GERSTEL Aktuell Nr. 24 (pdf; 1,76 MB) - Gerstel GmbH & Co.KG

G L O B A L A N A L Y T I C A L S O L U T I O N S
Informationen der GERSTEL GmbH & Co. KG · Aktienstraße 232 – 234 · D-45473 Mülheim an der Ruhr · Telefon (02 08) 7 65 03-0 · Telefax (02 08) 7 65 03 33
Nr. 24
März 2000
Weltneuheit auf der Analytica 2000
1000fach empfindlicher
als die SPME:
Besuchen Sie uns auf der
Analytica
Halle B 4, Stand 121
GERSTEL-Twister
Twister-Vorführungen
im Seminarraum B 3.1
13. April von 9 bis 18 Uhr
14. April von 9 bis 12 Uhr
Analytica-Forum
Halle B 3
12. April von 14 bis
14.30 Uhr
Neuer Passivsammler
GERSTEL ® -TOPAS
im Praxistest
ICB präsentiert GERSTEL auf der Achema
Zukunftstechnologie mit
Know-how-Transfer
Immissionsmessung
Klassisches Messverfahren
und Thermodesorption
im Vergleich
1
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Editorial
GERSTEL-Technologie auf
der Analytica 2000
Seit Jahrzehnten wegweisend
In dieser
Ausgabe
Produktneuheiten auf der
Analytica 2000
Seite 3
Stir Bar Sorptive Extraction
(SBSE) – Neuartige
Extraktionstechnik für
wässrige Proben
Seiten 4 bis 7
News:
Abwasseranalyse mit dem
GERSTEL-Twister
ICB präsentiert GERSTEL auf
der Achema 2000
Neues Kalibrierverfahren für
die Thermodesorption
Seiten 8 und 9
GERSTEL-Solutions 301 – 303
Seiten 10 und 11
Immissionsmessung
organischer Luftinhaltsstoffe:
Klassisches Messverfahren
und Thermodesorption im
Vergleich
Seite 12 und 15
GERSTEL intern
Seite 216
Hand aufs Herz. Wir waren schon ein wenig überrascht,
als wir neulich bei der Durchsicht alter Unterlagen
feststellten, daß wir in diesem Jahr bereits zum
zehnten Mal mit unserem Produktsortiment auf der
Analytica in München vertreten
sind. Das heißt, seit 20 Jahren
präsentieren wir dort einem ausgewählten
Fachpublikum innovative
Systemlösungen für die GC-
Analytik. Wo ist die Zeit geblieben?
Ohne falsche Bescheidenheit,
darauf kann es nur eine
Antwort geben: Sie steckt in
hochwertigen, technisch ausgefeilten und einzigartigen
analytischen Systemen, in kompetenten,
hochqualifizierten Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen
und in einem erstklassigen Service. Kurzum: Der
Name GERSTEL steht für Qualität. Nicht
umsonst kooperieren namhafte Firmen
mit uns, wächst die Zahl derer, die unserer
wegweisenden Technologie, unseren
Global Analytical Solutions, vertrauen.
Wie in der Vergangenheit präsentieren
wir Ihnen auch in diesem Jahr auf der
Analytica 2000 bahnbrechende Produktneuheiten
für die GC-Analytik. Herausragend:
der GERSTEL-Twister. Um den folgenden
Seiten dieser GERSTEL Aktuell
nichts vorweg zunehmen, nur so viel:
Diese simple wie geniale Innovation
bringt Sturm ins Becherglas, revolutioniert
die Vorbereitung wässriger Proben
für die GC-Analyse. Anders ausgedrückt,
der Twister macht die Probenvorbereitung
im wahrsten Sinne des Wortes
überflüssig. Zu den weiteren Neuheiten
gehören der GERSTEL-MPS 3 und der
GERSTEL-MPS 3 C – Tausendsassa
unter den vollautomatischen LC-Probengebern.
Oder das GERSTEL-TDS D, ein
speziell für die Auswertung neuartiger, thermodesorbierbarer
Passivsammler auf Tenax-Basis
(TOPAS) entwickeltes Thermodesorptionssystem.
Selbstverständlich informieren wir Sie auch
über unsere bewährten Kaltaufgabe- und Thermodesorptionssysteme
– Entwicklungen, die mit dem
Namen GERSTEL und der Geschichte unseres
Unternehmens untrennbar verbunden sind.
Besuchen Sie unseren Messestand auf der
Analytica 2000. Wie Sie uns finden, entnehmen Sie
bitte der Information unten im Kasten. In diesem Sinne,
Ihnen einen angenehmen Messebesuch, ein
wenig Spaß am Rande des Rummels in der Münchner
City und weiterhin viel Erfolg im Umgang mit
unseren Systemen. Wir freuen uns auf Sie.
Ihr
Eberhard G. Gerstel
Gerstel auf der
Analytica 2000
Vom 11. bis 14. April 2000 auf dem
Messegelände in München
Messestand
Sie finden uns in Halle B 4, Stand 121
Programm
MI 12. April 2000, Halle B 3
Analytica-Forum
Vortrag: »Optimierte Probenvorbereitung
für die GC-Analytik von Lebensmittel- und
Umweltproben«
DO 13. April 2000, Seminarraum B 3.1
9 bis 18 Uhr Twister-Vorführung
10 bis 10.30 Uhr Twister-Fachvortrag
FR 14. April 2000, Seminarraum B 3.1
9 bis 12 Uhr Twister-Vorführung
10 bis 10.30 Uhr Twister-Fachvortrag
(Termine auf Wunsch auch nach Vereinbarung)
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Produktinfo
Der GERSTEL-MPS 3 schafft neue Dimensionen
Tausendsassa unter den LC-Autosamplern
GERSTEL-MPS 3 C
■ Gleichgültig, ob ein Interner Standard zudosiert,
die Probe verdünnt oder in ihr enthaltene Wirkstoffe
derivatisiert werden sollen – der GERSTEL-
MPS 3 beziehungsweise die platzsparende Version
MPS 3 C setzen bei der automatisierten
Probenaufgabe in der Flüssigkeitschromatographie
neue Maßstäbe: Der Anwender nutzt
wahlweise 24 Micro- oder Deepwell-Platten für
Screenings oder läßt die Proben aus 0,7, 1, 2, 10
oder 20 Milliliter-Standardvials direkt ins LC-Ventil
injizieren, wobei gleichzeitig zwei HPLC-Systeme
von einem Autosampler beschickt werden
können. Weiterer Vorteil des MPS 3 / 3 C: Die Proben lassen
sich sowohl kühlen als auch aufheizen, und Tabletten müssen
nicht, wie bisher üblich, zusätzlich
aufbereitet werden –
ihre Auflösung erfolgt
nach vorheriger Programmierung
automatisch im
Vial. Fazit: Aufgrund seiner
vielseitigen Möglichkeiten ist der
GERSTEL-MPS 3 / 3 C als automatischer
Probengeber für flüssigkeitschromatographische
Untersuchungen
insbesondere in der
klinischen Chemie, der Pharmaforschung
und der Arzneimittelherstellung
prädestiniert.
