DIN CEN TS 16181-2013 Sludge treated biowaste and soil - Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatograp.pdf

1、Dezember 2013 Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 18DIN 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 13.030.20Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschieden

2、e Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln einer Vornorm erstellt.!$y5“1861859www.din.deDDIN CEN/TS 16181Schlamm, behandelter Bioabfall und Boden Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen(PAK) mittels Gaschromatographie (GC)

3、undHochleistungs-Flssigkeitschromatographie (HPLC);Deutsche Fassung CEN/TS 16181:2013Sludge, treated biowaste and soil Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by gas chromatography (GC)and high performance liquid chromatography (HPLC);German version CEN/TS 16181:2013Boues, bio-dchets

4、 traits et sols Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) par chromatographie enphase gazeuse et chromatographie liquide haute performance;Version allemande CEN/TS 16181:2013Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 45 SeitenDIN S

5、PEC 91243DIN CEN/TS 16181 (DIN SPEC 91243):2013-12 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (CEN/TS 16181:2013) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 400 Projekt-Komitee Horizontale Normen in den Bereichen Schlamm, Bioabfall und Boden“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. D

6、as zustndige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 119-01-02-02 UA Chemische und physikalische Verfahren“ im Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DIN. Diese Technische Spezifikation ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das aufgrund bestimmter Vorbehalte zum Inhalt oder wegen des gegenber ei

7、ner Europischen Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens durch CEN/TC 400 nicht als Norm herausgegeben wurde. Technische Spezifikationen des CEN haben den Status einer Vornorm und werden daher durch das DIN als DIN SPEC mit eigener Zhlnummer verffentlicht. Fr die in diesem Dokument zitierten Interna

8、tionalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 5725-2 siehe DIN ISO 5725-2 ISO 8466-1 siehe DIN 38402-51 ISO 18287 siehe DIN ISO 18287 ISO 18512 siehe DIN ISO 18512 ISO 22892 siehe DIN ISO 22892 ISO 28540 siehe DIN ISO 28540 Nationaler Anhang NA (informati

9、v) Literaturhinweise DIN 38402-51, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Kalibrierung von Analysenverfahren, Auswertung von Analysenergebnissen und lineare Kalibrierfunktionen fr die Bestimmung von Verfahrenskenngren (A 51) DIN ISO 57

10、25-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr die Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichprzision eines vereinheitlichten Messverfahrens DIN ISO 18287, Bodenbeschaffenheit Bestimmung der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstof

11、fe (PAK) Gaschromatographisches Verfahren mit Nachweis durch Massenspektrometrie (GC-MS) DIN ISO 18512, Bodenbeschaffenheit Anleitung fr die Lang- und Kurzzeitlagerung von Bodenproben DIN ISO 22892, Bodenbeschaffenheit Anleitungen fr die Identifizierung von Zielverbindungen durch Gaschromatographie

12、und Massenspektrometrie DIN ISO 28540, Wasserbeschaffenheit Bestimmung von 16 polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in Wasser Verfahren mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion (GC-MS) TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION SPCIFICATION TECHNIQUE CEN

13、/TS 16181 Oktober 2013 ICS 13.030.20 Deutsche Fassung Schlamm, behandelter Bioabfall und Boden Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) mittels Gaschromatographie (GC) und Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie (HPLC) Sludge, treated biowaste and soil Determination of p

14、olycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC) Boues, bio-dchets traits et sols Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) par chromatographie en phase gazeuse et chromatographie liquide haute performance Diese Technis

15、che Spezifikation (CEN/TS) wurde vom CEN am 16. Juli 2012 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. Die Gltigkeitsdauer dieser CEN/TS ist zunchst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihre Stellungnahmen abzugeben, insbesondere ber die Frag

