Wasser-Analyse: hohe Temperatur statt toxischer Chemikalien

Beim Abbau organischer Substanzen wird immer Sauerstoff verbraucht. Analog ist der Sauerstoffbedarf beim Abbau ein Hinweis auf den Grad der Verschmutzung von Wasser mit organischen Substanzen. In der Wasseranalytik ist daher der sogenannte Chemische Sauerstoffbedarf (CSB; englisch: Chemical Oxygen Demand, COD) ein wichtiger Parameter: Bei der standardisierten nass-chemischen Methode (nach DIN 38409-41) sowie bei Schnelltests (nach DIN 38409-1) gibt der CSB die Menge Sauerstoff an, die benötigt würde, wenn bei der chemischen Oxidation aller im Wasser enthaltenen oxidierbaren Verbindungen nur Sauerstoff als Oxidationsmittel dienen würde. Bislang ist diese Bestimmung aber nicht unproblematisch: Zum einen stellen die verwendeten Stoffe Dichromat und Quecksilber eine Gefahr für die Umwelt dar. Zum anderen ist der Einsatz kochender Schwefelsäure eine Gefahr für Labor-Mitarbeiter. Es besteht daher Bedarf für ein verbessertes chemikalienfreies und damit umwelt- und anwenderfreundliches Verfahren.

Diesem Ziel widmet sich nun das neue Verbundprojekt „Test und Bewertung eines Laborgerätes zur Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs ohne Kaliumdichromat mittels Hochtemperatur-Methode (LATECOD)“. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Verbundpartner sind die Berliner Wasserbetriebe (BWB) – die Berlin mit Trinkwasser versorgen – und der Messgeräte-Hersteller LAR Process Analysers AG. LATECOD entwickelt ein chemikalienfreies Hochtemperatur-Verfahren weiter, das auf der thermischen Oxidation der Probe bei 1.200°C mit anschließender Detektion des Sauerstoffverbrauchs basiert. Von großem Vorteil ist dabei, dass in derselben Probe zusätzlich eine simultane oder zeitnahe Messung des Gehalts an Gesamtem Organischen Kohlenstoff (englisch: Total Organic Carbon, TOC) möglich ist.

Zu Projektbeginn wurde ein Messgerät der Firma LAR Process Analysers AG im Labor der Berliner Wasserbetriebe installiert. Erste Untersuchungen an Proben aus Berliner Kläranlagen haben begonnen: Das Projekt prüft das Verfahren in verschiedenen Anwendungen und führt Vergleichsanalysen und Kontrollmessungen durch. Zur Validierung der neuen Methode und der Ergebnisse werden Ringversuche in das Arbeitsprogramm integriert. Um einen umfassenden Überblick über die Leistungsfähigkeit des Verfahrens zu bekommen, sollen die Proben mit verschiedenen Standardverbindungen beaufschlagt werden.

Erste überschlägige Berechnungen zeigen, dass sich das Verfahren für die Anwender auch ökonomisch lohnt: Bei rund zwei Proben am Tag amortisieren sich die vergleichsweise hohen Investitionskosten bereits nach etwa zwei Jahren. Genauere Berechnungen werden im Rahmen des Projekts anhand verschiedener Szenarien durchgeführt. Auch die Einbindung des neuentwickelten Gerätes in die Routinemessungen der Wasserwirtschaft soll entwickelt werden, berücksichtigt werden insbesondere die „Gute Laborpraxis“ (GLP) und die Dokumentation. Langfristiges Ziel des Projektes ist es, das LAR-Messgerät in allen Einsatzgebieten zu etablieren, in denen der CSB bislang nass-chemisch bestimmt werden muss – also z. B. in Kläranlagen und bei den Untersuchungen der Qualität von Fließgewässern und Seen.

Ansprechpartner: Vertrieb@lar.com