GERSTEL-MPS 3
Bis zu 1000fach empfindlicher als die SPME
GERSTEL-Twister bringt Sturm ins Becherglas
■ Chromatographieren
organischer Verbindungen
aus wässrigen Matrices
ohne aufwendige Probenvorbereitung
und
gleichzeitig um bis
zu 1000fach empfindlicher
als die
SPME – diese Möglichkeit
bietet eine
Neuentwicklung der GERSTEL GmbH & Co.KG:
Der GERSTEL-Twister sieht aus wie ein herkömmliches
Rührstäbchen für Magnetrührer und funktioniert
auch als solches, mit einem Unterschied:
Während des Drehvorgangs reichert es die organischen
Inhaltsstoffe in seinem Sorptionsmantel aus Polydimethylsiloxan
(PDMS) an. Gleichgültig, ob es sich bei der
Matrix um Trink- oder Abwasser, Körperflüssigkeiten
oder Getränke handelt: Der Twister lässt sich im
Anschluss an dieses rasche und empfindliche
Probenvorbereitungsverfahren sofort in das Thermodesorptionssystem
GERSTEL-TDS 2 überführen.
Das heißt, Thermodesorption, Chromatographie und
Detektion der im PDMS-Mantel
sorbierten organischen Komponenten
erfolgen unmittelbar
vom Twister (siehe auch Seiten
4 bis 8).
Neuer thermodesorbierbarer Passivsammler im Praxistest
Schneller und empfindlicher auf Tenax-Basis
GERSTEL-TDS D
■ Auf der Kopplung eines plakettenförmigen Passivsammlers
mit der Thermodesorption als Überführung von
Luftschadstoffen zur GC-Analyse basiert eine Innovation,
die von GERSTEL in Zusammenarbeit mit dem Institut für
Chemo- und Biosensorik (ICB) in Münster entwickelt wurde.
TOPAS heißt das System, hinter
dem sich ein 5-Mark-Stück großer,
plakettenförmiger Passivsammler auf
Tenax-Basis und das dafür speziell
entwickelte GERSTEL-ThermoDesorptionSystem
TDS D verbirgt. Diese Kombination
ermöglicht vergleichsweise einfache,
schnelle und überaus empfindliche
Messungen der Schadstoffbe-
lastung sowie Grenzwertüberwachungen
am Arbeitsplatz. Die Besonderheit des
TOPAS-Systems: Im Gegensatz zu
seinen Pendants auf Aktivkohlebasis
lassen sich die auf dem Tenax angereicherten
Schadstoffe vollständig und
ganz ohne Probenvorbereitung durch
Thermodesorption lösen und gaschromatographisch
analysieren. Und im Vergleich zu anderen,
auf Tenax basierenden Passivsammlern, bietet das neue
System von GERSTEL und dem ICB den Vorteil, dass es
sich für Kurzzeitmessungen im Innenraum eignet. Selbst
bei niedrigsten Schadstoffkonzentrationen erlaubt TOPAS
Probenahmezyklen von wenigen Stunden.
3
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Analyse
Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Neuartige Extraktionstechnik
4
Andreas Hoffmann und Ralf Bremer
Gerstel GmbH & Co.KG, Aktienstraße 232 – 234,
D-45473 Mülheim an der Ruhr
Pat Sandra
Universität Gent, Krijgslaan 281 S4, B-9000 Gent, Belgien
Frank David
Research Institute for Chromatography, Kennedypark 20,
B-8500 Kortrijk, Belgien
Abbildung 1
Wiederfindung
als Funktion von
log k (o/w)
bei SPME
und SBSE
Die Analyse organischer Bestandteile wässriger
Matrices aus dem Umwelt-, biomedizinischen, Nahrungsmittel-
und Duftstoffbereich erfolgt normalerweise
nach Extraktion und Anreicherung der aus der
Matrix, beispielsweise Körperflüssigkeiten, Trinkwasser,
Abwasser und Getränke, stammenden gelösten
Stoffe. Die am häufigsten angewandten Probenvorbereitungsmethoden
basieren auf dem Gleichgewicht
Flüssigkeit – Gas, der Extraktion
(Headspace, Purge and Trap), der Flüssig-Flüssig-
Extraktion oder der Festphasenextraktion (SPE).
Die Miniaturisierung ist ein dominierender Trend
in der analytischen Chemie. Typische Beispiele für
miniaturisierte Probenvorbereitungstechniken sind
die Micro-Flüssig-Flüssig-Extraktion (In-Vial-Extraction),
die statische Headspace und die Disk-
Cartridge-SPE. In Verbindung mit modernen Analysegeräten
führen diese Techniken zu schnelleren
Analysen, höherem Probendurchsatz, niedrigerem
Lösungsmittelverbrauch und weniger Arbeitsaufwand
für die Probenvorbereitung; die Empfindlichkeit
hingegen bleibt erhalten oder wird sogar gesteigert.
Grundlagen
Vor etwa 10 Jahren wurde von Arthur und
Pawliszyn (1) eine neue Microextraktionsmethode
entwickelt, die sogenannte Festphasen-Micro-
Extraktion (SPME). Die Extraktion organischer
Bestandteile aus wässrigen Proben oder einer Gasphase
mit Hilfe eines Polydimethylsiloxan-Sorbens
(PDMS) als Extraktionsmedium wurde bereits Mitte
der 80er Jahre von mehreren Gruppen beschrieben;
diese verwendeten offene röhrenförmige Fallen, die
mit dicken PDMS-Filmen beschichtet waren. Anstelle
der Adsorption basiert die Extraktion mit Hilfe von
PDMS-Medien auf der Sorption.
Die sorptive Anreicherung bietet verschiedene
Vorteile im Vergleich zu Adsorptionsverfahren, wie
von Baltussen et al (2) beschrieben wurde. Hierzu
gehören: eine voraussagbare Sorption, das Fehlen
von Verschleppungseffekten, Reaktionsarmut sowie
eine schnellere und sanftere Desorption. Praktische
Begrenzungen, beispielsweise geringe Probenkapazitäten
oder Durchbruchsvolumina, schränkten
die Anwendbarkeit der mit PDMS beschichteten
offenen röhrenförmigen Fallen jedoch ein.
Die SPME andererseits ist eine sehr einfache
und schnelle Technik. Eine relativ dünne Schicht
PDMS (7 – 100 µm) auf der Außenseite einer Nadel
dient als Extraktionsmedium; nach der Sorption
werden die Bestandteile in einem GC-Injektor thermisch
oder in einem LC-Injektor flüssig desorbiert. Im
Gegensatz zu den mit PDMS beschichteten, offenen
röhrenförmigen Fallen ist die SPME von Natur aus
eine Gleichgewichtstechnik, die auf der Verteilung
Abbildung 2
GERSTEL-Twister
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Analyse
für wässrige Proben
der gelösten Partikel zwischen Siliconphase und
wässriger und/oder gasförmiger Matrix beruht. In
neueren Arbeiten (3 – 5) wurde das Gleichgewicht mit
Oktanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten (k (o/w)
) korreliert.
Diese Arbeiten haben gezeigt, dass man für
gelöste Stoffe mit einem niedrigen k (o/w)
(k < 10.000)
nur geringe Wiederfindungsraten erhält. Ursächlich
hierfür ist in erster Linie das Phasenverhältnis zwischen
der wässrigen und der PDMS-Phase. Die für
die SPME benötigte Menge PDMS liegt im Allgemeinen
in der Größenordnung von 0,5 µl oder darunter;
für eine Wasserprobe von 10 ml entspricht dies
einem Phasenverhältnis von 20.000. Deshalb ist die
Anreicherung auf der SPME-Faser begrenzt, wie
Abbildung 1 zeigt: Die Wiederfindung von gelösten
Stoffen auf der SPME-Faser als Funktion des
Logarithmus k (o/w)
; nur Bestandteile mit einem k (o/w)
größer 20.000 werden zu 50 % wiedergefunden.
