ICP-MS Quecksilber in natürlichen Gewässern per ICP-MS bestimmen

Laut EU-Wasserrahmenrichtlinie darf die maximal zulässige Konzentration von Quecksilber in Trinkwasser 0,050 µg/L und in Abwasser 0,5 µg/L betragen [1]. Mit einem induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS) lassen sich Quecksilberkonzentrationen in natürlichen Gewässern mit einer einfachen und empfindlichen Methode bestimmen.

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Quecksilber wurde Jahrhunderte lang in der Medizin verwendet, da man von seinen therapeutischen Eigenschaften überzeugt war. Als die tatsächliche Toxizität von Quecksilber bekannt wurde, kam das Verschreiben von Quecksilber im frühen 20. Jahrhundert zunehmend aus der Mode. Heute sind Fälle von selbstverschuldeter Quecksilbervergiftung äußerst selten. Stattdessen kommt es immer wieder zu Vorfällen aufgrund von experimentellen und industriellen Unfällen oder durch den Konsum von kontaminierten Lebensmitteln und Wasser [4].

Jedoch ist Fahrlässigkeit in der Industrie nicht der einzige Weg, auf dem Quecksilber in Gewässersysteme gelangen kann. Legitime Industriezweige, wie Kohle-Kraftwerke oder die Zement- und NE-Metall-Produktion setzen weiterhin Spuren des Metalls in die Umwelt frei [8]. Quecksilber wird über seismische und vulkanische Aktivität auch auf natürliche Art freigesetzt [9].

Durch diese kombinierten Quellen bleibt Quecksilber eine konstante Komponente in Wasserquellen und erfordert somit eine ständige Überwachung durch Umweltbehörden und Industrie. Die Herausforderung für die Aufsichtsbehörden besteht darin zu entscheiden, ab welcher Konzentration die Aufnahme von Quecksilber vernachlässigbar ist, während es für die Industrie darum geht, eine Technik zu entwickeln, die ausreichend empfindlich ist, um genau diese vorgeschriebenen Grenzwerte messen zu können.

Angesichts seiner akuten Toxizität hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) kürzlich eine Empfehlung für die maximale Quecksilberaufnahme von 2 µg/kg Körpergewicht pro Tag veröffentlicht [11]. Für Trinkwasser wurden als akzeptable Werte 0,5 µg/L von den europäischen Aufsichtsbehörden und 2 µg/L durch die amerikanische Umweltschutz-Agentur US-EPA festgelegt [12, 13]. Unabhängig von den leicht unterschiedlichen Werten, handelt es sich hierbei um Quecksilber-Konzentrationen mit extrem niedrigen Grenzwerten, die eine erhebliche analytische Herausforderung bedeuten.

Quecksilber per ICP-MS analysieren

ICP-MS bietet eine effektive Lösung für die quantitative Analyse von Spurenelementen. Die Technik kombiniert hohe Empfindlichkeit, niedrige Nachweisgrenzen, einen breiten Analysebereich, Multi-Element-Funktionen und die Fähigkeit, sowohl semi-quantitative als auch vollständig quantitative Analysen durchzuführen.

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