Bei   der   Bestimmung   des   Spektralen Absorptionskoeffizienten   bei   254   nm   (SAK   254)   handelt es   sich   um   eine   Charakterisierungsmethode   für   gelöste   organische   Wasserinhaltsstoffe.   Es werden   zwar   nicht   alle   gelösten   organischen   Stoffe   erfasst   (→   DOC),   aber   es   ergibt   sich   ein gutes Maß für die Belastung eines Wassers mit organischen Stoffen.

Grundlagen zum SAK 254

Bestimmte   organische   Verbindungen   haben   die   Eigenschaft,   UV-Strahlung   zwischen   200 und 400 nm mehr oder weniger stark zu absorbieren. Charakteristisch ist dies für Verbindungen mit        C=C  und  C=O  - Bindungen vor allem aber für konjugierte Doppelbindungen : z.B.  C=C─C=C─C=C   ;          (Aromate !)             und damit auch für Huminstoffe !          Es werden gelöste   organische Verbindungen   mit Doppelbindungen  erfasst !! Die   Messung   wird   photometrisch   durchgeführt.   Die   Wellenlänge   λ=254   nm   (Wellenlänge   der Quecksilberdampflampe) ist hierfür besonders geeignet. Gesetzmäßigkeiten:      A(λ) = a(λ) · d     A(λ) : spektrales Absorptionsmaß (Extinktion)   a(λ) : spektraler Absorptionskoeffizient d     : Schichtdicke (Küvettenlänge)                    A(λ)                                                              A(254)      a(λ) = ————          →         SAK 254 = a(254) = ——————                      d                                                                    d Die Einheit des SAK 254 ist  m -1  .

Durchführung der Messung des SAK 254

Probenvorbereitung: Zur   Entfernung   von   Trübstoffen   wird   die   Probe   vorher   über   Membranfilter   (0,45   µm)   filtriert. Die     Membranfilter     müssen     vorher     gut     gespült     werden     (mindestens     zweimal     den Filtrationsaufsatz    mit    Destillat    füllen),    da    sonst    aus    dem    Filter    organische    Stoffe    ins Probenwasser gelangen und den Messwert erhöhen ! Ohne Filtration bestimmt man den SSK 254 . Einstellung des Messgerätes (Zweistrahl-Photometer) Der Messbereich wird auf die Wellenlänge von 254 nm eingestellt. Die Messung erfolgt in der Regel in 5 cm -Quarzglasküvetten. Zuerst   erfolgt   der   Abgleich   der   Küvetten.   Hintere   (Vergleichsstrahl)   und   vordere   Küvette (Messstrahl)   werden   mit   Reinst-Wasser   gefüllt.   Der   Messwert   ergibt   den   Küvettenfehler,   der entweder     durch     Säubern/Wechsel     der     Küvetten     ausgeglichen     werden     kann     oder anschließend bei den Messungen rechnerisch berücksichtigt werden muss:   Küvettenfehler (-)    →   Wert zum Messwert addieren Küvettenfehler (+)   →   Wert vom Messwert subtrahieren Messung: Das   zu   messende   Wasser   wird   jeweils   in   die   Küvette   des   Messstrahls   eingefüllt,   die   hintere Küvette (Vergleichsstrahl) bleibt unverändert. Wenn   man   normales   deionisiertes   oder   destilliertes   Wasser   misst,   zeigt   sich,   dass   selbst diese   Wässer   noch   organische   Verbindungen   enthalten   und   damit   als   Nullwasser   und   auch als   Verdünnungswasser   für   DOC-Kalibrierkurven   nicht   zu   gebrauchen   sind.   Man   benötigt speziell gereinigtes Reinst-Wasser. Auswertung: Die Einheit ist festgelegt mit m-1. Wenn die Messung in 5-cm-Küvetten erfolgt, muss der Messwert also zunächst mit 20 multipliziert werden (20 x 5cm = 1m) ! Der   Messwert   an   sich   sagt   erst   einmal   gar   nichts   aus,   wenn   man   keine   Vergleichswerte   oder Grenzwerte hat. Ein Grenzwert existiert nicht. Der   Messwert   des   SAK   lässt   Rückschlüsse   auf   den   DOC   zu   (Grafik).   Doch   auch   der   DOC hat   ohne   Vergleichswerte   oder   Grenzwert   keine Aussagekraft.   Einen   Trinkwasser-Grenzwert für den DOC gibt es nicht. Für   Trinkwasser   aus   Oberflächenwasser   gibt   es   einen   Höchstwert   von   1   mg/l   DOC,   der eingehalten    werden    sollte,    da    es    sonst    zu    Verkeimungen    im    Rohrnetz    kommen    kann (Koloniezahl !). Fallbeispiel:   Ein   Trinkwasser   (Grundwasser)   hat   bei   einem   DOC   von   ca.   2,5   mg/l   DOC   eine Koloniezahl   von   0   bei   Rohrnetzproben   (ohne   Desinfektion   !).   Warum   tritt   trotz   des   hohen DOC keine Verkeimung auf ?    →   Es handelt sich um Grundwasser. Bei   der   Zusammensetzung   der   Wässer   handelt   es   sich   um   unterschiedliche   organische Wasserinhaltsstoffe. Oberflächenwasser   (z.B.   Talsperrenwasser)   enthält   sehr   „frische“   organische   Verbindungen (z.B.   Stoffwechselprodukte   der   Wasserorganismen),   die   zum   Teil   sehr   leicht   abbaubar   sind. Gelangen   diese   in   zu   hohen   Konzentrationen   in   das   Rohrnetz,   so   kommt   es   zur   Vermehrung von Bakterien, die Koloniezahl steigt. Bei    der    Neubildung    von    Grundwasser    findet    der    biologische    Abbau    in    den    obersten Bodenschichten    statt.    Es    gelangen    also    nur    noch    die    schwer    abbaubaren    organischen Stoffe,   die   sogenannten   Endprodukte   des   biologischen   Abbaus,   überwiegend   Huminstoffe, in   das   Grundwasser.   Wird   ein   solches   Wasser   zu   Trinkwasser   aufbereitet   und   verteilt,   so kommt   es   auch   bei   höheren   DOC-Werten   zu   keiner   Erhöhung   der   Koloniezahl   im   Rohrnetz, da die Verbindungen biologisch schwer abbaubar sind !

Anwendung des SAK 254

Der     SAK     254     kann     leicht     kontinuierlich     im     Durchflussphotometer     gemessen     und aufgezeichnet   werden   und   eignet   sich   daher   sehr   gut   für   die   Überwachung   des   Rohwassers bei      der      Trinkwasser-Aufbereitung.      Ebenso      lässt      sich      die      Wirksamkeit      von Aufbereitungsverfahren überprüfen (z.B. Flockung, Filtration, Oxidation). Es   besteht   in   der   Regel   ein   Zusammenhang   zwischen   SAK   254   und      DOC,   so   dass   durch die   sehr   einfach   durchzuführende   SAK-Messung   näherungsweise   auf   den   Gesamtgehalt   an gelösten organischen Wasserinhaltsstoffen (DOC) geschlossen werden kann. Abbildung: Korrelation zwischen SAK 254 und DOC der Rohwässer      zur Trinkwasser-Aufbereitung im Münsterländer Kiessandzug

SAK 254   -   UV-Absorption

Spektraler Absorptionskoeffizient bei 254 nm

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