🌿 Bestimmung von etwa 70 Elementen (u. a. As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, P, S, Seltenerdelemente und Platinmetalle) in Königswasser- oder Salpetersäureaufschlüssen von Klärschlamm, behandeltem Bioabfall und Boden mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) — Korrektur isobarer und molekularer Störungen, interner Standard, Verdünnung bei Signalunterdrückung; Nachweisgrenze 0,1–2,0 mg/kg TM; Norm von PKN am 05.03.2026 zurückgezogen und durch PN-EN ISO 16965:2026-03 ersetzt, PN-EN 16171

Umwelt PN-EN 16171

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Der Anwendungsbereich auf der PKN-Katalogkarte der PN-EN 16171:2017-02 (englische Fassung) beginnt so (unsere Übersetzung): „Diese Europäische Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung folgender Elemente in mit Königswasser oder Salpetersäure gewonnenen Extrakten von Klärschlamm, behandeltem Bioabfall und Boden fest“; danach nennt die Karte die Elemente und Nachweisgrenzen wie Abschnitt 1 der Norm (Beschreibung unten). Den Normtext lesen wir in der iTeh-Leseprobe von SIST EN 16171:2017 (Text der EN 16171:2016, englisch): vom Titelblatt über Inhaltsverzeichnis, Europäisches Vorwort, Einleitung und die Abschnitte 1–4 bis einschließlich 5.6 von Abschnitt 5 (Reagenzien). Außerhalb der Probe bleiben die weiteren Unterabschnitte von Abschnitt 5, die Abschnitte 6 (Geräte), 7 (Lösungen, Geräteeinstellung, lineare Kalibrierung und Standardaddition, Korrekturfaktoren, variable Isotopenverhältnisse, Messung), 8–9 (Berechnung, Angabe der Ergebnisse), 10 (Leistungsmerkmale — Blindwert, Kalibrierprüfung, Antwort des internen Standards, Störungen, Wiederfindung), 11 (Prüfbericht) sowie die Anhänge A (Wiederhol- und Vergleichbarkeit) und B (Isotope und Störungen für Quadrupolgeräte).

