungen zusammen, die bei der Wasseraufbereitung und bei der Nahrungsmittelindustrie Verschmutzung meist fäkalen Ursprungs anzeigen. Definiert sind diese Bakterien hauptsächlich durch biochemische Eigenschaften: Sie sind aerobe und fakultativ anaerobe, gram-negative Stäbchen. Sie bilden keine Sporen. Sie fermentieren Laktose innerhalb von 48 Stunden bei 35 °C und bilden dabei Säure und Gas. Pathogene E. coli haben Bedeutung als Lebensmittelvergifter. Bei Schwächung der Resistenz kann es vor allem bei älteren Menschen und Kleinkindern zu Erkrankungen kommen. Diese Erkrankungen können sein: Harnwegsinfektionen, Bauchfellentzündungen, Entzündungen der Gallenwege, Meningitis bei Säuglingen, Lungenentzündung, Diarrhöen (Durchfälle). Zu den coliformen Bakterien zählen unter anderem die Gattungen Citrobacter, Enterobacter, Escherichia und Klebsiella.
E
Escherichia coli: Escherichia coli (abgekürzt E. coli) ist ein säurebildendes (Laktose-positiv), gramnegatives, stäbchenförmiges, Oxidase-negatives und peritrich begeißeltes Bakterium, das im menschlichen und tierischen Darm vorkommt. Es gehört zur Familie der Enterobacteriaceae (griech. „enteron“: Darm). Benannt wurde es 1919 nach seinem Entdecker Theodor Escherich und ist heute einer der am besten untersuchten Organismen der Welt, der u.a. als Indikator für fäkale Verunreinigungen, zum Beispiel von Wasser, dient. E. coli ist Teil der Darmflora. Aufgrund seiner hohen Teilungsrate verhindert es unter normalen Umständen, dass sich andere – pathogene – Keime im Darm ausbreiten können. Außerhalb des Darms jedoch kann E. coli Infektionen hervorrufen (fakultative Pathogenität), etwa Harnwegsinfekte (uropathogene E. coli, UPEC), eine Bauchfellentzündung oder Hirnhautentzündung bei Neugeborenen (Meningitis auslösende E. coli, MENEC). Einige Stämme von E. coli sind für den Menschen darmpathogen. Hier unterscheidet man einige Subtypen (Pathovare), die unterschiedliche Pathogenitätsfaktoren besitzen: • EHEC enterohämorrhagische E. coli • EPEC enteropathogene E. coli • ETEC enterotoxische E. coli • EIEC enteroinvasive E. coli • EAEC enteroaggregative E. coli • DAEC diffus adhärente E. coli, wobei die vier Erstgenannten die wichtigsten sind. Darminfektionen wurden vornehmlich unter dem Namen EHEC-Colitis (enterohämor-rhagische Colitis) bekannt. EHEC-Infektionen zählen zu den häufigsten Lebensmittel-vergiftungen. Infektionsquellen sind Rinder, Rohmilch, infizierte Menschen oder Trinkwasser. 20–100 Keime des EHEC sind für eine Infektion ausreichend, und es kann zu einem definitiven Nierenschaden kommen. Möglich sind weiterhin neurologische Ausfälle, chronische Pankreatitis, Glucose-Unverträglichkeit, Diabetes mellitus u. a.. Der Stamm ETEC ist ein häufiger Erreger der Reisediarrhoe (Montezumas Rache). Bei Säuglingen löst der Stamm EPEC Durchfall aus und führt zu Gedeihstörungen. Auch EIEC zerstören die Darmschleimhautzelle, indem sie in sie eindringen und das Krankheitsbild einer Bakterienruhr imitieren
G
Gaschromatographie: Die Gaschromatographie (GC) ist eine Verteilungschromatographie, die als Analysenmethode zum Auftrennen von Gemischen in einzelne chemische Verbindungen weite Verwendung findet. Die GC ist nur anwendbar für Komponenten, die gasförmig sind oder verdampfen (Siedebereich bis 400°C). Bei dieser Art der Chromatographie wird als mobile Phase ein Inertgas wie Stickstoff, Helium oder Wasserstoff verwendet. Das Trägergas wird durch eine gebogene, gewickelte, kapillarartige Röhre, die sogenannte Säule, die häufig eine Länge zwischen 10-200 Meter besitzt, gedrückt. Sie ist innen mit einer definierten stationären Phase ausgekleidet, häufig mit zähflüssigen Polyorganosiloxanen. Nach Eingabe einer Probesubstanz, die nun vom Trägergas mitgerissen wird, verweilen die Komponenten je nach Polarität der einzelnen Gasmoleküle unterschiedlich lange an der stationären Phase der Säule. Mit einem Detektor kann man den Austrittszeitpunkt am Säulenende messen. Ein Gaschromatograph besteht aus drei