Mit Wissen dieser Grundlagen wurde kürzlich
die sogenannte Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
entwickelt, ein Verfahren, bei dem Rührstäbchen in
einer Dicke von 50 – 300 µl mit PDMS beschichtet
werden (2), was einem Phasenverhältnis entspricht
von 33 – 200 für Proben von 10 ml: Im Vergleich zur
SPME verbesserte sich die Empfindlichkeit um den
Faktor 100 bis 1.000. In Abbildung 1 wird dies für
eine Wasserprobe von 10 ml und ein Rührstäbchen
gezeigt, das mit 100 µl PDMS beschichtet war. Für
gelöste Stoffe mit einem k (o/w)
größer 100 lag die Wiederfindung
bei über 50%, und die SBSE-Kurve erreichte
eine Wiederfindung von 100 % bei erheblich
niedrigeren log k (o/w)
-Werten im Vergleich zur SPME.
Gelöste Stoffe mit einem zwischen 10 und 100 liegenden
k (o/w)
-Wert lassen sich, wie bei der SPME, mit
Hilfe der Kalibrierung analysieren.
In dieser Arbeit werden einige Anwendungen
beschrieben, welche die Brauchbarkeit der Stir
Bar Sorptive Extraction für die Analyse wässriger
Matrices demonstrieren.
Experimenteller Teil
Die Rührstäbchen (GERSTEL-Twister) sind in
einen Glasmantel eingeschmolzen und 1 mm stark
mit PDMS beschichtet (Abbildung 2). Zwei verschieden
große GERSTEL-Twister stehen zur Verfügung:
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Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Analyse
10 mm lange und 20 mm lange mit PDMS beschichtete
Rührstäbchen, mit einem Außendurchmesser
von jeweils 3,2 mm. Für Proben von 1 – 50 ml eignen
sich die 10 mm langen Stäbchen und für 100 – 250 ml
große Proben die 20 mm langen Stäbchen.
Die Probenextraktion erfolgt in einem Vial, indem
das Rührstäbchen in einer geeigneten Menge
der Probe (in der Regel 10 ml) 30 bis 120 Minuten
lang rotiert. Nach der Extraktion wird es in ein
Thermodesorptionsröhrchen aus Glas eingeführt
(4 mm Innendurchmesser, 187 mm lang) und in
einem Thermodesorptionsgerät thermisch desorbiert.
Die Desorptionstemperaturen sind applikationsabhängig
und liegen zwischen 150 und 300 °C;
die Zeiten liegen zwischen 5 und 15 Minuten. Nachfolgend
werden zwei für die Stir Bar Sorptive
Extraction typische Anwendungen beschrieben.
Beispiel 1 : Orangensaft
20 ml der Probe wurden in ein Headspace-Vial
gefüllt und mit einem 10 mm langen Rührstäbchen
90 Minuten lang extrahiert. 10 Minuten wurde das
Stäbchen bei 240 °C desorbiert, und zwar im
Splitlos-Modus mit einem GERSTEL-TDS 2, das auf
einer Kombination Agilent GC 6890 mit Agilent MSD
5973 installiert war. Die desorbierten gelösten Stoffe
wurden in einem GERSTEL-KAS 4-Injektor bei
–150 °C cryofokussiert. Nach Desorption des
Rührstäbchens wurde das KAS 4 mit 12 °C/s auf
eine Temperatur von 240 °C aufgeheizt und 5 Minuten
lang gehalten, um die getrappten gelösten Stoffe
auf die GC-Säule zu überführen. Die Injektion
erfolgte im Split-Modus in einem Verhältnis von 1:20.
Als Trägergas wurde Helium mit einem konstanten
Fluß von 1 ml/min verwendet. Die Bestandteile
wurden auf einer 30 m x 0,25 mmID x 0,25 µm
Stabilwax-Säule (Restek) analysiert. Der Ofen wurde
mit 5 °C/min von 40 °C (1 min) auf 230 °C aufgeheizt.
Die Detektion erfolgte mit einem Agilent MSD 5973
im Scan-Modus (35 – 500 amu).
Beispiel 2 : Pestizide in Wein
In ein 40-ml-Vial wurden 25 ml trockener Weißwein
und eine Mischung von Organochlorpestiziden
im Bereich 1 ppb gegeben und 40 Minuten lang mit
einem 10 mm langen mit PDMS beschichten
Rührstäbchen extrahiert, das mit 1.400 U/min rotierte.
Das Rührstäbchen wurde 10 Minuten lang in
einem TDS 2-System bei 300 °C desorbiert, das auf
einer Kombination Agilent GC 6890 mit Agilent AED
G2350 A installiert war. Die gelösten Stoffe wurden in
einem KAS 4-Injektor bei – 50 °C cryofokussiert.
Nach der Desorption des Rührstäbchens wurde das
KAS 4 mit 10 °C/s auf 300 °C aufgeheizt und
Abbildung 3
SBSE-TDS-GC-MS-
Analyse von
Orangensaft
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Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Analyse
Abbildung 4
SBSE-TDS-GC-
AED-Analyse von
Pestiziden in Wein
5 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, um
die getrappten gelösten Stoffe auf die GC-Säule zu
überführen. Die Injektion erfolgte im Splitlos-Modus.
Als Trägergas wurde Helium bei einem konstanten
Druck von 170 kPa verwendet. Die Bestandteile
wurden auf einer 30 m x 0,25 mm ID x 0,25 µm
Agilent-5 MS-Säule analysiert. Der Ofen wurde mit
25 °C/min von 70 °C (2 min) auf 150 °C, mit 3 °C/min
auf 200 °C und mit 8 °C/min auf 280 °C aufgeheizt.
Emissionslinien von Chlor und Brom wurden beobachtet.
gefunden wurde. Alle zugegebenen Pestizide sind
mit guten Peakformen leicht zu finden. Die Verunreinigung
mit 1 ppb liegt weit unter der für Wein (oder
Trauben) akzeptierten Größenordnung, so dass die
erhaltene Empfindlichkeit mehr als ausreichend ist.
Die Probenvorbereitung erfordert nur wenig Zeit- und
Arbeitsaufwand. Mehrere Proben lassen sich gleichzeitig
extrahieren, Thermodesorption und GC-AED-
Analyse erfolgen vollautomatisch.
Zusammenfassung
Ergebnisse und Diskussion
Die Analyse eines Orangensaftgetränks zählt zu
den typischen Anwendungsbeispielen der Qualitätsüberwachung.
Das mit PDMS beschichtete Rührstäbchen
extrahiert apolare und semipolare gelöste
Stoffe aus der wässrigen Matrix. Die Thermodesorption
des Rührstäbchens und die Online-GC-
MS-Analyse ergeben ein sehr detailliertes Bild der in
der Probe vorhandenen Aroma- und Geschmacksstoffkomponenten.