16、e, ob die CEN/TS in eine Europische Norm umgewandelt werden kann. Die CEN Mitglieder sind verpflichtet, das Vorhandensein dieser CEN/TS in der gleichen Weise wie bei einer EN anzukndigen und die CEN/TS verfgbar zu machen. Es ist zulssig, entgegenstehende nationale Normen bis zur Entscheidung ber ein

17、e mgliche Umwandlung der CEN/TS in eine EN (parallel zur CEN/TS) beizubehalten. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien,

18、Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMIT

19、TEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION CEN-CENELEC Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TS 16181:2013 D CEN/

20、TS 16181:2013 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 4 Einleitung .5 1 Anwendungsbereich .6 2 Normative Verweisungen 7 3 Begriffe .7 4 Grundlage des Verfahrens 8 5 Strungen .8 5.1 Strungen bei Probenahme und Extraktion .8 5.2 Strungen bei GC-MS 9 5.3 Strungen bei HPLC 9 6 Sicherheitshinweise 9 7 Reagenzien 10 7

21、.1 Allgemeines . 10 7.2 Reagenzien fr Extraktionsverfahren . 10 7.3 Reagenzien fr Reinigungsverfahren . 10 7.4 Reagenzien fr chromatographische Analyse 11 7.4.1 Gaschromatographische Analyse. 11 7.4.2 HPLC-Analyse . 11 7.5 Standards 12 7.5.1 Referenzsubstanzen, interne Standards 12 7.5.2 Injektionss

22、tandard 12 7.6 Herstellung der Standardlsungen . 13 7.6.1 Allgemeines . 13 7.6.2 Standardlsungen fr die HPLC-Analyse 13 7.6.3 Standardlsungen fr die GC-MS-Analyse 13 7.6.4 Kalibrierstandardlsungen 14 7.7 Herstellung der Lsungen von internen Standards 14 7.8 Herstellung der Lsung von Injektionsstanda

23、rd . 14 8 Gerte . 14 8.1 Extraktions- und Reinigungsverfahren 14 8.2 Gaschromatograph . 15 8.3 Hochleistungs-Flssigkeitschromatograph 15 9 Probenlagerung und Probenkonservierung 16 9.1 Probenlagerung 16 9.2 Probenkonservierung und vorbehandlung 16 10 Durchfhrung 17 10.1 Blindwertbestimmung 17 10.2 E

24、xtraktion 17 10.2.1 Allgemeines . 17 10.2.2 Extraktionsverfahren 1: Extraktion mittels Aceton/Petrolether und Schtteln 18 10.2.3 Extraktionsverfahren 2: Soxhlet-Extraktion (trockene Proben) . 19 10.2.4 Extraktionsverfahren 3: Feuchte Proben, die eine Extraktion mittels Aceton/Petrolether/Natriumchlo

25、rid und Schtteln erfordern . 19 10.3 Einengen oder Verdnnen . 19 10.3.1 Allgemeines . 19 10.3.2 Fr die HPLC-Analyse 20 10.4 Reinigen des Extrakts (Clean-up) . 20 10.4.1 Allgemeines . 20 10.4.2 Reinigungsverfahren A Aluminiumoxid 21 DIN CEN/TS 16181 (DIN SPEC 91243):2013-12 CEN/TS 16181:2013 (D) 3 Se

26、ite 10.4.3 Reinigungsverfahren B Kieselgel . 21 10.4.4 Reinigungsverfahren C Gelpermeationschromatographie (Styren-Divinylbenzen-Harz) . 21 10.4.5 Reinigungsverfahren D DMF/Cyclohexan-Verteilung zur Entfernung aliphatischer Kohlenwasserstoffe 22 10.5 Zugabe des Injektionsstandards . 22 10.6 Gaschrom

27、atographische Analyse (GC) 22 10.6.1 Gaschromatographische Analyse mit massenspektrometrischer Detektion . 22 10.6.2 Kalibrierung des Verfahrens unter Anwendung des internen Standards . 23 10.6.3 Messung . 24 10.6.4 Identifizierung 24 10.6.5 Prfung der Verfahrensleistung 24 10.6.6 Berechnung 25 10.7

