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Chrom(VI)-Analytik

Gefahr im Trinkwasser: Chrom(VI) ionenchromatographisch bestimmen

| Autor / Redakteur: Dominik Schwarzer* / Marc Platthaus

Abb.1: Ionenchromatographiesystem für die Chromatbestimmung mit UV/VIS-Detektor und Autosampler; Schema: Nach Reduktion zu Chrom(III) erfolgt die Derivatisierung zum Farbkomplex.
Abb.1: Ionenchromatographiesystem für die Chromatbestimmung mit UV/VIS-Detektor und Autosampler; Schema: Nach Reduktion zu Chrom(III) erfolgt die Derivatisierung zum Farbkomplex. (Bild: Metrohm)

Nicht nur in Bedarfsgegenständen werden oftmals erhöhte Konzentrationen von Chrom(VI) gefunden, wie aktuelle Ergebnisse zeigen. Auch für unser Trinkwasser stellt die Chrom-Variante ein Problem dar. Lesen Sie, wie mit der Ionenchromatographie Chrom(VI) sicher ermittelt werden kann.

Zur Klärung eines möglichen Risikos durch Chrom(VI) im Trinkwasser und der Frage, ob und in welcher Höhe Chromat-Kontaminationen in der Trinkwasserverordnung geregelt werden sollten, ist folgendes notwendig: Es müssen Daten erhoben werden, um die Belastungssituation in Deutschland sicher einschätzen zu können; für eine flächendeckende Überprüfung eines Grenzwerts, muss die Analysenmethode standardisiert werden.

Weiterhin sind die technischen Möglichkeiten zu prüfen oder zu entwickeln, die natürlich auftretenden Chromatgehalte bei der Trinkwasseraufbereitung zu reduzieren (sofern keine anderen Möglichkeiten zur Minimierung bestehen). Daran arbeiten zurzeit die zuständigen Behörden der Bundesländer, das Umweltbundesamt und die Fachgremien der Wasserversorger [1, 2]. Derzeit wird im Trinkwasser ein Grenzwert für Chrom(VI) von 0,3 μg/L diskutiert.

Im Folgenden wird ein ionenchromatographisches Verfahren beschrieben mit dem sich Chrom(VI) in Trinkwasser im unteren μg/L-Bereich mittels Nachsäulenderivatisierung und anschließender UV/Vis-Detektion bestimmen lässt. Chrom kommt in der Natur hauptsächlich als Chromit (Chromeisenstein, FeCr2O4) vor. Es ist ein geruch- und geschmackloses Metall und in seiner elementaren Form das wichtigste Legierungselement für die Herstellung nichtrostender und hitzebeständiger Stähle. In seinen chemischen Verbindungen tritt es hauptsächlich drei- und sechswertig auf: Während Cr(III) ein essenzielles Spurenelement für den Menschen darstellt, das z.B. bei der Synthese von Proteinen eine Rolle spielt, ist sechswertiges Chrom stark gesundheitsschädlich, u.a. ist es beispielsweise ein starker Allergieauslöser.

Analytik und Instrumentierung

Metrohm bietet mit der Ionenchromatographie ein schnelles, robustes und einfaches Verfahren zur Bestimmung von Chrom(VI) im Spurenbereich an. Hierbei eluiert Chromat (CrO42-) auf einer Anionentrennsäule mit einem basischen Carbonat/Hydrogencarbonat-Eluenten in weniger als 10 min. Beim Verwenden dieses basischen Eluenten kommt es zeitweilig zum Druckanstieg, vermutlich durch schwerlösliches Calciumcarbonat hervorgerufen, welches sich nach einer gewissen Zeit auch wieder auflöst. Dieser Effekt trat nicht bei kleineren Injektionsvolumina auf. Ein alternativer Eluent besteht aus 70 mmol/L NH4NO3 und 7 mmol/L NaOH. Die Natronlauge dient dazu, den Eluenten basisch zu halten, da Chrom(VI) im sauren pH-Bereich nicht stabil ist. Unter diesen Bedingungen wurde kein Druckanstieg beobachtet. Die Retentionszeit ist bei beiden Eluenten vergleichbar.

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