🔬 UV-Absorbanz bei 254 nm
Kurz gefasst
Messung der Wasserabsorbanz bei einer Wellenlänge von 254 nm als Indikator für den Gehalt an organischer Substanz (aromatische und ungesättigte Verbindungen). Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 7887:2012; Wellenlänge: 254 nm (UV). Das Verfahren umfasst 10 Schritte (insgesamt rund 50 Min.); eingesetzt wird sie unter anderem für: Überwachung von Wasseraufbereitungsprozessen — Wirksamkeit von Koagulation und Filtration, Bewertung des Potenzials zur Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (DBP — THM, HAA), Schnelle Kontrolle der Trinkwasserqualität — betrieblicher Parameter.
Auf einen Blick
- Norm: PN-EN ISO 7887:2012
- Kategorie: Physikochemie
- Verfahrensschritte: 10
- Gesamtdauer der Schritte: 50 Min.
- Wellenlänge: 254 nm (UV)
- Ergebnis: Absorbanz [cm⁻¹] oder SAC254 [m⁻¹]
- Küvette: Quarz, 1 cm (Standard) oder 5 cm (niedrige Absorbanz)
Übersicht
Die UV-Absorbanz bei 254 nm (UV254, SAC254 — Spektraler Absorptionskoeffizient) ist ein schneller, einfacher und nicht-invasiver Parameter zur Bewertung des Gehalts an gelöster organischer Substanz (DOM — Dissolved Organic Matter) im Wasser. Organische Verbindungen, die aromatische Ringe und ungesättigte Bindungen (C=C, C=O, C=N) enthalten, absorbieren ultraviolette Strahlung bei 254 nm stark.
UV254 ist ein wertvoller betrieblicher Parameter in Wasseraufbereitungsprozessen — er korreliert mit dem Gehalt an Gesamtkohlenstoff (TOC/DOC), dem Potenzial zur Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (Trihalogenmethane — THM, Halogenessigsäuren — HAA bei der Chlorierung) und der Wirksamkeit der Entfernung organischer Substanz in Koagulations-, Filtrations- und Adsorptionsprozessen an Aktivkohle. Das SUVA-Ergebnis (Specific UV Absorbance = UV254/DOC × 100) informiert über Hydrophobie und Aromatizität der organischen Substanz.
Die Methode ist in der Norm PN-EN ISO 7887:2012 als Methode D (Farbmessung mittels spektrophotometrischer Methode im UV-Bereich) beschrieben und besteht aus der Messung der Absorbanz einer filtrierten Wasserprobe in einer Quarzküvette mit einer Schichtdicke von 1 cm (oder 5 cm für Wässer mit niedriger Absorbanz) bei einer Wellenlänge von 254 nm gegenüber ultrareinem Wasser als Referenz.
UV254 ist ein schneller und kostengünstiger Parameter — die Messung dauert wenige Sekunden, erfordert keine chemischen Reagenzien und kann kontinuierlich (online) mit Tauchspektrophotometersonden durchgeführt werden. Daher wird er in Wasseraufbereitungsanlagen zur Prozessüberwachung weitverbreitet eingesetzt.
Prinzip der Methode
UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm wird durch eine Quarzküvette mit filtrierter Wasserprobe (0,45-µm-Filter) geleitet. Organische Verbindungen, die aromatische Strukturen enthalten (z. B. Huminstoffe, Fulvosäuren, Phenole, Lignocellulose-Verbindungen) und andere Chromophore (C=C-, C=O-Bindungen), absorbieren einen Teil der Strahlung. Der Detektor auf der anderen Seite der Küvette misst die Intensität der durchgelassenen Strahlung. Die Absorbanz wird nach dem Lambert-Beer-Gesetz berechnet: A = -log₁₀(I/I₀), wobei I — durchgelassene Intensität, I₀ — einfallende Intensität. Ergebnis ausgedrückt als SAC254 in m⁻¹ oder Absorbanz in cm⁻¹.
