⚗️ Mit Petrolether extrahierbare Stoffe in Wasser und Abwasser — gravimetrisches Verfahren

Physikochemie PN-C-04573-01

Übersicht

Der Kennwert „substancje ekstrahujące się eterem naftowym” [mit Petrolether extrahierbare Stoffe] ist die Summe der organischen Stoffe, die aus einer Wasser- oder Abwasserprobe in den Petrolether übergehen. Die PKN-Katalogkarte der Ausgabe von 1986 beschreibt das Verfahren in einem Satz des Prinzips: die Extraktion organischer Stoffe mit Petrolether aus einer angesäuerten und ausgesalzenen Probe sowie die gravimetrische Bestimmung des Gehalts an extrahierbaren Stoffen; die untere Bestimmungsgrenze beträgt 0,5 mg/l. Die Norm selbst hat zwei Seiten und enthält — nach derselben Karte — allgemeine Hinweise, Geräte und Einrichtungen, Reagenzien und Lösungen, die Vorbereitung der Probe für die Prüfung, die Durchführung der Bestimmung, die Berechnung des Ergebnisses und das abschließende Ergebnis der Bestimmung. In der Praxis einer Kläranlage wird dieser Kennwert als Fracht an Fetten und Ölen behandelt: in Untersuchungen einer kommunalen Kläranlage mit einem Durchsatz von 26 000 m³/d wurde der Gehalt an fett- und ölartigen Stoffen durch Halbmikroextraktion in einer Soxhlet-Apparatur mit Petrolether bestimmt, und die Tagesfracht im Rohabwasser betrug im Mittel 2204,56 kg/d bei einer mittleren Entfernungsleistung von 42,7%.

Die Bezeichnung der Norm — denn hier ist ein Irrtum leicht möglich. Der PKN-Katalog führt dieses Blatt als **PN-C-04573-01:1986** (ein Bindestrich vor der Blattnummer, das Jahr nach dem Doppelpunkt), Veröffentlichungsdatum 14.06.1986, technisches Organ KT 122 Wasserqualität – Chemische Prüfungen – Organische Stoffe. Die Bezeichnung alten Typs **PN-86/C-04573-01** ist dieselbe Norm, und eben in dieser Gestalt erscheint sie in den Akkreditierungsumfängen (z. B. AB 1589: Abwasser, mit Petrolether extrahierbare Stoffe, Bereich (5,0 – 1200) mg/l, gravimetrisches Verfahren). Die Variante mit einem Punkt („PN-86/C-04573.01”) gibt es im PKN-Katalog nicht — das ist ein Schreibfehler und kein gesondertes Dokument. Status: die Karte gibt das Datum der Zurückziehung 18.01.2008 an und hat kein Feld „Ersetzt durch”, die Norm wurde also ohne Ersatz zurückgezogen. Das hindert ihre Anwendung nicht: in der Verordnung des Ministers für Meereswirtschaft und Binnenschifffahrt vom 12.07.2019 (Gesetzblatt 2019 Pos. 1311) hat die Pos. 57 (die Tabelle der Referenzmethodiken — eine andere Tabelle derselben Verordnung als Pos. 55) „substancje ekstrahujące się eterem naftowym” in der Spalte der Bezugsnorm einen Gedankenstrich, und als Referenzmethodik ist „metodę specyficzną" [ein spezifisches Verfahren] angegeben, in einer Fußnote bestimmt als ein mehrstufiges Bestimmungsverfahren, das meist für den jeweiligen Kennwert spezifisch ist. Das Laboratorium nennt also selbst das Dokument, auf das es sein Verfahren gestützt hat — und nennt meist eben diese zurückgezogene Norm.