Das mit SBSE-TDS-GC-MS
erhaltene Chromatogramm der Orangensaftprobe ist
in Abbildung 3 wiedergegeben. Peakformen und
Auflösung sind ausgezeichnet. Die Peaks sind identifizierbar
im Bereich von sehr flüchtigen Estern
(Ethlybutanoate) bis zu halbflüchtigen Cumarinen.
Das zweite Beispiel ist die Analyse von
Pestizidspuren in Wein. Zu den klassischen Methoden
der Probenvorbereitung zählt zum Beispiel die
Flüssig-Flüssig- oder die Festphasen-Extraktion,
denen vor der GC-Analyse noch ein Reinigungsschritt
vorzuschalten ist. Abbildung 4 zeigt die
Chlorspur, die mit der SBSE-TDS-GC-AED-Analyse
Die Stir Bar Sorptive Extraction ist eine wirkungsvolle
Technik für die Extraktion und Analyse von
organischen Bestandteilen in wässrigen Matrices.
Das System kann für die schnelle Qualitätskontrolle
von Lebensmitteln und Geschmacksstoffen ebenso
verwendet werden wie für die Spurenanalyse von
Umwelt-, Lebensmittel- und biomedizinischen Proben.
Literatur
1. Arthur, C.L. und Pawliszyn, J.,
Anal. Chem. 1990, 62, 2145
2. Baltussen, E., Sandra, P., David, F.
und Cramers, C., J.
Microcolumn Separations, 1999, 11, 737
3. Dugay, J., Miège, C., Hennion, M.-C.,
J. Chromatogr., A 1998, 795, 27
4. De Bruin, L.S., Josephy, P.D.,
Pawliszyn, J.B., Anal. Chem. 1998, 70, 1986
5. Beltran, J., Lopez, F.J., Cepria, O.,
Hernandez, F., J. Chromatogr., A 1998,
808, 257
7
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell News
Neues Kalibrierverfahren
für die Thermodesorption
Schnell und einfach
aufs Maß gebracht
■ Um Verunreinigungen der Innen- und Außenraumluft
durch organische Verbindungen zu
bestimmen, bedarf es geeigneter Probenahme-
und Messverfahren. Die Anreicherung
auf thermodesorbierbaren Sorbentien ist weit
verbreitet. Diese Methode bietet im Vergleich
zur Fest-Flüssig-Extraktion den Vorteil, dass
sich die gesamte Probe zur GC-Analyse auf
einmal injizieren läßt, mit dem Resultat niedriger
Nachweisgrenzen; abgesehen davon
bedarf es keiner toxischen Lösungsmittel.
Besondere Bedeutung hat die Kalibrierung
des Messverfahrens. In Zusammenarbeit mit
Reinhard Keller, Abteilungsleiter am Institut für
Medizinische Mikrobiologie und Hygiene der
Medizinischen Universität Lübeck, hat GERSTEL
eine Kalibriereinheit zur Aufnahme von sechs
TDS-Röhrchen konstruiert, welche diesen
Schritt schneller und einfacher gestaltet.
Mittels einer Rändelmutter können die TDS-
Röhrchen über einen Teflonkonus an der Unterseite
der Einheit fixiert werden; an der Oberseite
befinden sich sechs septumfreie Aufgabeköpfe
(SFK) zur kontaminationsfreien Aufgabe
der Kalibrierlösung. Die gesamte Einheit wird
mit Trägergas durchspült, der Volumenstrom
jedes Kanals läßt sich separat regeln.
Die vorkonditionierten TDS-Röhrchen wurden
in die Kalibiereinheit gespannt. Als Analyten
setzte Keller bei seinen Versuchen Substanzen
ein, die einerseits in der VDI 4300 Bl. 6 zur
Ermittlung des Gesamtgehaltes der flüchtigen
organischen Verbindungen aufgeführt sind,
andererseits einen relativ breiten Siedebereich
umspannen (66 – 287°C). Für die zu untersuchenden
Konzentrationen wurden 10 ng bis
2000 ng absolut ausgewählt, da so alle in
Innenräumen auftretenden problematischen
Konzentrationen Berücksichtigung fanden.
Die Analyten wurden in Methanol gelöst und zu
je 1 µl zur Aufgabe auf das Tenax ® TA im Trägerstrom
in die Glaswolle dotiert; so gelangen die
Substanzen vollständig auf das Tenax.
Die Vorteile des von Keller entwickelten Verfahrens
gegenüber herkömmlichen Methoden
liegen auf der Hand: geringerer instrumenteller
und zeitlicher Aufwand, einfache Handhabung
und in der Laborroutine einsetzbar.
Damit existiert eine Methode, die eine Alternative
bietet zu etablierten Verfahren, wie dem
Einsatz von Prüfgasen.
Hinweis: Die Kalibriereinheit
ist auf der 8 Analytica zu sehen.
Der GERSTEL-Twister im Praxistest
Abwasseranalyse
leicht gemacht
In den Abwasserbehältern zweier gleich produzierender
Anlagen wurde ein unterschiedlicher
TOC-Gehalt festgestellt, obwohl die Gehalte am
Eingang zu den Behältern nahezu identisch waren.
Bei der Fehlersuche bewährte sich der GERSTEL-
Twister als probates Mittel, um die Inhaltsstoffe
nach Thermodesorption, gaschromatographischer
Auftrennung und massenselektiver Dektektion
schnell und mit geringem Aufwand zu identifizieren.
Ein Produkt wird in einem nordrhein-westfälischen
Chemie-Unternehmen in zwei unterschiedlichen
Anlagen mittels eines oxidativen Verfahrens hergestellt;
anfallendes Abwasser wird in zwei unterschiedliche
Behälter geleitet. Obwohl es sich um
gleiche Produkte und Produktionsbedingungen handelte,
wiesen die Abwässer verschiedene
TOC-Gehalte auf (Abbildung
1): Behälter 2 zeigte deutlich
höhere Werte als Behälter 1.
Behälter 1
Um die Ursachenquelle schnell
identifizieren zu können, bedurfte
Behälter 2
es einer Analysenmethode, die
qualitative Aussagen über die
Inhaltsstoffe lieferte; der TOC-
Gehalt alleine genügte nicht.
Abbildung 1
TOC-Gehalte der Abwasserbehälter
Messmethode
Eingang
Behälter 1
Eingang
Behälter 2
Abbildung 2
TOC-Gehalte der Abwässer in den Zuleitungen
Der GERSTEL-Twister wurde
direkt in jeweils 20 ml der in den
Zuläufen und Abwasserbehältern
genommenen Proben gegeben
und jeweils 30 min lang gerührt.
Dabei wurden die Inhaltsstoffe in
seinem Mantel aus Polydimethylsiloxan
(PDMS) sorbiert. Anschließend
erfolgte die Messung nach
unmittelbarer Thermodesorption
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell News
vom Twister im GERSTEL-TDS 2 in Kombination mit
dem GERSTEL-KAS 4, einem Agilent GC 6890 und
einer GERSTEL-MCS-Säulenschaltung (Säule 1:
60 m RTX-1, ID 0,32 mm, FD 1,5 µm; Säule 2: 90 m
Agilent-VOC, ID 0,32, FD 1,0 µm) und massenselektiver
Detektion (Agilent MSD 5973).
Auswertung
Während die Chromatogramme
der Proben aus den
Zuleitungen 1 und 2 nahezu identisch
waren (Abbildung 2), wiesen
die der Behälterproben deutliche
Unterschiede auf (Abbildung 1).