28、 Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie (HPLC) . 26 10.7.1 Allgemeines . 26 10.7.2 Chromatographische Trennung . 26 10.7.3 Detektion 26 10.7.4 Kalibrierung . 27 10.7.5 Messungen an Proben 28 10.7.6 Berechnung 28 11 Verfahrenskenndaten 29 12 Przision . 29 13 Analysenbericht . 29 Anhang A (informati

29、v) Daten fr die Wiederhol- und Vergleichprzision . 30 A.1 Materialien fr den Ringversuch 30 A.2 Ergebnisse des Ringversuchs . 30 Anhang B (informativ) Beispiel fr Instrumenteneinstellungen und Chromatogramme . 33 B.1 Messung von PAK mit GC-MS . 33 B.2 Messung von PAK mit HPLC-Fluoreszenz 39 Literatu

30、rhinweise 43 DIN CEN/TS 16181 (DIN SPEC 91243):2013-12 CEN/TS 16181:2013 (D) 4 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TS 16181:2013) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 400 Projekt-Komitee Horizontale Normen in den Bereichen Schlamm, Bioabfall und Boden“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.

31、Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Dieses Dokument wurde unter einem Mandat erarbeitet, das durch die Europische

32、 Kommission und die Europische Handelsorganisation an CEN erteilt wurde. Die Erarbeitung dieses Dokuments durch CEN erfolgt auf der Grundlage eines Mandats (Mandat M/330) der Europischen Kommission, das die Erstellung von Normen zur Probenahme und zu analytischen Verfahren fr hygienische und biologi

33、sche sowie fr anorganische und organische Parameter umfasst, mit dem Ziel, diese Normen fr Schlamm, behandelten Bioabfall und Boden anwendbar zu machen, soweit dies technisch umsetzbar ist. Entsprechend der CEN-CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalte

34、n, diese Technische Spezifikation anzukndigen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, die ehemalige jugoslawische Republik Mazedonien Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portu

35、gal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Trkei, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. DIN CEN/TS 16181 (DIN SPEC 91243):2013-12 CEN/TS 16181:2013 (D) 5 Einleitung Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind ubiquitr aufgrund der Tatsache,

36、dass diese infolge der Verbrennung von organischen Stoffen, wie z. B. Kohle, Heizl, Benzin, Holz, Abfllen und pflanzlichen Materialien, in beachtlichen Mengen jhrlich in die Umwelt gelangen. Da einige dieser PAK-Verbindungen karzinogen oder mutagen sind, wird deren Vorhandensein in der Umwelt (Luft,

37、 Wasser, Boden, Sediment und Abfall) regelmig berwacht. Derzeit wird die Bestimmung von PAK in diesen Matrizes in den meisten Routinelaboratorien im Anschluss an die vorangehenden Schritte wie Probenahme, Probenvorbehandlung, Extraktion und Reinigung mithilfe der Messung von bestimmten PAK unter Anw

38、endung der Gaschromatographie mit massenspektrometrischer Detektion (GC-MS) oder der Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie (HPLC) mit UV-DAD- oder Fluoreszenzdetektion (HPLC-UV-DAD/FLD) durchgefhrt. Deshalb sind diese beiden Verfahren in die vorliegende horizontale Norm einbezogen. Es muss hervor

39、gehoben werden, dass das Zielkontaminationsniveau von PAK im Bereich von etwa 0,01 mg/kg bei einzelnen PAK (Kulturboden und Sediment) bis etwa 200 mg/kg und hher (z. B. kontaminierter Boden um Kokereien oder Abfall) liegen kann. Die Anwendung von internen Standards und Injektionsstandards wird zweck