wesentlichen Bauteilen: Injektor, Trennsäule im GC-Ofen und Detektor. Im Injektor wird die Probe, gelöst in einem niedrig siedenden Lösemittel, durch ein Septum eingespritzt. Dieser Injektor wird in der Regel beheizt (bis zu 450 °C), um eine rasche und vollständige Verdampfung der Probe zu erreichen. Möglich ist auch die septumfreie Aufgabe und langsame Verdampfung mittels eines Kaltaufgabesystems (KAS/PTV). Die Substanzen werden durch das Trägergas (Säulenvordruck normalerweise bis zu 6 bar) in die Trennsäule (Kapillare) transportiert, welche in den so genannten GC-Ofen eingebaut ist. Dieser dient dazu, die Trennsäule präzise zu temperieren, um so durch konstante Temperatur (isotherm) oder durch Temperaturgradienten, d.h. durch kontrollierte Temperaturerhöhung, eine ebenso schnelle wie weitgehende Trennung des Stoffgemisches zu erreichen. Am Ende der Säule folgt der Detektor, der ein elektronisches Signal erzeugt, wenn eine Substanz das Trennsystem verlässt. Die Dauer für die Trennung eines Stoffgemisches mit der Darstellung der verschiedenen Peaks zu einem Chromatogramm beträgt ca. 10-70 Minuten. Die Gaschromatographie ist eine sehr empfindliche Methode zur Analyse von Stoffgemischen. Es lassen sich selbst minimale Substanzmengen (10-9 Gramm) nachweisen. Man kann mit ihr komplexe Stoffgemische in die einzelnen Komponenten auftrennen. In vielen Fällen reicht allein die Zeit, die eine Substanz vom Zeitpunkt der Einspritzung bis zum Passieren des Detektors benötigt, die Retentionszeit, um eine Substanz zu identifizieren. Durch Kombination mit einem Massenspektrometer, die sogenannte GC/MS-Kopplung, können sehr geringe Substanzmengen nachgewiesen werden, und gleichzeitig Strukturaufklärung betrieben werden. Anwendung findet die Gaschromatographie in der Analytik von Agrarprodukten auf Herbizide, Fleischprodukte auf Hormone, der Untersuchung von Arzneimittel, von Aromen und Etherischen Ölen, von Kohlenhydraten, von Erdölkomponenten und in der forensischen Chemie, bei Dopingtests, bei Luft- und Meerwasseruntersuchungen in der Umweltanalytik .
Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung: Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung ist die Kopplung eines Gas-Chromatographen (GC) mit einem Massenspektrometer (MS) (Gesamtverfahren bzw. Gerätekoppelung verkürzend auch: GC-MS oder GC/MS oder GCMS). Dabei dient der Gaschromatograph zur Auftrennung des zu untersuchenden Stoffgemisches und das Massenspektrometer zur Identifizierung und gegebenenfalls auch Quantifizierung der einzelnen Komponenten. Die Kapillar-Trennsäulen werden in der analytischen Untersuchung von hochkomplexen Substanzmischungen eingesetzt. Die Säulen werden im temperierbaren sogenannten Ofenraum von inerten Trägergasen wie z. B. Wasserstoff oder Helium als mobiler Phase durchströmt. In diesen Gasstrom wird über den beheizbaren Injektor oder Einspritzblock das verdampfte Stoffgemisch injiziert. Jede Komponente des Stoffgemisches hat durch ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften eine charakteristische Mobilität in der Trennsäule, die u. a. vom Verteilungskoeffizienten zwischen stationärer und mobiler Phase bestimmt wird. So können auch sehr komplexe Stoffgemische in ihre Komponenten aufgetrennt werden. Nach Durchlaufen der Chromatographiesäule werden die getrennten Stoffe ionisiert. Zur Ionisierung der Substanzen in der Ionenquelle wird meist die EI (electron impact – Elektronenstoßionisation), aber auch die CI (chemische Ionisation) oder FI ( Feldionisation) sowie noch etliche andere Ionisierungstechniken genutzt. Durch die Ionisierung werden die Moleküle der Einzelsubstanz entweder zertrümmert (EI) oder protoniert (CI). Aus dem Massenzahlen des Molpeaks (CI), charakteristischer Bruchstücke (EI) und eventuell vorhandenen Isotopenmustern, kann auf die Struktur- und Summenformel der Substanz geschlossen werden. Zur Aufnahme der Massenspektren kommen typischerweise bei einfachen Geräten Quadrupol-Analysatoren zum Einsatz.