NACH DEM TEXT DER EN 16171:2016 (Abschnitte 1–4, 5.1–5.6). Die Norm wurde von CEN/TC 444 „Prüfverfahren für die Umweltcharakterisierung fester Matrices“ (Sekretariat NEN) erarbeitet; CEN hat sie am 19. März 2016 angenommen; sie ersetzte CEN/TS 16171:2012 und ergänzte Daten aus einem 2013 von der BAM organisierten europäischen Ringversuch; die vorige Ausgabe beruhte auf dem Mandat M/330 der Europäischen Kommission (Verfahren für Schlamm, behandelten Bioabfall und Boden). Validierung (Tabelle 1): Kommunalschlamm, Kompost, Boden. Anwendungsbereich (1): Al, Sb, As, Ba, Be, Bi, B, Cd, Ca, Ce, Cs, Cr, Co, Cu, Dy, Er, Eu, Gd, Ga, Ge, Au, Hf, Ho, In, Ir, Fe, La, Pb, Li, Lu, Mg, Mn, Hg, Mo, Nd, Ni, Pd, P, Pt, K, Pr, Re, Rh, Rb, Ru, Sm, Sc, Se, Si, Ag, Na, Sr, S, Te, Tb, Tl, Th, Tm, Sn, Ti, W, U, V, Yb, Y, Zn, Zr in Königswasser- oder Salpetersäureaufschlüssen; der Arbeitsbereich hängt von Matrix und Störungen ab; Nachweisgrenze des Verfahrens für die meisten Elemente — 0,1–2,0 mg/kg Trockenmasse, höher bei Störungen oder Memory-Effekten; validiert für die Elemente der Tabellen A.1–A.3, für die übrigen nach Verifizierung durch den Anwender anwendbar. Verweisungen (2): EN 15934 (Trockenmasse), EN 16173 (Salpetersäureaufschluss), EN 16174 (Königswasseraufschluss), EN ISO 3696, EN ISO 17294-1:2006. Prinzip (3): Aufschlusslösungen nach EN 16173 oder EN 16174 werden zerstäubt, das Aerosol mit Argon ins Plasma getragen, Ionen über eine Schnittstelle in ein Massenspektrometer geführt, nach m/z getrennt und mit einem Detektor gezählt; für Zinn gilt nur der Königswasseraufschluss (EN 16174). Störungen (4): sind zu bewerten und zu korrigieren, einschließlich Untergrundionen aus Plasmagas, Reagenzien und Matrix (Einzelheiten — EN ISO 17294-1:2006, Abschnitt 6). Isobare Elementstörungen (4.2.1) — Isotope verschiedener Elemente mit gleicher Nominalmasse, z. B. 114Cd und 114Sn; Korrektur unter Berücksichtigung des störenden Elements, mit möglichst störungsfreien Korrekturisotopen (übliche — Tabelle B.1). Molekulare und doppelt geladene Ionen (4.2.2) — z. B. 40Ar35Cl+ und 40Ca35Cl+ auf 75As, 98Mo16O+ auf 114Cd; Korrekturen, die einen konstanten Anteil des Molekülions annehmen, haben sich als unzuverlässig erwiesen, weil der Oxidanteil von den Betriebsbedingungen abhängt — der Koeffizient aus der Messung der Störlösung wird unmittelbar vor der Messreihe bestimmt und während ihr geprüft; Alternativen sind Kollisions-/Reaktionszelle oder hochauflösende ICP-MS; die Korrektur ist Pflicht, wenn der Einfluss das Dreifache der Nachweisgrenze oder die Hälfte der niedrigsten berichteten Konzentration übersteigen kann. Nichtspektrale Störungen (4.2.3) — Änderungen von Viskosität und Oberflächenspannung, Signalunterdrückung oder -verstärkung, Ablagerungen am Zerstäuber und an den Konen; empfohlen ist ein Gesamtgehalt gelöster Stoffe unter 0,2 % (2000 mg/l); interner Standard passend zum Analyten, Matrixanpassung (besonders der Säurekonzentration) oder Standardaddition; ein Abfall des Signals des internen Standards unter 30 % des Signals in der Kalibrierlösung zeigt unzulässige Störungen an — meist durch Verdünnung (z. B. fünffach) behebbar. Reagenzien (5): Reinheit für Spurenbestimmungen; Wasser der Qualität 1 nach EN ISO 3696; Salpetersäure ρ = 1,4 g/ml (15 mol/l); Salzsäure ρ = 1,18 g/ml (12 mol/l); Ein- und Mehrelement-Stammlösungen (z. B. 1000 mg/l), vorzugsweise mit Salpetersäure stabilisiert, um Chlorstörungen zu begrenzen — Bi, Hf, Hg, Mo, Sn, Sb, Te, W und Zr können Salzsäure benötigen; länger als ein Jahr stabil, unter Beachtung der Herstellerangaben; Anionenlösungen Cl−, PO43−, SO42− je 1000 mg/l; beim Kombinieren von Mehrelementlösungen sind chemische Verträglichkeit, Hydrolyse und Fällung zu beachten.

STATUS (Stand der Karten 03.10.2026). Die Karte der PN-EN 16171:2017-02 (englische Fassung, veröffentlicht 07-02-2017, 27 Seiten, Preisgruppe N) trägt den Vermerk „Zurückgezogen“: Rückzugsdatum 05-03-2026, Sektor Gesundheit, Umwelt und Medizin, KT 216 Abfälle, ICS 13.030.01 und 13.080.10, „Übernimmt: EN 16171:2016 [IDT]“, „Ersetzt durch: PN-EN ISO 16965:2026-03 — englische Fassung“. Die Nachfolgenorm (Karte der PN-EN ISO 16965:2026-03, englische Fassung, veröffentlicht 05-03-2026, 30 Seiten, KT 191 Bodenchemie, „Übernimmt: EN ISO 16965:2025 [IDT], ISO 16965:2025 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN 16171:2017-02“) trägt keinen Vermerk „Zurückgezogen“. Laut Feld „Anwendungsbereich“ der Nachfolgenorm hat sich geändert, worauf sich das Ergebnis bezieht: dieselbe Elementliste, aber in Aufschlusslösungen von Boden, behandeltem Bioabfall, ABFALL, Klärschlamm und SEDIMENTEN, gewonnen mit Königswasser, Salpetersäure ODER einem Gemisch aus Salz-, Salpeter- und Tetrafluorborsäure oder Flusssäure, sowie in Eluaten aus Bauprodukten (EN 17200). Den Text der Nachfolgenorm über das Feld „Anwendungsbereich“ hinaus haben wir nicht gelesen; daher wissen wir nicht, ob sich die Messanforderungen geändert haben. Im iTeh-Katalog (Abruf 03.10.2026) hat EN 16171:2016 den Status „Withdrawn“ (Rückzugsdatum 30.09.2026) und das Feld „Replaced By: EN ISO 16965:2025“, die slowenische SIST EN 16171:2017 — „Withdrawn“ seit 13.02.2026. Die von dieser Norm zitierte Salpetersäure-Aufschlussnorm beschreibt ein eigener Eintrag zur PN-EN 16173; die Königswasser-Aufschlussnorm PN-EN 16174:2012 hat PKN am 30.03.2022 zurückgezogen (Karte der PN-EN 16174:2012, Stand 03.10.2026 — ohne Feld „Ersetzt durch“; der Eintrag „Königswasseraufschluss von Boden, behandeltem Bioabfall, Klärschlamm und Abfall vor der Bestimmung von Metallen und anderen Elementen — Erhitzen unter Rückfluss (A1), im Heizblock (A2) oder mit Mikrowelle in geschlossenen Gefäßen bei 175 °C (B), PN-EN ISO 54321“ beschreibt ihre Nachfolgerin).

