Analytik natürlicher organischer Verbindungenmittels Fluoreszenzspektroskopie

In einem vom DVGW und der Arbeitsgemeinschaft Trinkwassertalsperren geförderten Forschungsprojekt (DVGW-Förderkennzeichen W 4/02/08-F) wurde eine Methode zur Charakterisierung und Quantifizierung natürlicher organischer Wasserinhaltsstoffeauf Basis der Fluoreszenzspektroskopie entwickelt. Die Ergebnisse werden in diesem Fachbeitrag vorgestellt.

Die Summe aller im Wasser gelösten organischen Inhaltsstoffe wird durch den chemisch-oxidativ erhaltenen Parameter DOC (dissolved organic carbon) beschrieben. In der Analyse von Roh- und Reinwässern wird der DOC als Summenparameter häufig bestimmt. Ein Großteil des DOC wird durch die Fraktion der Huminstoffe gestellt, aber auch Polysaccharide bzw. Biopolymere sind zumindest für Oberflächengewässer oft von Bedeutung. Seit ca. zwei Jahrzehnten sind auf
der Nordhemisphäre steigende Huminstoffkonzentrationen in Gewässern zu beobachten [1], die auch in Deutschland hinsichtlich der Sicherung der Trinkwasseraufbereitung bei hohen DOC-Konzentrationen zu Problemen führen. Dieser DOC-Anstieg ist aktuell Gegenstand verschiedener Forschungsprojekte [2]. Generell gilt, dass für alle Fragestellungen, bei denen der DOC eine Rolle spielt, eine möglichst genaue Charakterisierung und Quantifizierung dieses Parameters wünschenswert ist. Dies betrifft insbesondere eine Charakterisierung der Huminstofffraktion, aber auch der Biopolymere.

In diesem Zusammenhang wurde in einem vom DVGW und der Arbeits gemeinschaft Trinkwassertalsperren (ATT) geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojekt eine neue Methode zur DOC-Charakterisierung entwickelt. Das Mess prinzip basiert hierbei auf der Fluores zenzspektroskopie, mit der eine sogenannte Fluoreszenzmatrix (Excitation-Emission-Matrix, EEM) einer Wasserprobe aufgenommen wird [3]. Die wesentlichen Projektziele bestanden in

  • der Erstellung einer Standardisierungsprozedur, die eine Übertragbarkeit von Messungen zwischen verschiedenen Fluoreszenzspektrometern ermöglichen soll,
  • der Charakterisierung und Quantifizierung der Huminstoff- sowie Biopolymerfluoreszenz,
  • einem Test der Methode im Wasserwerk bzw. zur Überwachung der Rohwasserqualität und
  • der Entwicklung einer anwenderfreundlichen Software, die einen routinemäßigen Einsatz der Methode in der Praxis erlaubt.
[1] Monteith, D. T.; Stoddard, J. L.; Evans, C. D.; Heleen, A. W.; Forsius, M.; Høgåsen, T.; Wilander, A.; Skjelkvåle, B. S; Jeffries, D. S.; Vuorenmaa, J.; Keller, B.; Kopácek, J.; Vesely, J.: Dissolved organic carbon trends resulting from changes in atmospheric deposition chemistry. (2007). Nature, Vol. 450, 22, 537-541
[2] Belastung von Trinkwassertalsperren durch gelösten organischen Kohlenstoff: Prognose, Vorsorge, Handlungsoptionen (TALKO). BMBF Forschungsprojekt.
[3] Wagner, M.; Schmidt, W.: Charakterisierung des aquatischen DOC. (2012). DVGW energie | wasser-praxis, 06, 48-53



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 09 - 2014 (September 2014)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 4,00
Autor: Dr. Martin Wagner
Dr. rer. nat. Wido Schmidt

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