40、s interner berprfung des gewhlten Extraktions- und Reinigungsverfahrens beschrieben. Das Verfahren stimmt weitgehend mit dem fr PCB beschriebenen Verfahren berein (siehe EN 16167). Dieses Dokument ist das Ergebnis einer Literaturstudie Horizontale Technische Spezifikation zur Bestimmung von PAK in S

41、chlamm, Boden und Bioabfall“ innerhalb des Projekts Horizontal“ und hat das Ziel, die neuesten Verfahren zur Bestimmung von PAK in Schlamm, Boden, behandeltem Bioabfall und benachbarten Bereichen zu bewerten. Nach einer zu Bewertungszwecken durchgefhrten Untersuchung, bei der die Robustheit des Verf

42、ahrens geprft wurde, erfolgte eine europaweite Validierung des Norm-Entwurfs. Die Ergebnisse der Literaturstudien sowie der Untersuchungen zur Bewertung und Validierung wurden mit allen betroffenen Parteien innerhalb des CEN diskutiert. Diese Technische Spezifikation ist fr verschiedene Arten von Ma

43、trizes, wie in Tabelle 1 angegeben, anwendbar und validiert (siehe auch Anhang A fr die Ergebnisse der Validierung). Tabelle 1 Matrizes, fr die diese Technische Spezifikation anwendbar und validiert ist Matrix Validiert fr Schlamm kommunaler Klrschlamm Bioabfall frischer Kompost WARNUNG Anwender die

44、ser Technischen Spezifikation sollten mit der blichen Laborpraxis vertraut sein. Diese Technische Spezifikation gibt nicht vor, alle unter Umstnden mit der Anwendung des Verfahrens verbundenen Sicherheitsaspekte anzusprechen. Es liegt in der Verantwortung des Arbeitgebers, angemessene Sicherheits- u

45、nd Schutzmanahmen zu treffen und sicherzustellen, dass diese mit nationalen Festlegungen bereinstimmen. WICHTIG Es ist unbedingt notwendig, dass Untersuchungen nach dieser Technischen Spezifikation von entsprechend ausgebildetem Personal durchgefhrt werden. DIN CEN/TS 16181 (DIN SPEC 91243):2013-12

46、CEN/TS 16181:2013 (D) 6 1 Anwendungsbereich Diese Technische Spezifikation legt die quantitative Bestimmung von 16 polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) (siehe Tabelle 2) in Schlamm und behandeltem Bioabfall unter Anwendung der GC-MS und HPLC-UV-DAD/FLD fest, wobei ein breiter Bereic

47、h von PAK-Kontaminationsniveaus (siehe auch Anhang B) abgedeckt wird. Bei Anwendung der Fluoreszenzdetektion kann Acenaphthylen nicht gemessen werden. Tabelle 2 Nach dieser Technischen Spezifikation analysierbare polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe Zielanalyt CAS-RNaNaphthalen 91-20-3 Acena

48、phthen 83-32-9 Acenaphthylen 208-96-8 Fluoren 86-73-7 Anthracen 120-12-7 Phenanthren 85-01-8 Fluoranthen 206-44-0 Pyren 129-00-0 Benz(a)anthracen 56-55-3 Chrysen 218-01-9 Benzo(b)fluoranthen 205-99-2 Benzo(k)fluoranthen 207-08-9 Benzo(a)pyren 50-32-8 Indeno(1,2,3-cd)pyren 193-39-5 Dibenz(a,h)anthrac

49、en 53-70-3 Benzo(ghi)perylen 191-24-2 aCAS-RN Chemical Abstracts Service Registry Number. Die Nachweisgrenze hngt von den zu bestimmenden Substanzen, den verwendeten Gerten, der Qualitt der fr die Extraktion verwendeten Chemikalien und der Reinigung des Extrakts ab. blicherweise kann fr jeden einzelnen PAK eine untere Anwendbarkeitsgrenze von 0,01 mg/kg (angegeben als Trockenmasse) sichergestellt werden.