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsumfänge, Datenstand bis 17.09.2026, Abruf 03.10.2026). Die Nummer 16171 steht in 11 Datensätzen bei 4 Laboratorien: AB 085, AB 213, AB 322, AB 680. In den aktuellen PCA-Dokumenten (Abruf 03.10.2026, Ausgaben vom 21.10.2025 bis 17.04.2026) steht die Nummer in 11 Positionen derselben 4 Laboratorien (AB 085 und AB 680 je 4, AB 213 — 2, AB 322 — 1). Schreibweise überall „PN-EN 16171:2017-02“; in zwei Positionen von AB 085 steht sie an zweiter Stelle, nach der Aufschlussnorm (PN-EN 16173:2012 oder PN-EN 16174:2012). Alle PCA-Dokumente wurden vor dem Rückzugsdatum der Norm bei PKN (05.03.2026) oder kurz danach (AB 213 — 17.04.2026) ausgegeben; keines zitiert PN-EN ISO 16965. Der Reiter „Laboratorien“ („PN-EN 16171“) zeigt dieselben 4 Laboratorien — geprüft mit der Abfrage des Reiters auf dem Produktionsserver labcoda.pl am 03.10.2026; in der Datenbankkopie fallen 9 der 11 Datensätze unter dieses Präfix (zwei beginnen mit der Aufschlussnorm).

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (Positionen bei PCA). Alle Positionen — ICP-MS. AB 085 — Boden: Elemente (u. a. As, Cr, Cd, Co (0,2–400) mg/kg, Ba, Zn, Cu (2,0–400) mg/kg) nach Salpetersäureaufschluss nach PN-EN 16173 und Zinn (2,0–400) mg/kg nach Königswasseraufschluss nach PN-EN 16174 — wie in der Anmerkung zu Abschnitt 3 vorgesehen; Klärschlamm und Abfall mit Schlüssel 19 08 05 — Elemente sowie Calcium ((0,2–200) g/kg) und Magnesium. AB 680 — Metalle (Pb, Cu, Cd, Zn, Cr, Ni) in Boden, in Bodenverbesserungsmitteln, in Klärschlamm (z. B. Zn (2,5–10000) mg/kg) und in Abfällen mit den Schlüsseln 19 05 03 und 19 05 99. AB 322 — Gesamtphosphor in Klärschlamm, (0,3–8,0) % (3,0–80 g/kg). AB 213 — Elemente in Boden und in Bauabfällen mit den Schlüsseln 17 01 01…17 05 08 (u. a. Antimon (2,0–500) mg/kg, Barium (1,0–5000) mg/kg), in beiden Positionen zusammen mit PN-EN ISO 17294-2 und PN-EN 13657, im Boden auch mit PN-ISO 11466. Abfälle und Bodenverbesserungsmittel liegen außerhalb des Anwendungsbereichs der PN-EN 16171 (Schlamm, Bioabfall, Boden) — Abfälle umfasst erst die Nachfolgenorm.