Die Fehlerquelle musste also im
Abwassertank zu finden sein. Da
Abbildung 3
nunmehr dank des Twisters und
des MSD eine Qualifizierung der
Komponenten vorgenommen werden
konnte, ließen sich anhand
vorhandener Rohrleitungspläne
mögliche Urheber der zusätzlichen
Verunreinigung feststellen.
Das heißt, es musste zumindest
noch eine weitere Zuleitung in
Behälter 2 existieren. Diese konnte
ausfindig gemacht, eine Probe
gezogen und mit den vorliegenden
Ergebnissen verglichen werden.
Als die gefundenen Kompo-
Abbildung 4
nenten Behälter 1 zugesetzt wurden,
zeigte sich im Chromatogramm
das gleiche Bild wie bei der Analyse der Probe
aus Behälter 2 (Abbildungen 3 und 4). Der Verursacher
der zusätzlichen Abwasserbelastung konnte
im Anschluss daran ausfindig gemacht werden.
Fazit
Mit Hilfe des GERSTEL-Twister gelang es, ein
Verfahren zu installieren, das im Vergleich zur herkömmlichen
Probenvorbereitung für die GC-Analyse
den Nachweis einer organischen Abwasserfracht
sehr viel schneller, preisgünstiger und unter Beibehaltung
der gleichen Messempfindlichkeit erlaubt.
Vorteile der Twister-Anwendung: Die Kosten lagen nur
bei einem Drittel der bislang üblichen Kosten, die
Analysedauer ließ sich nach Optimierung auf ein Viertel
der vorher notwendigen Zeit reduzieren. Nach
Identifizerung mit einem massenselektiven Detektor
(MSD) kann die Quantifizierung mit einem Flammenionisations-Detektor
(FID) erfolgen. Diese Möglichkeit
wird derzeit geprüft.
Gerstel Aktuell 24 / März 2000
Behälter 1
mit Zusatz
»Unbekannte
Zuleitung«
Behälter 1
Abwasserfracht in Behälter 1 ohne und mit Zusatz
der in Behälter 2 gefundenen Komponenten
Behälter 1
mit Zusatz
Behälter 2
Gegenüberstellung der Abwasserfracht aus
Behälter 2 und Behälter 1 mit Zusatz
Analytische
Bedingungen
■ Twister für 30 min direkt
in 20 ml Probe gegeben
■ TDS:
Starttemperatur: 5 °C
Heizrate: 60 °C/min
Endtemperatur: 240 °C
Endhaltezeit: 5 min
Purge Flow 100ml/min
■ KAS 4:
Glasverdampferrohr
mit TENAX
Splitlos-Modus
Starttemperatur: – 100 °C
Heizrate: 12 °C /s
Endtemperatur: 240 °C
ICB präsentiert
GERSTEL auf der
Achema 2000
Weltneuheit
durch Innovation
■ Bei der Entwicklung innovativer und marktfähiger
Produkte kann der Know-how-
Transfer zwischen Industrie und Forschungseinrichtung
oftmals der Schlüssel zu zukunftsweisenden
Technologien sein. Bestes Beispiel
ist die Kooperation von GERSTEL mit dem
Institut für Chemo- und Biosensorik (ICB) in
Münster bei der Entwicklung des TOPAS-
Systems: einem Passivsammler auf Tenax-
Basis in Plakettenform, gekoppelt mit der
Thermodesorption als direkte Überführung
zur GC-Analyse (siehe Seite 3).
Während TOPAS das Versuchsstadium verlassen
hat und sich in einer groß angelegten
Studie im Praxistest befindet, macht eine
neue Innovation der GERSTEL-Kooperation
mit dem ICB von sich reden: der Automated
Speciation Analyser (ASA), ein neuartiges
Analysegerät, das dank spezieller Säulentechnik
und einem elementselektiven Detektor
ohne teure Optik eine sehr viel schnellere
GC-Analytik ermöglicht, als es herkömmliche
Systeme bislang erlauben. Ralf Bremer, Technischer
Geschäftsführer von GERSTEL: »Der
ASA ist so konzipiert, dass er unter anderem
hoch toxische metallorganische Verbindungen
erstmals gleichzeitig schnell, sicher, empfindlich
und überaus kostengünstig detektiert.«
Diese Attribute unter einen Hut zu bringen,
war eine analytische Herausforderung. »Der
technische und zeitliche Aufwand war
enorm«, wie Dr. Wolfgang Buscher, Analytiker
am ICB, sagt. Mit dem ASA lassen sich beispielsweise
organische Quecksilberverbindungen
mehr als fünfmal schneller nachweisen,
als mit herkömmlichen Methoden. Die
Nachweisgrenze liegt bei zwei Pikogramm
absolut. Vielversprechende Aussichten, zeigt
sich der Analytiker überzeugt. Den Prototypen
des ASA präsentieren das ICB und GERSTEL
auf dem ICB-Stand der Achema 2000 in
Frankfurt, Halle 5.1, Stand H 33. Weitere Informationen:
ICB Münster, Eike Kleine-Benne,
E-Mail: benne@uni-muenster.de.
Endhaltezeit: 20 min 9

Die Kombination
Volume 301
301
GERSTEL MPS 2 / KAS
LargeVolume +
Flüssiginjektion
10
Preisvorteil
GERSTEL-
SOLUTIONS:
Interessiert?
Dann nutzen Sie
bitte den Coupon
auf Seite 15!
durch
Die Leistung
■ Sandwichaufgabetechnik
■ Universal-Spritzenhalter für Spritzen
von 10 µl bis 1000 µl
■ Kühlung der Trays durch Peltieroder
Kryostatenkühlung (optional)
■ Injektionsgeschwindigkeit
programmierbar
■ Injektionsvolumen 1 µl bis 1000 µl
■ LVI-Calculator
Ihr Vorteil
■ Keine Nadeldiskriminierung
■ Keine Kosten für zusätzliche
Spritzenhalter
■ Aufbewahrung temperaturempfindlicher
Proben durch kühlbare Trays (optional)
■ Selektive Überführung von Komponenten
durch Ausblendung von Lösungsmitteln
■ Senkung der Nachweisgrenzen
■ Einsparung von Probenvorbereitungs
schritten
■ Bessere Reproduzierbarkeit der
Analysenzeiten
■ Optimierung der Injektionsparameter;
schnelle Methodenentwicklung
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

301 – 303
von MPS und KAS:
Die Lösung für ihre Aufgabenstellungen in der
Flüssig-, LargeVolume-; Headspace- und SPME-Analytik.