Anwendungen
- Überwachung von Wasseraufbereitungsprozessen — Wirksamkeit von Koagulation und Filtration
- Bewertung des Potenzials zur Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (DBP — THM, HAA)
- Schnelle Kontrolle der Trinkwasserqualität — betrieblicher Parameter
- Überwachung von Oberflächengewässern — Belastung mit organischer Substanz
- Kontrolle der Adsorptionswirksamkeit an Aktivkohle (GAC/PAC)
- Berechnung des SUVA (UV254/DOC) — Charakterisierung der organischen Substanz
- Online-Überwachung in Aufbereitungsanlagen (Tauchsonden)
- Untersuchung von Wasser in der Pharma- und Elektronikindustrie (gereinigtes Wasser)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Wellenlänge | 254 nm (UV) |
| Ergebnis | Absorbanz [cm⁻¹] oder SAC254 [m⁻¹] |
| Küvette | Quarz, 1 cm (Standard) oder 5 cm (niedrige Absorbanz) |
| Probenfiltration | 0,45 µm (für gelöste organische Substanz) |
| Typische Werte (Trinkwasser) | <0,1 cm⁻¹ (SAC254 <10 m⁻¹) |
| SUVA = UV254/DOC × 100 | >4: hydrophob (aromatisch), <2: hydrophil |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 7887:2012
- Titel (PL)
- Jakość wody — Badanie i oznaczanie barwy
- Title (EN)
- Water quality — Examination and determination of colour
Schritt-für-Schritt-Verfahren
-
Spektrophotometer-Vorbereitung
UV-VIS-Spektrophotometer mind. 15 min vor der Messung einschalten (Stabilisierung der Deuteriumlampe). Wellenlänge 254 nm einstellen.
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Reinigung der Quarzküvetten
Quarzküvetten mit ultrareinem Wasser spülen. Falls nötig, in HCl 0,1 mol/L für 1 h einweichen, dann mehrmals mit ultrareinem Wasser spülen. Trocknen.
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Probenfiltration
Wasserprobe durch 0,45-µm-Membranfilter filtrieren. Erste 50 mL Filtrat verwerfen (Filtersättigung). Filtrat in sauberem Behälter auffangen.
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Nullabgleich des Spektrophotometers
Referenzküvette mit ultrareinem Wasser füllen. In Spektrophotometer einsetzen und Absorbanz auf Null setzen (Autozero / Basislinie).
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Probenmessung
Messküvette mit filtrierter Probe füllen. Vor der Messung dreimal mit Probe spülen. In Spektrophotometer einsetzen. Absorbanz bei 254 nm ablesen.
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Doppelmessung
Messung mit zweiter Portion des Filtrats wiederholen. Differenz zwischen Doppelbestimmungen soll 5 % nicht überschreiten.
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Ergebnisumrechnung
Für 1-cm-Küvette: SAC254 [m⁻¹] = Absorbanz [cm⁻¹] × 100. Für 5-cm-Küvette: SAC254 = Absorbanz / 5 × 100.
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SUVA-Berechnung (optional)
Falls der DOC der Probe bekannt ist: SUVA [L/(mg·m)] = UV254 [cm⁻¹] / DOC [mg/L] × 100. SUVA >4 = hohe Aromatizität, SUVA <2 = niedrige Aromatizität.
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Qualitätskontrolle
Nullabgleich alle 10 Proben prüfen. Referenz-Absorbanzfilter messen. Wiederholbarkeitskontrolle: Doppelbestimmung alle 10 Proben, Abweichung <5 %.