Glühverlust, Glührückstand: Unter Glühverlust (in %) versteht man den Anteil an organischer Substanz einer Probe. Um ihn zu bestimmen, wird die Probe bei Temperaturen von über 500 °C (Bei Brennstoffen nach DIN 815 °C, bei z. B. Deponieabfällen 550 °C, bei Feuerfestmaterialien bei 900°C) in einem Muffelofen so lange geglüht, bis keine Gewichtsabnahme mehr festzustellen ist. Das Abkühlen der Proben erfolgt in einem Exsikkator. Die Differenz zwischen der aufgegebenen Gesamtmasse und dem Glührückstand bildet den Glühverlust. Ein hoher Glühverlust deutet auf einen hohen Anteil an organischer Substanz in der Probe hin, da der enthaltene Kohlenstoff oxidiert wird und als Kohlendioxid entweicht. Der mineralische Anteil wird über den Glührückstand bestimmt.
I
ICP-OES (Optische Emissionsspektrometrie mit dem induktiv gekoppelten Plasma): ICP-OES steht für englisch Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry, also der optischen Emissionsspektrometrie mittels induktiv gekoppeltem Plasma. Die Methode des induktiv gekoppelten Plasmas beruht auf der Verwendung eines sehr heißen (ca. 8 - 10.000 °C) Argon-Plasmas zur Anregung der optischen Emission der zu analysierenden Elemente. Die Grundlagen erarbeiteten unabhängig voneinander Greenfield und Fassel 1964/65. Das erste kommerzielle Gerät wurde 1975 vorgestellt. Die ICP-OES Technik ist inzwischen in der Umweltanalytik, Materialforschung, Metall- oder Pharmaindustrie sehr weit verbreitet. Ein Plasma ist ein ionisiertes Gas, das neben Atomen auch Elektronen und Ionen enthält. Als Gas wird aufgrund seiner gegenüber den zu bestimmenden Elementen großen Ionisierungsenergie (15,76 eV), seiner chemischen Inertheit, seines vergleichsweise niedrigen Preises, sowie der fehlenden Bandenspektren, meist Argon (einatomiges Gas) verwendet. Die herrschenden Temperaturen sind dabei lokal unterschiedlich, man unterscheidet Ionisations-, Elektronen- und Anregungstemperaturen. Wichtig ist vor allem die Anregungstemperatur mit ca. 6. - 8.000 °C. Das Probenaerosol wird dabei durch die Mitte des Plasmastromes geleitet, ohne dessen Stabilität/Gleichgewicht zu beeinflussen. Die wichtigsten Teile eines ICP-Spektrometers sind Hochfrequenzgenerator (27 MHz oder 40 MHz), Plasmafackel, Probenzerstäuber (Ultraschall, 1 MHz) und das eigentliche Spektrometer. Der Monochromator moderner OES ist hauptsächlich in der Echelle-Anordnung aufgebaut, da bei dieser Technik aufgrund der kontinuierlichen Emission des Spektrums eine wesentlich bessere Auflösung als in der AAS notwendig ist. Am häufigsten wird ein Polychromator verwendet, da mit ihm die simultane Messung vieler Elemente in kurzer Zeit und sehr stabil möglich ist. Meist kommen Echelle-Polychromatoren in Verbindung mit einem CCD-Flächendetektor zum Einsatz. Die Eigenschaften des Argonplasmas lassen sich in dieser Kombination am besten nutzen: * Großer dynamischer Messbereich * Multielementtechnik * Gute Langzeitstabilität für große Messserien Die elektromagnetischen Wellen können an zwei verschiedenen Stellen von der Plasmafackel aufgenommen werden. 1. axial, d. h. vom Ende der Fackel (verlängerte Achse) und 2. radial, d. h. von der Seite.