bis 303
302 303
GERSTEL MPS 2 / KAS
Flüssiginjektion +
Headspace
Die Leistung
■ Wie Solution 301
■ Spritzentemperatur programmierbar
■ Mehrfachinjektionen aus einem Vial
■ Multiple Headspace-Extraktion
aus einem Vial in einem GC-Run
■ Keine Ventile im Strömungsweg
■ Spritzenspülung mit Inertgas
Ihr Vorteil
■ Wie Solution 301
■ Vermeidung von Kondensationen
■ Bestimmung von Abklingkurven
■ Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit
■ Keine Ausfallzeiten durch
Kontaminationen
■ Keine Probenverschleppung
GERSTEL MPS 2 / KAS
Flüssiginjektion +
Headspace + SPME
Die Leistung
■ Wie Solution 301 + 302
■ Anreicherung aus der flüssigen und
der Gasphase
■ Unterschiedliche Faserselektivitäten
■ Ausheizstation für SPME-Fasern (optional)
Ihr Vorteil
■ Wie Solution 301 + 302
■ Einsparung von
Probenvorbereitungsschritten;
schnelles Screening von Proben
■ Weiter Anwendungsbereich
■ Erhöhte Anreicherung der Komponenten
■ Zeitersparnis durch Vorkonditionierung
der Fasern
11
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Messvergleich
Immissionsmessungen organischer Luftinhaltsstoffe
Klassisches Messverfahren und
Thermodesorption im Vergleich
Dr. Harald Creutznacher
Gesellschaft für Umweltmessungen und Umwelterhebungen,
Großoberfeld 3, 76135 Karlsruhe
12
Bei der Immissionsmessung organischer Luftinhaltsstoffe
haben aktive Sammelverfahren Tradition:
Mittels einer Pumpe wird Luft in den Sammler
gesogen und die interessierenden Luftinhaltsstoffe
an einem geeigneten Sorptionsmaterial angereichert;
die Analyse erfolgt nicht zeitgleich, sondern im
Anschluß an die Probenahme. Für zahlreiche anorganische
und organische Komponenten sind Messverfahren
in einschlägigen Regelwerken beschrieben.
Im Zuge eigener Immissionsmessungen von
Außen- und Innenraumluft wurden in mehrtägigen
Messkampagnen die Konzentrationen folgender
flüchtiger organische Verbindungen (VOC) durch Aktivmessungen
erfasst: 1,1,1-Trichlorethan, Perchlorethylen,
Trichlorethylen, Trichlormethan, 1,1-Dichlorethen,
cis-1,2-Dichlorethen, trans-1,2-Dichlorethen,
Vinylchlorid (Chlorethen), Tetrachlorkohlenstoff,
1,2-Dichlorethan, Benzol, Toluol, o-Xylol, m-Xylol,
p-Xylol, Ethylbenzol.
Prüf- und Analysenverfahren
In Abhängigkeit der zu bestimmenden VOC in
der Luft werden zwei unterschiedliche aktive
Sammelverfahren eingesetzt. Als Aktivsammler
dienen hierbei folgende Sorptionsrohre:
Richtlinien zur VOC-Bestimmung
(Norm-Entwurf)
DIN EN ISO 16017-1, Ausgabe:1999-03
VDI 3482 Blatt 1 Ausgabe:1986-02
VDI 3482 Blatt 5 Ausgabe:1984-11
VDI 3482 Blatt 6 Ausgabe:1988-07
(Technische Regel, Entwurf)
VDI 3864 Blatt 1 Ausgabe:1998-12
(Technische Regel, Entwurf)
VDI 3864 Blatt 2 Ausgabe:1998-12
■ NIOSH Lot 120, Füllstoff: Aktivkohle auf
Kokusnussbasis,
■ Carbotrap 300, Füllstoff: Carbotrap C, Carbotrap
B und Carbosieve S-III.
Für den Durchsatz großer Luftmengen werden
Aktivkohlesammler vom Typ NIOSH Lot 120 eingesetzt:
Innerhalb von 24 Stunden beträgt das
Probenahmevolumen etwa 0,7 m 3 Luft, wobei die
Probennahme kontinuierlich mit einer Flussrate von
etwa 0,5 l/min erfolgt.
Mit thermodesorbierbaren Sorptionsröhrchen
vom Typ Carbotrap 300 hingegen lässt sich analytisch
bedingt innerhalb von 24 Stunden stündlich nur
5 Minuten lang Luft bei einer Flussrate von etwa 100
ml/min über die Sammler leiten. Im Ganzen beträgt
das Probenahmevolumen etwa 10 Liter.
Die Immissionsmessungen von Innenluft erfolgten
generell durch Doppelbestimmung, von Außenluft
lediglich bei der für die Thermodesorption
bestimmten Proben. Um bei den Immissionsmessungen
mit NIOSH-Sammlern einen Durchbruch von
VOC festzustellen, werden bei der Probenahme zwei
Sammler in Reihe geschaltet und anschließend separat
analysiert.
Nach der Probenahme werden die Sammler ins
Labor überführt. Im Falle der auf NIOSH-Aktivsammlern
angereicherten VOC erfolgt die Desorption
mit Kohlenstoffdisulfid; die gaschromatographische
Trennung und massenselektive Detektion im Single
Ion Monitoring schließen sich an. Carbotrap-Sorptionsrohre
werden thermisch desorbiert und in gleicher
Weise analysiert.
Laut den Richtlinien zur VOC-Bestimmung
(siehe links) erfolgt die Kalibrierung des NIOSH-
Sammelverfahrens über Dotierversuche mit Standardlösungen
bekannten VOC-Gehalts, die der
Thermodesorptionssammler entsprechend dem
Normen-Entwurf DIN EN ISO 16017-1 mittels der
Injektionsmethode. Da das verwendete Analysen-
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Messvergleich
system über zwei
Probenaufgabeeinheiten
verfügt (Split/
Splitless-Injektor von
Agilent und das
GERSTEL-KAS 4),
wird ein Versuch unternommen,
um die
unterschiedlichen
Probenaufgabetechniken
zu vergleichen
und zu prüfen, ob
beide nach Aufgabe gleicher VOC-Massen vergleichbare
Flächenwerte bei der massenspektrometrischen
Analyse ergeben. Ziel ist es, eine einfachere
Vorgehensweise beim Einsatz von Thermodesorptionsverfahren
zu testen, da ihre Kalibrierung
zeitlich aufwendig ist. Soll in speziellen Fällen eine
rasche Übersichtsanalyse durchgeführt werden, um
die Probengröße abzuschätzen, lässt sich eine
Flüssiginjektion nach Kopplung der GC-Säule an den
Split/Splitless-Injektor durchführen, das heißt, sofern
sich die Geräteparameter gleichen. Dieser Schritt
macht es möglich, die chromatographischen und
massenspektrometrischen Eigenschaften der Messobjekte
festzustellen.
Die Kalibrierung des Thermodesorptionsverfahrens
wird allerdings nach diesem Vorversuch über
die Injektionsmethode durchgeführt. Zur Anwendung
kommt ein im splitlosen Zustand betriebener Injektor,
bei dem eine entsprechende Adaption für die
Carbotrap 300 Sorptionsrohre vorgenommen wird.
Die Betriebstemperatur liegt bei 200 °C. Als Trägergas
dient Stickstoff 5.0 mit einer Flussrate von etwa
0,5 l/min. Die Reinheit des Gases wird über Blindwertversuche
geprüft. Bei gleicher Flussrate ist die
Leckagenfreiheit des Systems mit eingebautem
Thermodesorptionsrohr sicherzustellen. Hierzu eignet
sich ein Gasfluss-Messgerät, das vor den Injektor
und hinter das Sorptionsrohr eingebaut wird.
Abbildung 4 zeigt die für diese Untersuchungen genutzte
Versuchsanordnung.
Die Sorptionsrohre werden durch Flüssiginjektion
methanolischer Standardlösungen beladen.