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Reinigung und Aufbewahrung
Quarzküvetten mit ultrareinem Wasser spülen, trocknen. In speziellem Etui aufbewahren. Optische Flächen nicht mit den Fingern berühren.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| UV-VIS-Spektrophotometer | Hach DR6000, Shimadzu UV-1900i, Thermo Scientific GENESYS 150 | 15 000–45 000 PLN |
| Quarzküvetten 1 cm | Hellma 100-QS, Starna 1-Q-1 — keine Glas- oder Kunststoffküvetten verwenden! | 200–600 PLN/Paar |
| Quarzküvetten 5 cm (optional) | Hellma 100-QS, Schichtdicke 50 mm — für Wässer mit niedriger Absorbanz | 400–1 000 PLN/Paar |
| Vakuumfiltrationsanlage | Sartorius, Merck Millipore — mit 0,45-µm-Filtern | 1 500–5 000 PLN |
| Membranfilter 0,45 µm | Cellulose-MCE-Filter 47 mm, Whatman, Sartorius | 150–300 PLN/Packung (100 Stk.) |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Ultrareines Wasser (Typ I) | 7732-18-5 | Zum Nullabgleich des Spektrophotometers und Spülen der Küvetten. Absorbanz <0,01 bei 254 nm. Millipore Milli-Q, Elga Purelab System |
| UV-Absorbanz-Standardlösung | — | Optische Filter oder K₂Cr₂O₇-Lösung zur Überprüfung der Absorbanzskala des Spektrophotometers |
| Verdünnte Salzsäure (HCl) | 7647-01-0 | 0,1 mol/L zur Reinigung von Quarzküvetten von organischen Ablagerungen |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- UV-Strahlung — nicht direkt in die Deuteriumlampenquelle blicken. Messkammer schließen
- Salzsäure (HCl) — ätzend, beim Reinigen der Küvetten Handschuhe und Schutzbrille verwenden
- Quarzküvetten — zerbrechlich und teuer, vorsichtig handhaben
- Wasserproben — Schutzhandschuhe verwenden (mögliche Kontamination)
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 7887:2012 — „Water quality — Examination and determination of colour“.
Wie funktioniert diese Methode?
UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm wird durch eine Quarzküvette mit filtrierter Wasserprobe (0,45-µm-Filter) geleitet. Organische Verbindungen, die aromatische Strukturen enthalten (z.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Wellenlänge: 254 nm (UV); Ergebnis: Absorbanz [cm⁻¹] oder SAC254 [m⁻¹]; Küvette: Quarz, 1 cm (Standard) oder 5 cm (niedrige Absorbanz); Probenfiltration: 0,45 µm (für gelöste organische Substanz).
Wie lange dauert die Prüfung?
Die für die einzelnen Schritte angegebenen Zeiten ergeben zusammen rund 50 Min. Das Verfahren umfasst 10 Schritte.
Welche Geräte werden benötigt?
UV-VIS-Spektrophotometer, Quarzküvetten 1 cm, Quarzküvetten 5 cm (optional), Vakuumfiltrationsanlage, Membranfilter 0,45 µm. Richtpreis für das Kerngerät (UV-VIS-Spektrophotometer): 15 000–45 000 PLN.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Überwachung von Wasseraufbereitungsprozessen — Wirksamkeit von Koagulation und Filtration; Bewertung des Potenzials zur Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (DBP — THM, HAA); Schnelle Kontrolle der Trinkwasserqualität — betrieblicher Parameter; Überwachung von Oberflächengewässern — Belastung mit organischer Substanz; Kontrolle der Adsorptionswirksamkeit an Aktivkohle (GAC/PAC); Berechnung des SUVA (UV254/DOC) — Charakterisierung der organischen Substanz; Online-Überwachung in Aufbereitungsanlagen (Tauchsonden); Untersuchung von Wasser in der Pharma- und Elektronikindustrie (gereinigtes Wasser).
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
UV-Strahlung — nicht direkt in die Deuteriumlampenquelle blicken. Messkammer schließen; Salzsäure (HCl) — ätzend, beim Reinigen der Küvetten Handschuhe und Schutzbrille verwenden; Quarzküvetten — zerbrechlich und teuer, vorsichtig handhaben; Wasserproben — Schutzhandschuhe verwenden (mögliche Kontamination).
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-EN ISO 7887.