Antimon AAS und ICP-OES bestimmen Antimongehalt in PET-Flaschen

Jüngste Studien belegen den Zusammenhang von erhöhten Antimongehalten in Getränken und deren Aufbewahrung in PET-Flaschen. Um Antimon bestimmen zu können, nutzt man verschiedene spektroskopische Verfahren wie die AAS oder die ICP-OES.

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Welche Eigenschaften besitzen PET-Flaschen? „Leichtwiegig, gutgreifig, unkaputtbar“ – mit diesen Adjektiven wurde Ende der achtziger Jahre die Einführung der PET-Flasche beworben. Mehr und mehr verdrängt sie die Glasflaschen aus den Regalen. Weltweit werden heute rund 40 Millionen Tonnen PET (Polyethylenterephthalat) pro Jahr hergestellt. Durch ihre Rezyklierbarkeit und ihre Robustheit scheinen sie für den Verbraucher nur Vorteile mit sich zu bringen. Das geringe Eigengewicht der Flaschen senkt dazu den Energieverbrauch für den Transport.

All dies sind Argumente, mit denen die Verwendung von PET als Umverpackung von Getränken aller Art den Verbrauchern „schmackhaft“ gemacht wurde. Bei vielen Getränken hat sich so inzwischen die Verwendung von PET durchgesetzt, obwohl anderen eine zumindest subjektive Veränderung des Geschmackes nachgesagt und daher Glas als Umverpackung bevorzugt wird. Dennoch findet man heute fast alle Arten von Getränken in PET-Flaschen – von Säften, Softdrinks, Mineralwässer bis hin zu Bier und Wein. Spätestens seit der Einführung der Pfandregelung von PET-Flaschen kann man diese ohne schlechtes Gewissen benutzen.

Antimonbelastung von PET-Flaschen

Jüngste Studien belegen jedoch den Zusammenhang von erhöhten Antimongehalten in Getränken und deren Aufbewahrung in PET-Flaschen. Da bei der Herstellung von PET Antimontrioxid als Katalysator verwendet wird, enthält PET üblicherweise mehrere hundert Milligramm Antimon pro Kilogramm. Antimonverbindungen sind gesundheitsschädlich und gelten als umweltgefährlich.

In der Trinkwasserverordnung (TVO) ist für Antimon ein Grenzwert von 5 µg/l festgesetzt. Dabei unterscheidet die TVO nicht zwischen den unterschiedlichen Erscheinungsformen des Antimon. Für die Studien wurden Elutionsversuche mit unterschiedlichen Flüssigkeiten durchgeführt. So wurden zum einen verschiedene in typischen Getränken eingesetzte Säuren verwendet, zum anderen natürlich auch Blindwerte ermittelt.

Spektroskopische Verfahren für die Antimonbestimmung

Um Antimon in solch geringen Mengen bestimmen zu können, nutzt man verschiedene spektroskopische Verfahren, wie die Atomabsorptionsspektroskopie, kurz AAS. Die Untersuchungen wurden mittels des AA-7000 (s. Abb. 1) von Shimadzu durchgeführt. Dieses sensible und flexible Gerät mit Flammenatomisierung lässt sich durch zusätzliche Optionen wie eine Graphitrohratomisierungseinheit, einen Autosampler oder eine optische Kontrolle der Probeninjektion per Kamera komplettieren.

Für die Untersuchungen der Eluate aus PET-Flaschen wurde ein vollausgestattetes System verwendet, um maximale Sensitivität hinsichtlich des Antimongehalts zu gewährleisten. Einzig auf die Verwendung eines Hydrid-Systems wurde verzichtet, da der Graphitrohrofen GFA-7000 nach ersten Tests eine ausreichende Empfindlichkeit aufwies. Durch den Autosampler ASC-7000 konnte die Analyse vollständig automatisiert werden, ohne erhöhte Werte durch Verschleppungen bei der Probenvorbereitung oder Dosierung zu ermitteln. Dies wurde durch die neue Rückspülung des Dosiersystems im ASC-7000 vollständig verhindert.

Die Kalibration des AA-7000 erfolgte mittels wässriger Standards im Bereich von 5 bis 50 µg/l bei einer Pyrolysetemperatur von 1000 °C und einer Atomisierungstemperatur von 2500 °C unter Verwendung eines Pd/Mg-Modifiers. Unter diesen Bedingungen wurden in einer koffeinhaltigen Limonade aus einer PET-Flasche Antimon-Konzentrationen von bis zu 10 µg/l gefunden. Andere Eluatlösungen zeigten zwar auch erhöhte Antimon-Konzentrationen, die allerdings den Grenzwert nur in wenigen Ausnahmefällen erreichten. Meist blieb die Konzentration unterhalb der in der Trinkwasserverordnung festgelegten maximalen Konzentration.

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