K
Karl-Fischer-Titration: Unter dem Karl-Fischer-Verfahren versteht man die quantitative Wasserbestimmung durch Titration, daher auch Karl-Fischer-Titration oder einfach KFT. Die Methode wurde 1935 vom deutschen Chemiker Karl Fischer bei der Lazăr Edeleanu GmbH entwickelt. Die Methode ist für die quantitative Bestimmung von Wasser spezifisch. In ihrer ursprünglichen Form besteht sie in der Titration von Wasser mit einer wasserfreien methanolischen Lösung, die Iod, Schwefeldioxid und überschüssiges Pyridin als Pufferlösung enthält. Entscheidend für das Verfahren ist die Tatsache, dass Schwefeldioxid und Iod nur in Anwesenheit von Wasser miteinander reagieren. Bei der Titration, bei der als Maßlösung Iod in Methanol eingesetzt wird, wird das gelbbraune Iod dabei zum farblosen Iodid reduziert. Bei diesem Vorgang wird Wasser verbraucht, die Reaktion kann also nur so lange ablaufen, bis das gesamte im Analyten enthaltene Wasser verbraucht ist. Wenn kein Wasser mehr vorhanden ist, wird zudosiertes Iod nicht mehr reduziert. Die dadurch auftretende Braunfärbung dient der visuellen Endpunktsindikation. In der Praxis werden bevorzugt elektrometrische Indikationen (speziell Biamperometrie) verwendet, da sie empfindlicher und genauer sind.
Koloniezahl 22°C/ 36°C: Die Koloniezahl kann auch als koloniebildende Einheit (KBE) – engl.: Colony Forming Unit, abgekürzt CFU - bezeichnet werden. Der Begriff Koloniezahl wurde in der Trinkwasserverordnung vom 3. Januar 1975 erstmals in der Bundesrepublik Deutschland rechtlich verbindlich festgelegt. Die früher übliche Bezeichnung "Gesamtkeimzahl" wird nicht mehr verwendet, da sie etwas anderes ausdrückt. Mit dem Begriff "Koloniezahl" soll deutlich gemacht werden, dass nur die zu Kolonien auswachsenden Bakterien erfasst werden, und dass darüber hinaus Bakterien, die evtl. in Verbänden vorkommen, in die Berechnung nur einmal eingehen. Die beiden Bebrütungstemperaturen (22 °C und 36 °C) werden angewendet, weil man in dem einen Kulturansatz (bei 22 °C) die Mikroorganismenarten, die frei in der Umwelt leben, bevorzugen will, im anderen Kulturansatz (bei 36 °C) solche, die mit Fäkalien aus dem Darm warmblütiger Tiere assoziiert sind. Aus dem Unterschied der beiden Ergebnisse werden Rückschlüsse auf den Anteil der mit Fäkalien eingetragenen Mikroorganismen gezogen. Grenzwerte: • bei 22 °C – 100 KBE/ml am Zapfhahn (TrinkwV, Anl. 3, Nr. 9 - Indikatorparameter) • 20 KBE/ml nach der Aufbereitung • bei 36 °C - 100 KBE/ml (TrinkwV, Anl. 3, Nr. 10 - Indikatorparameter) Der empirische Richtwert für die Koloniezahl von 100/ml geht auf Robert Koch zurück. Dieser schreibt 1883: "Wenn ein Filterwerk in jeder Beziehung zufriedenstellend arbeitet, dann finden sich erfahrungsgemäß in filtriertem Wasser weniger als 100 entwicklungsfähige Keime auf 1 cm3". Diese Feststellung hatte Robert Koch anlässlich der Choleraepidemie in Hamburg im Vergleich mit anderen Typhus- und Choleraepidemien gemacht. Er stellte fest, dass es bei einer Koloniezahl unter 100/ml nie zu einer Epidemie kam. Es ist bekannt, dass Koloniezahlen im Wasser schwanken können. Geht dies mit Witterungsveränderungen einher, so deutet dies auf mangelnde Filtrationskraft des Bodens hin, was sich seuchenhygienisch als bedenklich erweisen kann. Die Koloniezahlen können weiterhin plötzlich ansteigen: • bei Rohrbruch, • bei Verwendung von Kunststoffmaterialien, die den Bakterien als Nährstoffquelle dienen, • nach Behälterreinigung (Reinigungsmittel können als Nährstoffquelle dienen), • bei Neuanschlüssen, • nach (unter hygienischen Gesichtspunkten) zu früh verlegten Hausanschlüssen, die nicht genutzt werden, • bei langen Standzeiten • bei geringer Abnahme und zu groß dimensionierten Rohrleitungen. Bei der Bewertung der Koloniezahl-Befunde geht man somit heute davon aus, dass für die Einhaltung einer sicheren Wasserversorgung nicht nur die Einhaltung des Richtwertes von 100/ml notwendig ist, sondern jede Änderung der Koloniezahl einer gesonderten Betrachtung unterzogen werden muss.