WO LEICHT EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS ENTSTEHT. Beim Cadmium: 114Cd überlagert sich mit 114Sn und dem Ion 98Mo16O+ (4.2.1, 4.2.2) — in zinn- oder molybdänreichem Boden oder Schlamm erhöht ein unkorrigiertes Signal das Cadmium. Beim Arsen: Die Ionen 40Ar35Cl+ und 40Ca35Cl+ fallen auf 75As (4.2.2) — ein Königswasseraufschluss (viel Chlor) und eine calciumreiche Probe erhöhen das Arsen, wenn keine Korrektur oder Kollisionszelle vorhanden ist. Bei Korrekturen: Ein von einem anderen Tag übernommener Oxidkoeffizient passt nicht, weil der Oxidanteil von den Betriebsbedingungen abhängt — die Norm verlangt, ihn unmittelbar vor der Messreihe zu bestimmen (4.2.2). Bei der Matrix: Ein Signal des internen Standards unter 30 % des Signals in der Kalibrierlösung bedeutet unzulässige Störungen, kein zu korrigierendes Ergebnis (4.2.3). Beim Zinn: Ein Salpetersäureaufschluss eignet sich nicht für Zinn — nur Königswasser (3, Anmerkung). Beim Ergebnis: Der Gehalt bezieht sich auf den in der verwendeten Säure löslichen Anteil, nicht auf den Gesamtgehalt, und Ergebnisse nach Königswasser und nach Salpetersäure sind nicht dasselbe Ergebnis.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Die Abschnitte 6–11 und die Anhänge haben wir nicht gelesen; daher nennen wir weder Betriebsbedingungen des Geräts, Wahl der Isotope und internen Standards, Kalibrierung, Berechnungen, Kriterien für Wiederfindung und Kalibrierprüfung noch Präzisionsdaten. Auch worin sich die Nachfolgenorm PN-EN ISO 16965 in den Messanforderungen unterscheidet, sagen wir nicht — ihren Text über das Feld „Anwendungsbereich“ der Karte hinaus haben wir nicht gelesen —, ebenso wenig Anforderungen von Vorschriften zu Klärschlamm und Boden.

Prinzip der Methode

Eine mit Königswasser (EN 16174) oder Salpetersäure (EN 16173) gewonnene Aufschlusslösung von Schlamm, Bioabfall oder Boden wird zerstäubt, und das Aerosol wird mit Argon in ein induktiv gekoppeltes Plasma getragen; die entstehenden Ionen gelangen über eine Schnittstelle in ein Massenspektrometer, werden nach dem Masse-Ladungs-Verhältnis getrennt und mit einem Detektor gezählt. Die Konzentration wird aus der Kalibrierung (linear oder Standardaddition) mit internem Standard nach Korrektur isobarer, molekularer und nichtspektraler Störungen bestimmt und auf die Trockenmasse der Probe umgerechnet.

Anwendungen

• Klärschlamm, behandelter Bioabfall und Boden — etwa 70 Elemente in Königswasser- oder Salpetersäureaufschlüssen, Nachweisgrenze 0,1–2,0 mg/kg TM für die meisten (1)
• Zinn — nur nach Königswasseraufschluss (3, Anmerkung)
• Boden, Klärschlamm, Bodenverbesserungsmittel und Abfälle — Metalle und Phosphor mit ICP-MS in den Akkreditierungsumfängen von 4 Laboratorien bei PCA

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 16171:2017-02

Titel (PL)

Osady ściekowe, uzdatnione bioodpady oraz gleba — Oznaczanie zawartości pierwiastków z zastosowaniem spektrometrii mas z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-MS)

Title (EN)

Sludge, treated biowaste and soil — Determination of elements using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probenlösung

   Aufschluss mit Salpetersäure (EN 16173) oder Königswasser (EN 16174; Zinn — nur Königswasser). PN-EN 16171:2017-02 ZURÜCKGEZOGEN 05.03.2026, Nachfolgerin PN-EN ISO 16965:2026-03 (PKN-Karten, Stand 03.10.2026).

2. Geräteeinstellung und Kalibrierung

   Lineare Kalibrierung oder Standardaddition, interner Standard; Einzelheiten (Abschnitt 7) geben wir nicht an.

3. Störungskorrekturen

   Korrekturkoeffizienten unmittelbar vor der Messreihe bestimmt und während ihr geprüft; Korrektur Pflicht, wenn der Einfluss 3 × NWG oder die Hälfte der niedrigsten berichteten Konzentration übersteigen kann.

4. Messung

   Kontrolle des Signals des internen Standards — unter 30 % des Kalibriersignals Probe verdünnen (z. B. 5 ×); gelöste Stoffe unter 0,2 %.

5. Ergebnis

   In mg/kg Trockenmasse (Trockenmasse nach EN 15934), als in der verwendeten Säure löslicher Anteil.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Konzentrierte Salpeter- und Salzsäure — Arbeiten im Abzug, Augen- und Handschutz
• Argonplasma und Hochspannung des Geräts — Bedienung nach Herstellerangaben
• Die Norm verlangt, dass Prüfungen von entsprechend geschultem Personal durchgeführt werden und der Anwender die Sicherheitsmaßnahmen festlegt (Warnung in der Einleitung)

Häufige Fragen