Hierzu wird ein Sorptionsrohr in den Injektor eingebaut
und auf Leckagenfreiheit geprüft. Anschließend
wird eine entsprechende Konzentration der
Standardlösung bis maximal 2 µl injiziert. Das
Sorptionsrohr bleibt nach der
Probenaufgabe weitere 15 Minuten
unter Durchfluss am Injektionsblock
und wird dann analysiert.
Abbildung 3 zeigt ein typisches
Standardchromatogramm nach
Thermodesorption der untersuchten
Messobjekte; Abbildung 2 zeigt
Response * 1000
600
500
400
300
200
100
0
exemplarisch die Kalibrierkurve für Vinylchlorid. Für
diese VOC wird im validierten Verfahren (VDI 3494)
die erreichbare Immissions-Nachweisgrenze mit
5 µg/m 3 angegeben. Für das Thermodesorptionsverfahren
gilt: Bei einem Probenahmevolumen von
10 l lassen sich Konzentrationen deutlich unterhalb
1 µg/m 3 problemlos ermitteln.
Das Bundesland Baden-Württemberg hat
einen Einzelstoff-Beurteilungsmaßstab aufgestellt
zur »Beurteilung von Bodenluftwerten – Schutzgut:
Gesundheit von Menschen auf kontaminierten
Flächen«. Dieser findet sich im »Hinweis zur Verwaltungsvorschrift
über Orientierungswerte für die
Bearbeitung von Altlasten und Schadensfällen des
Sozialministeriums und Umweltministeriums Baden-
Württemberg vom 16. September 1993«. Der
Beurteilungsmaßstab liegt für Vinylchlorid bei 0,02
µg/m 3 . Mit den in der VDI 3494 beschriebenen
y = 12,261 x R 2 = 0,9996
10 20 30 40 50
ng/Probe
Abbildung 2
Kalibrierkurve
für Vinylchlorid
Abbildung 1
Das zur Analyse von VOC eingesetzte System
Gaschromatograph/Massenspektrometer (GC/MS) Agilent
GC 6890/MS 5973 mit Auswerteeinheit.
Kapillarsäule J&W Typ 624, Länge 30 m, Innendurchmesser
0,25 mm, Filmdicke 1,4 µm
Trägergas Helium 1,0 ml pro Minute im konstanten Fluss-Modus
Temperaturprogramm 35 °C/10 Minuten/(20 °C pro Minute
auf 220 °C)/5 Minuten
Probengeber Multipurpose-Probengeber MPS2, Gerstel
Injektor Split/Splitless, Agilent, betrieben im Split mit einem
Splitverhältnis von 1 zu 10
Thermodesorptionseinheit Gerstel, Typ TDS A mit
GERSTEL-KAS 4
Betriebsparameter 30 °C/1 Minute/(30 °C pro Minute
auf 350 °C)/5 Minuten
Desorptionsmodus Split
Kaltaufgabesystem Packung mit desaktivierter Glaswolle,
Split 1 : 10
Temperaturprogramm –150 °C/(12 °C pro Minute auf
350 °C)/3 Minuten.
13
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Messvergleich
Abbildung 3
Standardchromatogramm
von VOC nach
Thermodesorption
14
Verfahren ist dieser
Konzentrationsbereich
jedoch nicht erfassbar.
Ob das Thermodesorptionsverfahren
in Frage kommt, muss
noch geprüft werden.
Die in der Abbildung
2 dargestellte
Kalibrierkurve deckt
den Konzentrationsbereich
(Probenahmevolumen
10 l) zwischen
0,05 µg/m 3 bis
5 µg/m 3 ab.
Ergebnisse
benen Masse in ng als Sollwert und als
tatsächlich gemessener Wert. Der
Quotient, erhalten durch die Kalibrierung
des Thermodesorptionsverfahrens
über die klassische Flüssiginjektion,
liegt für alle Messobjekte zwischen 0,8 und 1,1;
vorausgesetzt war der einwandfreie Betriebszustand
der Injektionssysteme, das heißt: konstanter Split,
Leckagenfreiheit und reproduzierbare, genaue Injektion
der Standardlösungen. Erfolgt die Splitinjektion
mit Hilfe des MPS 2-Probengebers ist dies über die
Systemspezifikation gewährleistet. Da die Injektion
manuell vorgenommen wird, kann die Beladung der
Thermodesorptionsrohre am Eigenbau-Injektionssystem
insbesondere für leichtflüchtige VOC größeren
Schwankungen unterworfen sein. Die Versuchseinheit
ist für die Beladung der Thermodesorptionsrohre
mittels Injektionstechnik geeignet, wie die
Kalibrierkurve für Vinylchlorid (Abbildung 2) zeigt.
Die Immissionsmessungen mit unterschiedlichen
Aktivsammlern vom Typ NIOSH und Carbotrap
300 erbrachten für die meisten chlorierten Kohlenwasserstoffe
keine Konzentrationen oberhalb des
angegebenen Schwellenwertes von 1 µg/m 3 . In
Tabelle 2 sind die festgestellten Immissionskonzentrationen
mit den jeweiligen Standardabweichungen
zusammengefaßt. Für Benzol, Xylole und
Ethylbenzol ergaben sich Immissionskonzentrationen
in vergleichbarer Größenordnung. Die Abweichungen,
ermittelt aus Doppelbestimmungen für
diese Messobjekte, lagen unterhalb zehn Prozent,
was als ausreichend zu bewerten ist. Das Thermodesorptionsverfahren
für Toluol erbrachte gegenüber
den NIOSH-Aktivsammlern eine um den Faktor 4
geringere Konzentration. Anhand der angegebenen
Abweichungen von einem Prozent der mittels
Doppelbestimmungen ermittelten Konzentrationen
wird die Güte der Probenahme und der anschließenden
Analyse für beide Aktivsammelverfahren deutlich.
Warum gerade die Toluol-Konzentration deutliche
Unterschiede aufweist,
sollen künftige
Untersuchungen klären.
Bei Beginn der Untersuchung
war nicht
bekannt, ob die Art der
In Tabelle 2 sind die
Konzentrationen der genannten VOC zusammengefasst.
Im ersten Injektionsversuch erfolgte, wie
zuvor beschrieben, die Kalibrierung der Thermodesorptionsmethode
über eine Split-Injektion (Flüssiginjektion).
Mittels Injektionsmethode wurde das
Carbotrap 300 Thermodesorptionsrohr an der Versuchseinrichtung
mit der entsprechenden Masse an
VOC beladen, anschließend erfolgte die Thermodesorption
und die gaschromatographische Analyse.
In Tabelle 1 stehen sich die mit beiden Verfahren
ermittelten Konzentrationen der in der Außen- und
Innenluft gesammelten VOC gegenüber.
Die Kombination von GERSTEL-MPS 2 und
GC/MS erlaubt die Analyse klassischer flüssiger
desorbierbarer Proben oder Thermodesorptionsproben
ohne einen größeren Umbau des Systems.
Lediglich die Kapillarsäule muß an den entsprechenden
Injektor gekoppelt werden, was jedoch nur
wenige Minuten in Anspruch nimmt. Des Weiteren
verfügt der Probengeber über eine Headspace- und
eine SPME-Einrichtung.
Um Thermodesorptionsproben analysieren zu
können, ist das System ausgerüstet mit einem
20-fach Probengeber und dem KaltAufgabeSystem
GERSTEL-KAS 4. Für die Analyse der leichtflüchtigen
Kohlenwasserstoffe bietet dieses modulare
Analysensystem (Abbildung 1) optimale Arbeitsbedingungen.