L
Legionella pneumophila: Legionella pneumophila ist ein gramnegatives, unbekapseltes und sporenloses Stäbchen-Bakterium, welches weltweit in Erd- und Gewässerproben zu finden ist. Es ist Auslöser der Legionärskrankheit und des Pontiac-Fiebers. Als Infektionsquelle für den Menschen findet man es in Warmwasserleitungen mit nicht ausreichend erhitztem Wasser (< 70 °C), Klimaanlagen und Kühltürmen. Legionellosen treten meist sporadisch, seltener in kleinen Epidemien auf. In den USA schätzt man die Zahl der Erkrankungen auf etwa 30 pro Jahr und 100.000 Einwohnern, wobei der Höhepunkt in den Sommermonaten liegt. In endemischen Gebieten sind schätzungsweise etwa 5% der Pneumonien auf Legionellen zurückzuführen. Die Übertragung erfolgt in der Regel aerogen, meist durch Einatmen von erregerhaltigen Aerosolen aus Klima-Anlagen oder Wasserhähnen. Es wird geschätzt, dass nur 10 % der Infektionen wirklich zu einer Erkrankung führen. Eine Mensch-zu-Mensch-Übertragung findet nicht statt.
Leuchtbakterien (-test GL-Wert): Vibrio fischeri wurde 1889 von Martinus Willem Beijerick entdeckt und ist ein gramnegatives Bakterium, das in den Weltmeeren lebt. Es lebt fakultativ anaerob und hat Flagellen, mit deren Hilfe es zur Fortbewegung befähigt ist. Ferner ist es biolumineszent und lebt häufig in Symbiose mit anderen Lebewesen. Sein Genom wurde komplett sequenziert. V. fiischeri hat sich zu einem Modellorganismus für die Biolumineszenz entwickelt. Die Biolumineszenz wird bei V. fischeri durch die mit Luciferase katalysierte Oxidation von Luciferin zu Oxyluciferin hervorgerufen. Der Wellenlängenpeak des emittierten Lichtes liegt bei 490 nm. Das entspricht dem blau-grünen Bereich des Lichtspektrums. V. fischeri findet bei der Untersuchung der Wasserqualität Anwendung. Nach EN ISO 11348 werden Abwasserproben mit NaCl versetzt, anschließend mit einer geringen Konzentration Leuchtbakterien beimpft und deren Leuchtintensität gemessen. Nach 30 min Inkubation bei 15°C wird die Messung der Leuchtintensität wiederholt. Die Differenz der Leuchtstärke gibt Aufschluss über die Wasserqualität, da die Leuchtbakterien ihre Vermehrungsrate und Leuchtstärke der Qualität des Wassers anpassen.
LHKW: LHKW ist die Abkürzung für Leichtflüchtige Halogenierte Kohlenwasserstoffe. Es handelt sich um Derivate von Methan, Ethan und Ethen, bei denen bis zu vier Wasserstoff-Atome durch Halogen-Atome substituiert sind. LHKW sind weniger eine Stoffgruppe im streng chemischen Sinne, es ist vielmehr ein Begriff aus den Umweltwissenschaften, unter dem Substanzen zusammengefasst werden, die eine vergleichbare anwendungstechnische Bedeutung haben bzw. hatten (Lösungsmittel u. a.), die ein ähnliches Verhalten in der Umwelt zeigen (z. B. vergleichsweise hohe Flüchtigkeit). Für LHKW’s gibt/gab es zwei Hauptanwendungsgebiete: Sie sind Ausgangsstoffe für die Kunststoffproduktion (Chlormethan, 1,2-Dichlorethan, Chlorethen) und dienen/dienten als Lösungs- bzw. Reinigungsmittel (Dichlormethan, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethen, Tetrachlorethen). Für einzelne LHKW sind in der FCKW-Halon-Verbotsverordnung bzw. in der Chemikalienverbotsverordnung Verbote, Produktionsreduktion oder Ausstiegszeiten festgelegt. Einzelne LHKW können auch unbeabsichtigt bei Verbrennungsprozessen, z. B. von PVC, entstehen oder wurden als natürliche Stoffwechselprodukte mariner Algen, von Seetang und terrestrischer Pilze nachgewiesen. Trichlormethan kann sich bei der Trinkwasserchlorung in Gegenwart von Huminsäuren bilden. Die als Lösungs- und Reinigungsmittel verwendeten LCKW verdunsteten bis weit in die 1980er Jahre überwiegend in die Atmosphäre. Aufgrund ihrer langen Lebensdauer sind LCKW noch heute ubiquitär in der Atmosphäre nachweisbar. Große Mengen von LCKW gelangten in der Vergangenheit durch Unachtsamkeit, unsachgemäßen Umgang, Ablagerung LHKW-haltiger Abfälle (z. B. Schleif-, Galvanik- und Ölschlämme) oder durch Unfälle in den Untergrund. LCKW-Schadensfälle bilden eine eigene Kategorie innerhalb der Altlasten. Die Bestimmung der Summe LHKW erfolgt in der HuK Umweltlabor GmbH durch Einsatz der Headspace-GC-MS/FID.
