Zivilschutz- Forschung - Schutzkommission

Durch Nutzung eines automatisierten Systems zur Temperierung (Gleichgewichtseinstellung),
Probenahme und Injektion in den Gaschromatographen
(GC), eines sogenannten Headspace-Autosamplers, konnte auch ein hoher Probendurchsatz
realisiert werden. Dies erlaubte erst die Aufnahme von Belastungs-Zeit-Kurven.
Zur Quantifizierung mittels Headspace-Analytik wurde darüber hinaus eine spezielle
Technik eingesetzt, die sogenannte Multiple Headspace Extraktion (MHE)
bzw. Mehrfache Dampfraum-Extraktion. Bei dieser Methode werden aus dem
Dampfraum über der Probe mehrfach nacheinander – mit zwischenzeitlicher
Gleichgewichtseinstellung – Gasproben entnommen und analysiert. Die Methode
gestattet bei geeigneter Analysenumgebung bzw. Matrix und auf Grundlage ermittelter
Eichfaktoren durch einmalige kurze Beprobung des Gasraumes einer Probe
(in einem abgeschlossenen Gefäß/Vial), d.h. auf sehr elegante Weise, quantitative
Belastungsmessungen.
Speziell in Gegenwart fester Matrizes, wie Böden, Folien u. Ä., kann es jedoch zu
konzentrationsabhängigen Beeinflussungen der Gleichgewichtseinstellung kommen,
die eine Anwendung der genannten speziellen Headspace-Technik zur Quantifizierung
ausschließen. Die Anwendbarkeit der MHE-Methode war daher für
jedes CSA-Material/Chemikalien-Paar einzeln zu bestätigen – für den gesamten in
Frage kommenden Konzentrationsbereich. Bei logarithmischer Auftragung der
Peakfläche (ln A) gegen die Nummer des Extraktionsschrittes ergibt sich im positiven
Fall eine Gerade mit negativem Anstieg. Die zu untersuchenden CSA-Chemikalien-Wertepaare
erwiesen sich sämtlich als der MHE-Analytik zugänglich.
Vor Verfahrensanwendung musste darüber hinaus für jede CSA-Material/Chemikalien-Kombination
die erforderliche Zeit zur Gleichgewichtseinstellung – bei gegebener
Temperatur – ermittelt und die HS- und GC-Methoden in ihrem Zeitregime
entsprechend modifiziert werden. (vgl. beispielhafte Geraden für System Viton-
Butyl/EAc, Bild 9, Anhang 1)
Infolge der nachgewiesenen Nichtbeeinflussung der Gleichgewichtseinstellung
zwischen Probe und Dampfraum durch die CSA-Materialien konnten die Eichungen
ohne Gegenwart von Matrix durchgeführt werden. Dazu wurde der
Dampfraum der Eichproben, die durch Einspritzung definierter Chemikalienmengen
in HS-Probengefäße (Vials) unter Vernachlässigung der Volumenkorrektur
(ohne CSA-Material) erhalten wurden, jeweils drei- bzw. viermalig
beprobt (gleiches Volumen). Zwischen der Beprobung war die Wiedereinstellung
des Gleichgewichtes zwischen der belasteten Materialprobe und ihrem
Dampfraum zu gewährleisten (vgl. Vorversuche zur Ermittlung der Gleichgewichtseinstellzeiten).
Unter Nutzung des substanzspezifischen Anstieges k* der
Kalibriergeraden ln A= f (n) mit n als Nummer des Extraktionsschrittes ergab
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