Bei den vorgenommenen Untersuchungen
hat sich die Eigenbau-Beladungseinrichtung
für Thermodesorptionsrohre nach der
Injektionstechnik (Abbildung 4) bewährt.
Die Ergebnisse in Tabelle 2 belegen: Die hier
beschriebene Vorgehensweise ist prinzipiell einsetzbar.
Angegeben sind die ermittelten Konzentrationen
der Messobjekte nach Splitinjektion einer vorgege-
Abbildung 4
Versuchsaufbau zur
Beaufschlagung von
Thermodesorptionsrohren
mittels
Injektionstechnik
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

Gerstel Aktuell Messvergleich
TDS-A TDS-I NIOSH-I
Messobjekt MW StdAbw NIOSH-A MW StdAbw MW StdAbw
n=4 n=4 n=4
1,1,1-Trichlorethan < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Tetrachlorethen < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Trichlorethen < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Trichlormethan < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
1,1-Dichlorethen < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Cis-1,2-Dichlorethen < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Trans-1,2-Dichlorethen < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Vinylchlorid < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Tetrachlormethan < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
1,2-Dichlorethan < 1 - < 1 < 1 - < 1 -
Benzol < 1 - < 1 1,3 7 1,2 3
Toluol 9,8 1 40 28 6 103 15
Summe m,p-Xylol < 1 - < 1 11 6 9,6 1
o-Xylol < 1 - < 1 4,4 5 4,6 1
Ethylbenzol < 1 - < 1 6,2 6 7,1 1
Tabelle 1
Konzentrationen der Messobjekte
beim Einsatz von NIOSH- und
Thermodesorptions-Aktivsammlern
Carbotrap 300; Meßzeitraum-
Mittelwerte (2 Tage). NIOSH-Sammler:
Aktivkohle; Außenluft: Einfachbestimmungen;
Innenluft: Doppelbestimmungen.
Thermodesorptions-
Sammler (TDS): Carbotrap 300;
Außenluft u. Innenluft:
Doppelbestimmungen. A: Außenluft;
I: Innenluft; MW: Mittelwert; alle
Konzentrationen in µg/m 3 .
StdAbw: Standardabweichungen
in % für Messobjekte aus
Doppelbestimmungen mit einer
Konzentration oberhalb des
Angabeschwellenwertes von 1 µg/m 3
für die Probenahmeverfahren
Probenahme einen erheblichen Einfluß auf die zu
ermittelnde Konzentration der Messobjekte ausübt.
Die zeitliche Auflösung der angegebenen Messzeitraum-Mittelwerte
ist unterschiedlich. Während
mit den NIOSH-Sammlern kontinuierlich gesammelt
wird, werden die Thermodesorptionsrohre sozusagen
getaktet beprobt. Anhand der guten Übereinstimmung
der ermittelten Konzentrationen zeigt sich
aber, daß die geringere zeitliche Auflösung des
Thermodesorptionsverfahrens bei diesen Messungen
keinen Einfluss auf den Messzeitraum-Mittelwert
hat. In zukünftigen Untersuchungen werden wir weiterhin
Aktivsammler für Thermodesorptionsverfahren
bei Immissionsmessungen zu Vergleichszwecken
einsetzen, um unsere Kenntnisse im Umgang und
den spezifischen Eigenschaften zu erweitern.
Tabelle 2
Ermittelte
Messobjekt-
Konzentrationen
eines Thermodesorptionsversuches
nach Kalibrierung
durch massengleiche
Probenaufgabe
(Flüssiginjektion) über
einen klassischen
Split-Injektor. Soll:
Über Split-Injektion
vorgegebene Masse
in ng. Ist: Über
Thermodesorption/
Kaltaufgabesystem
erhaltene Masse in ng
Messobjekt Soll Ist Quotient
Ist/Soll
1,1,1-Trichlorethan 45,5 44,2 1,0
Tetrachlorethen 45,5 43,8 1,0
Trichlorethen 45,5 48,0 1,1
Trichlormethan 45,5 40,5 0,9
1,1-Dichlorethen 45,5 48,0 1,1
cis-1,2-Dichlorethen 455 503 1,1
trans-1,2-Dichlorethen 455 509 1,1
Vinylchlorid 45,6 42,2 0,9
Tetrachlormethan 4,55 4,54 1,0
1,2-Dichlorethan 45,5 44,5 1,0
Benzol 49,8 54,2 1,1
Toluol 54,9 55,8 1,0
Ethylbenzol 54,9 50,9 0,9
Summe m,p-Xylol 110 102 0,9
o-Xylol 54,3 50,3 0,9
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März 2000
MPS 3/3C
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Thermodesorption TDS
Twister
TOPAS
MPS 2/KAS-Solutions
15
Gerstel Aktuell 24 / März 2000

GERSTEL, GRAPHPACK und TWISTER
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G L O B A L
A N A L Y T I C A L
S O L U T I O N S
Michael
Hardacker
Thomas
Albinus
Persönliches aus Mülheim
GERSTEL intern
■ Als Service-Ingenieur hat er das Unternehmen
mehrere Jahre in Norddeutschland erfolgreich
vertreten. Der Diplom-Ingenieur Michael Hardacker
verstärkt ab 1. April 2000 das
Support-Team im Stammhaus in
Mülheim an der Ruhr.
■ Michael Hardackers bisherige
Aufgaben im GERSTEL-
Büro in Bremen übernimmt Gudrun
Bölck. Seit 1. Januar dieses Jahres
hat sich die Chemie-Ingenieurin für
Gudrun
diese Herausforderung vorbereitet.
Bölck
Bevor Gudrun Bölck Mitarbeiterin
von GERSTEL wurde, war sie bei der British American
Tobacco (BAT) als stellvertretende Laborleiterin
beschäftigt.
■ Seit Mitte 1999 gehört Thomas Albinus,
Absolvent der FH Niederrhein in Krefeld, Fachbereich
Instrumentelle Analytik, dem Unternehmen an. Der
Diplom-Ingenieur ist ab sofort für den Service in
Nordrhein-Westfalen zuständig.
■ Last, not least: Bevor die Lebensmittelchemikerin
Teil des GERSTEL-Teams wurde, war
Harriet Diedering unter anderem bei Procter&Gamble
und der Dr. Scholvien GmbH & Co in der Aromaanalytik
tätig. Seit 1. Juni letzten Jahres repräsentiert
die Vertriebsbeauftragte in Berlin
und den neuen Bundesländern die
Kompetenz und langjährige Erfahrung
unseres Unternehmens auf
dem Gebiet der Gaschromatographie.
Impressum
Herausgeber
Gerstel GmbH & Co. KG, Mülheim
Redaktion
Guido Deußing
Heinrich Bücken
Gestaltung
Paura Design GmbH, Hagen
Druck
Werbestatt Wiesemann, Hagen
Harriet
Diedering
GERSTEL GmbH & Co.KG
Postfach 10 06 26
45406 Mülheim an der Ruhr
16
Telefax
Telefon
Bitte ergänzen Sie oder korrigieren Sie Ihre Anschrift, falls
erforderlich und tragen Sie Ihre Telefon- und Faxnummer ein.
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