M
Massenspektrometrie: Die Massenspektrometrie ist ein Verfahren zum Messen des Masse-zu-Ladung-Verhältnisses m/q von Teilchen. Dazu wird die zu untersuchende Substanz in die Gasphase überführt, ionisiert und die ionisierten Teilchen durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Dieser Teilchenstrahl wird im Analysator nach M/q-Verhältnis aufgetrennt. Ein Massenspektrometer (MS) besteht aus einer Ionenquelle, einem Analysator und einem Detektor. Das Quadrupol-Massenspektrometer ist ein „Partialdruckmessgerät“ für das Hochvakuum bzw. Ultrahochvakuum. Die erzeugten Ionen werden durch ein statisches, elektrisches Feld beschleunigt und durchfliegen zentral vier parallel liegende Stabelektroden, deren Schnittpunkte mit einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse ein Quadrat bilden (Quadrupol). Im Wechselfeld zwischen den Quadrupol-Stäben findet eine m/q-Selektierung statt, so dass jeweils nur Teilchen mit einer definierten Masse das Feld durchlaufen können. Die Ionen treffen in einem Detektor mit Messverstärker auf, der den Ionenstrom misst und von der Software des angeschlossenen PCs zur Zählrate bzw. zum Partialdruck umgerechnet wird.
P
PAK - Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe: Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (kurz PAK oder aus dem Englischen PAH = Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) bilden eine Stoffgruppe von organischen Verbindungen, die aus mindestens zwei und mehreren miteinander verbundenen Benzolringen bestehen. PAK sind natürlicher Bestandteil von Kohle und Erdöl. Der bei der Verkokung von Steinkohle anfallende Teer enthält hohe Anteile an PAK. Daher ist seine Verwendung im Straßenbau und z. B. als Dachpappe in der BRD seit etwa 1970 verboten. Im Gegensatz dazu enthält das bei der schonenden Destillation von Erdöl entstehende Bitumen nur geringe Spuren an PAK. Mit Steinkohleteer behandelte Produkte, z. B. teergebundener Asphalt aus der Zeit vor 1970, Teerpappe oder Teerimprägnierungen (für Telegrafenmasten oder Eisenbahnschwellen), enthalten daher viel PAK. PAK entstehen bei der Pyrolyse (unvollständige Verbrennung) von organischem Material (z. B. Kohle, Heizöl, Kraftstoff, Holz, Tabak) und sind deswegen weltweit nachzuweisen. Wegen ihrer Persistenz, ihrer Toxizität und ihrer ubiquitären Verbreitung haben PAK eine große Bedeutung als Schadstoffe in der Umwelt. Bereits in den 1980er Jahren hat die amerikanische Bundesumweltbehörde (USEPA) aus den mehrere hundert zählenden PAK-Einzelverbindungen 16 Substanzen in die Liste der „Priority Pollutants“ aufgenommen. Diese 16 „EPA-PAK“ werden seitdem hauptsächlich und stellvertretend für die ganze Stoffgruppe analysiert. Es sind: Naphthalin, Acenaphthylen, Acenaphthen, Fluoren, Phenanthren, Anthracen, Fluoranthen, Pyren, Benzo(a)anthracen, Chrysen, Benzo(b)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen, Benzo(a)pyren, Dibenzo(a,h,)anthracen, Indeno(1,2,3-cd)pyren und Benzo(g,h,i)perylen. Die Bestimmung der Summe an PAK’s nach EPA erfolgt in der HuK Umweltlabor GmbH durch Einsatz der GC-MS.
