TOC-Bestimmung im Trinkwasser
Trinkwasser ist eines der wichtigsten Lebensmittel. Jeder Mensch sollte neben einer gesunden Ernährung am Tag mehrere Liter davon zu sich nehmen. Es enthält neben dem Wasser viele Mineralien und Salze die der Körper benötigt. Damit der Mensch keine Schadstoffe zu sich nimmt wird Trinkwasser stetig untersucht. Die zu untersuchenden Parameter und die zugehörigen Grenzwerte sind in der sogenannten Trinkwasserverordnung (TVO) festgeschrieben.
Europäische Trinkwasserverordnung
Ihr Zweck ist es die menschliche Gesundheit vor den nachteiligen Einflüssen, die sich aus der Verunreinigung von Wasser ergeben, das für den menschlichen Gebrauch bestimmt ist, durch Gewährleistung seiner Genusstauglichkeit und Reinheit nach Maßgabe der folgenden Vorschriften zu schützen. Trinkwasser wird somit zu dem meist untersuchten Lebensmittel. In der Trinkwasserverordnung gibt es die Klasse der Indikator-Parameter. Sie sind nicht direkt gesundheitlich relevant, haben aber eine Indikatorfunktion (indicator = Anzeiger). In dieser Liste ist auch der TOCWert (organisch gebundene Kohlenstoffverbindungen) aufgenommen worden, wobei noch kein Grenzwert oder Anforderung gilt, sondern der Hinweis „ohne anormale Veränderung“.
Weiterhin findet sich in dieser Liste die Oxidierbarkeit als Parameter. Sie ist ein Maß für die Summe aller chemisch oxidierbaren organisch gebundenen Inhaltsstoffe im Wasser. Die Oxidierbarkeit ist proportional zur Summe der organisch gebundenen Kohlenstoffverbindungen, die als DOC (gelöster) bzw. TOC (gesamter) organisch gebundener Kohlenstoff bestimmt werden. Dieser Parameter kann daher durch den TOC ersetzt werden. Die Häufigkeit der Bestimmung der Indikator-Parameter ist abhängig von der Menge des in einem Versorgungsgebiet abgegebenen oder produzierten Wassers.
TOC-Messmethode
Bei der Betrachtung der Kohlenstoffverbindungen im Trinkwasser ist ersichtlich, dass der Anteil an anorganischen Kohlenstoffverbindungen, also Carbonate und Hydrogencarbonate, viel höher ist als der organische Anteil. Summenparameter – Total Organic Carbon TOC –Bestimmung im Trinkwasser SCA-130-101 Der organische Anteil liegt teilweise nur bei 1% der gesamten Kohlenstoffverbindungen. Eine TOC-Bestimmung mittels Differenzmethode (TOC = TC – IC) ergäbe in diesem Fall keinen Sinn, da der errechnete TOCWert mit einem zu großen statistischen Fehler behaftet wäre.
Beispiel:
TC = 100 mg/l (RSD = 2%) ± 2 mg/l
(98 – 102 mg/l)
IC = 98 mg/l (RSD = 2%) ± 1,96 mg/l
(96,04 – 99,96mg/l)
Aufgrund der Fehlerfortpflanzung ergibt sich ein gesamter Fehler von ± 3,96 mg/l.
TOC (berechnet) = 2 mg/l ± 3,96mg/l
(- 1,96 – 5,96 mg/l)
Der Gesamtfehler ist größer als das TOCErgebnis, theoretisch wären negative Ergebnisse möglich.
Die Europäischen Norm EN 1484 (Anleitung zur Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) und des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC)) hält fest, dass die Differenzmethode nur anzuwenden ist, wenn der IC-Anteil (anorganische Kohlenstoffverbindungen) kleiner ist als der organische Anteil (TOC). Für die Trinkwasseranalyse wird daher die NPOCMethode (Non Purgeable Organic Carbon) verwendet. Das bedeutet, die Trinkwasserprobe wird durch Zugabe von Säure auf einen pH-Wert <2 gebracht. Dadurch werden die Carbonate und HydrogenCarbonate in Kohlendioxid umgewandelt. Das entstandene CO2 wird dann mit Hilfe eines Trägergases ausgetrieben. Der Anteil der flüchtigen (POC) organischen Kohlenstoffverbindungen sollte im Trinkwasser vernachlässigbar sein. Zurück bleibt eine Lösung, die nicht austreibbare organische Kohlenstoffverbindungen enthält.
Diese werden dann zu CO2 oxidiert, welches dann mittels NDIR detektiert wird.
TOC-L Serie
Der Probenvorbereitungsschritt (Ansäuern) und die Probenvorbereitung (Ausgasen) wird vollautomatisch von den TOC-L Analysatoren übernommen. Entweder wird der TIC im Spritzenkörper des ISP-Moduls (Integreated Samle Preparation) ausgegast oder durch das externe Sparge-Kit im Autosampler. Das ISP-Modul besteht aus einem 8-Wege- Ventil und einer Spritze mit Spargegas- Anschluss. Neben der Ansäuerung und Ausspargen in der Spritze ermöglicht dieses System die automatische Verdünnung. Sie erlaubt den weiten Messbereich, verdünnt hoch belastete Proben und kann Verdünnungsreihen aus einer Stammlösung herstellen. Die Möglichkeiten des ISPModuls verringern somit den Zeitaufwand des Anwenders.
Beispiel einer Trinkwassermethode
NPOC-Methode
Ansäuerung: 1,5%
Sparge-Zeit: 5 Minuten
Empfohlenes Gerät / Ausstattung
TOC-L CPH mit hoch sensitiven Katalysator
ASI-L (40ml), Externes Sparge-Kit.
TOC-VWP mit ASI-V (40ml)
