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Schwermetallanalytik

TFM-PTFE-Aufschlussgefäße in der Quecksilberanalytik

| Autor/ Redakteur: Kerstin Dreblow*, Wolfgang Steinbrecher** und Michael Henes*** / Marc Platthaus

Allein im Jahr 2010 gelangten etwa 1960 Tonnen Quecksilber in die Atmosphäre. Quecksilber-Emissionen sind zumeist anthropogenen Ursprungs. Ironie des Schicksals: Über die Nahrungskette gelangt das toxische Element zum Menschen zurück. Die analytische Untersuchung von Quecksilber gewinnt daher weiter an Bedeutung.

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Abb. 3: Aufschlussgefäße von Berghof sind komplett aus TFM-PTFE gefertigt.
Abb. 3: Aufschlussgefäße von Berghof sind komplett aus TFM-PTFE gefertigt.
(Bild. Berghof)

Quecksilber ist ein natürlich vorkommendes Element mineralischen Ursprungs. Es ist bereits seit dem Mittelalter bekannt und wurde vor allem als Heilmittel und in der Alchemie eingesetzt. Aber auch bis in die heutige Zeit wurden Quecksilberverbindungen in einer Reihe von Desinfektions- und Konservierungsmitteln verwendet.

Im Jahre 2010 betrug die jährliche Quecksilberemission in die Atmosphäre 1960 Tonnen [1]. Circa 30% dieser Emission gehen auf anthropogene Ursprünge zurück [1]. Hierbei sind die Kohleverbrennung, Chlorproduktion, Stahl- und Zementerzeugung sowie die Goldgewinnung die Hauptverursacher. Natürliche Prozesse wie Vulkanausbrüche, Mineralienabbau oder auch Verdunstungsprozesse aus dem Boden machen ca. 10% der jährlichen Emission [1] aus. Der größte Anteil (60% [1]) stammt aus der so genannten Re-Emission von Quecksilber welches aus Böden, Wasser, Sediment oder auch aus Abfall zurück in die Atmosphäre gelangt. Quecksilber ist in der Umwelt ubiquitär verteilt. Dabei ist aber Methylquecksilber die Verbindung mit der größten toxikologischen Relevanz. In aquatischen Systemen wird elementares Quecksilber über bakterielle Prozesse in Methylquecksilber umgewandelt, von wo es in die Nahrungskette gelangt. Quecksilber und seine Verbindungen zeigen negative Effekte auf das Nerven-, Herz-Kreislaufsystem sowie auf das Immunsystem.

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Bereits 2001 legte die EPA für Methylquecksilber einen Wert von 0,1 µg/kg Körpergewicht pro Tag [2] als eine maximal tolerierbare Dosis für eine tägliche Aufnahme fest. Darüber hinaus wurde im Jahr 2013 mit der Minamata-Konvention ein völkerrechtlicher Vertrag abgeschlossen mit dem Ziel die Quecksilberemission deutlich zu verringern. Hierbei sollen bis 2020 bestimmte Produkte (z.B. Fieberthermometer, Batterien, Kosmetika, industrielle Emissionsquellen) verboten bzw. deren Handel eingeschränkt werden.

Analytik von Quecksilber

Aufgrund der hohen Toxizität von Quecksilber ist eine Überwachung notwendig. Hierbei sind vor allem Techniken gefragt, mit denen ein nachweisstarker und robuster Aufschluss ohne Verdampfung von Quecksilber bei höheren Temperaturen möglich ist. Ältere Literaturquellen (z.B. DIN EN 13805) empfehlen die Verwendung von Quarzglas für einen verlustfreien Aufschluss. Es wurde lange Zeit angenommen, dass die Oberflächenrauhigkeit und Porosität von PTFE zu Minderbefunden führt. Diese These konnte mittlerweile durch die Verwendung von isostatisch gepresstem TFM-PTFE widerlegt werden. Die Akzeptanz gegenüber fluorhaltigen Kunststoffen ist gestiegen, denn auch in aktuellen Normen wie EPA 3052 oder EPA 3051A ist ihre Verwendung gestattet.

Im Rahmen der Untersuchungen sollte einerseits gezeigt werden, dass das Risiko von Memory-Effekten beim Aufschluss quecksilberhaltiger Proben gering ist. Andererseits wurden für den Aufschluss Referenzmaterialien mit sowohl hohen als auch niedrigen Quecksilberkonzentrationen gewählt, um die Leistungsfähigkeit von TFM-PTFE-Gefäßen zu verdeutlichen.

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