PCB - Polychlorierte Biphenyle: Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind chlorierte Kohlenwasserstoffe, die in der Natur nicht vorkommen. PCBs besitzen ein Biphenyl-Grundgerüst (zwei über eine Einfachbindung verknüpfte Benzolringe) an dem ein oder mehrere Wasserstoff- durch Chloratome ersetzt sind. Bis zu zehn Wasserstoffatome können in einem Molekül durch Chlor ersetzt sein. Insgesamt gibt es 209 mögliche Verbindungen (Kongenere), von denen normalerweise aber nur sechs Indikator-Kongenere analysiert werden (Nr. 28, 52, 101, 138, 153, 180). Meist liegen Mischungen von 70 bis 100 Verbindungen vor, wobei etwa 10 Kongenere die Hauptmenge ausmachen. Diese Mischungen sind je nach Chlorgehalt leicht- bis zäh-flüssige Öle. Polychlorierte Biphenyle sind giftige und krebsauslösende chemische Chlorverbindungen, die bis in die 1980er Jahre vor allem in Transformatoren, elektrischen Kondensatoren, in Hydraulikanlagen als Hydraulikflüssigkeit, sowie als Weichmacher in Lacken, Dichtungsmassen, Isoliermitteln und Kunststoffen verwendet wurden. PCB zählen inzwischen zu den zwölf als „dreckiges Dutzend“ bekannten organischen Giftstoffen, welche durch die Stockholmer Konvention vom 22. Mai 2001 weltweit verboten wurden. Die akute Toxizität von PCB ist gering, wohingegen eine chronische Toxizität schon bei geringen Mengen festzustellen ist. Die chronische Toxizität macht PCB als Haushaltsgift, z. B. aus alten, mechanisch zerstörten Kondensatoren, besonders gefährlich, denn für gewöhnlich ist die Aufenthaltsdauer immunschwacher Menschen (also Kinder, kranker und alter Menschen) in Innenräumen ohnehin besonders hoch. Als Folge von Havarien und unsachgemäßem Abfallmanagement haben sich PCB in der Umwelt verteilt und reichern sich am Ende der Nahrungskette an und können mittlerweile sogar in Fischen in der Antarktis, in Muttermilch und in menschlichem Fettgewebe nachgewiesen werden. Die Bestimmung der Summe PCB’s nach DIN erfolgt in der HuK Umweltlabor GmbH durch Einsatz der GC-MS.
pH-Wert: Der pH-Wert ist ein Maß für die Stärke der sauren bzw. basischen Wirkung einer wässrigen Lösung. Als logarithmische Größe ist er durch den mit −1 multiplizierten dekadischen Logarithmus (= „Zehnerlogarithmus“) der Oxoniumionenkonzentration (genauer: der Oxoniumionenaktivität) definiert. Der Begriff leitet sich von pondus Hydrogenii oder potentia Hydrogenii (lat. pondus = Gewicht; lat. potentia = Kraft; lat. hydrogenium = Wasserstoff) ab. Der dänische Chemiker Søren Sørensen führte den Begriff im Jahr 1909 für die Konzentration von Wasserstoffionen ein. Er definierte pH als den (Lösungs-)Druck p der Wasserstoffionen und indizierte das H für Wasserstoff. In Anlehnung an die Dissoziationskonstante des Wassers teilt man die Wertebereiche für reines Wasser und verdünnte wässrige Lösungen bei 22 °C ein in: pH < 7 entspricht einer Lösung mit saurer Wirkung pH = 7 entspricht absolut reinem Wasser oder einer neutralen Lösung pH > 7 entspricht einer alkalischen Lösung (basische Wirkung)
Pseudomonas aeruginosa: seudomonas aeruginosa (von lat. Aerugo= Grünspan) ist ein gramnegatives, oxidase-positives Stäbchen der Gattung Pseudomonas, das im Jahr 1900 von Walter Migula entdeckt wurde. Das Bakterium ist ein weltweit verbreiteter Boden- und Wasserkeim (Nasskeim), der aufgrund von Mehrfachresistenzen gegenüber Antibiotika in der Hygiene als bedeutender Krankenhauskeim (nosokomialer Keim) gilt. So sind ca. 10% aller Krankenhausinfektionen auf P. aeruginosa zurückzuführen. Das Spektrum an Krankheiten, welche durch diese Bakterien verursacht werden, ist umfangreich. Das häufigste Erscheinungsbild sind Atemwegserkrankungen (Pneumonien bei zystischer Fibrose), die vor allem bei immunsupprimierten und AIDS-Patienten besonders schwerwiegend sind. Auch als Lebensmittelverderber spielt P. aeruginosa eine erhebliche Rolle, was Isolate aus Pflanzen, Früchten, Lebensmitteln und dem Darmtrakt von Mensch und Tier belegen. Während viele Bakterien mit vorbeugenden Hygienemaßnahmen bekämpft werden können, lässt sich Pseudomonas aeruginosa von Zahnpasta, Shampoo oder Duschgel nicht beeindrucken, da es lt. neuesten Forschungsergebnissen mit Hilfe eines Enzyms den Stoff Natriumlaurylsulfat (SDS), einen Hauptbestandteil vieler schäumender Pflegeartikel, spalten und als Nahrung verwerten kann. Dank dieser Fähigkeit siedelt sich das Bakterium auch dort an, wo es eigentlich am wenigsten erwartet wird: in Spülmaschinen, Waschmaschinen oder sogar Shampooflaschen. Für gesunde Menschen stellt das Bakterium aber in der Regel kein Problem dar.
R
RFA - Röntgenfluoreszenzanalyse: Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), auch Röntgenfluoreszenzspektroskopie (RFS) genannt (im Englischen X-ray fluorescence spectroscopy, XRF) ist eine Methode aus der Materialanalytik. Sie ist eine der am häufigsten eingesetzten Methoden zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der elementaren Zusammensetzung einer Probe, da die Proben durch die Messung nicht zerstört werden und keine Aufschlüsse benötigt werden. Besonders breite Anwendung findet sie in der metallverarbeitenden Industrie, bei der Untersuchung von Glas, Keramik und Baustoffen sowie bei der Analyse von Schmierstoffen und Mineralölprodukten. Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse wird die Technik der Fluoreszenzspektroskopie auf Röntgenstrahlung angewendet. Die Materialprobe wird dabei entweder durch polychromatische Röntgenstrahlung, Gamma- oder Ionenstrahlung angeregt. Dabei werden kernnahe Elektronen von inneren Schalen des Atoms auf weiter außen gelegene gehoben. Dadurch können Elektronen aus höheren Energieniveaus zurückfallen. Die dabei freiwerdende Energie wird in Form von elementspezifischer Fluoreszenzstrahlung abgegeben. Diese Fluoreszenzstrahlung kann von einem Strahlungsdetektor ausgewertet werden. Die Röntgenfluoreszenzanalyse ermöglicht eine Identifizierung und Konzentrationsbestimmung aller Elemente ab Ordnungszahl Z = 9 (Fluor) in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen. Besonders leistungsfähig ist der Nachweis von geringen Verunreinigungen, wie beispielsweise Schwermetallen, die eine hohe Ordnungszahl haben. Am einfachsten kann man metallische Kompaktproben analysieren. Pulverförmige Proben müssen erst fein gemahlen werden und zusammen mit einem Bindemittel (z. B. Wachs, Cellulosepulver) zu einer Probentablette gepresst werden. Eine andere Möglichkeit ist das Mischen der geglühten Probe mit Lithiumtetraborat und die Herstellung einer glasartigen Schmelze, welche in eine Gießform gegossen wird.
T
TOC (Gesamter organischer Kohlenstoff): Der gesamte organische Kohlenstoff oder TOC (engl.: total organic carbon) ist ein Summenparameter in der Wasser- und Abwasseranalytik und spiegelt die Belastung des Wassers mit organischen Stoffen wider. Dabei wird die Konzentration des gesamten organisch gebundenen Kohlenstoffs im Wasser bestimmt und meist in automatisierten Messverfahren ermittelt. Die Methode beruht auf der Oxidation der im Wasser enthaltenen Kohlenstoffverbindungen und der anschließenden Bestimmung des dabei entstandenen CO2. Dies erfolgt üblicherweise durch die thermische Verbrennung (Combustion), oder alternativ über einen UV-Persulfataufschluss der Wasserprobe (Nasschemische Methode = Wet chemical), und anschließender Detektion des CO2 mittels Infrarotphotometrie. Die Messung des TOC hat sich vor allem bei der Untersuchung von Trinkwasser und Oberflächenwässern eingebürgert, bei der auch der CSB (Bestimmung d. chemischen Sauerstoffbedarfs) oftmals zu ungenau wäre und dient damit neben anderen Summenparametern zur Abschätzung der Wassergüte.