Achtung auf die Ausgaben. Die Aufteilung des Bereichs in zwei Varianten — 0,5÷4 mg/dm³ bei der Extraktion der angesäuerten Probe im Flüssig/Flüssig-System und über 4 mg/dm³ bei der Extraktion in einer Soxhlet-Apparatur einer angesäuerten und bis zur Trockne eingedampften Probe — stammt aus der Karte der **VORHERIGEN Ausgabe, PN-C-04573-01:1978** (am 26.08.1986 zurückgezogen und durch die Ausgabe 1986 ersetzt). Die Karte der Ausgabe von 1986, die im Feld mit der Normnummer angegeben ist, wiederholt diese Aufteilung schon nicht mehr: sie spricht nur von der Extraktion aus einer angesäuerten und ausgesalzenen Probe und von der unteren Grenze 0,5 mg/l. Die Beschreibung unten hält diesen Unterschied ein — alles, was aus der Ausgabe 1978 stammt, ist so gekennzeichnet. Auch das Blatt 01 ist nicht mit dem Blatt 02 zu verwechseln (PN-C-04573-02:1974, zurückgezogen am 13.12.2005), das die Bestimmung unpolarer und polarer, mit Petrolether extrahierbarer organischer Stoffe im Bereich über 0,5 mg/dm³ betrifft.

Prinzip der Methode

Die Wasser- oder Abwasserprobe wird angesäuert und ausgesalzen, und die in ihr enthaltenen organischen Stoffe werden in den Petrolether überführt. Nach dem Abtrennen und Verdampfen des Lösemittels wird der Rückstand gewogen — daher der Name „metoda wagowa” [gravimetrisches Verfahren]: das Ergebnis ist die Masse des Trockenrückstands des Extrakts, umgerechnet auf das Volumen der Probe. Das Verfahren ist definitionsgemäß nicht selektiv: bestimmt wird das, was sich mit dem jeweiligen Lösemittel extrahieren lässt (in der Praxis einer Kläranlage als Fette und Öle behandelt), und nicht eine bestimmte chemische Verbindung. Die in der Karte der Ausgabe von 1986 angegebene untere Bestimmungsgrenze beträgt 0,5 mg/l. Nach der Karte der Ausgabe von 1978 wurde bei Konzentrationen über 4 mg/dm³ die Extraktion in einer Soxhlet-Apparatur an einer angesäuerten und bis zur Trockne eingedampften Probe geführt, darunter — im Flüssig/Flüssig-System.

Anwendungen

• In Gewässer oder in den Boden eingeleitetes Industrieabwasser — Überwachung des Kennwerts Nr. 55 (die Tabelle der zulässigen Werte — eine andere Tabelle derselben Verordnung als die Pos. 57 mit den Referenzmethodiken) nach Gesetzblatt 2019 Pos. 1311 (50 mg/l für alle Abwasserarten, 20 mg/l für die in der Anlage genannten Sektoren)
• In Kanalisationseinrichtungen eingeleitetes Industrieabwasser — Überwachung der Abwassereinleiter durch den Netzbetreiber
• Bilanzen der Fette und Öle in der Abwasser- und der Schlammlinie einer Kläranlage (Rohabwasser, Primär- und Überschussschlamm, Schlammwasser, gereinigtes Abwasser)
• Untersuchungen von Wasser und Abwasser in den Akkreditierungsumfängen von Wasserwerkslaboratorien — z. B. AB 1589, Abwasser, Bereich (5,0 – 1200) mg/l, gravimetrisches Verfahren
• Beurteilung der Wirksamkeit von Fettabscheidern und Abscheidern vor der Einleitung des Abwassers in die Kanalisation

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-C-04573-01:1986

Titel (PL)

Woda i ścieki — Badania zawartości substancji ekstrahujących się rozpuszczalnikami organicznymi — Oznaczanie całkowitej zawartości substancji organicznych ekstrahujących się eterem naftowym metodą wagową

Title (EN)

Water and wastewater — Tests for the content of substances extractable with organic solvents — Determination of the total content of organic substances extractable with petroleum ether by the gravimetric method

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probenahme und Vorbereitung der Probe

   Die Wasser- oder Abwasserprobe wird nach dem Abschnitt „przygotowanie próbki do badań” [Vorbereitung der Probe für die Prüfung] der Norm entnommen und vorbereitet. In den Bilanzen einer Kläranlage werden die Frachten im Abwasserstrom aus gemittelten 24-Stunden-Proben ermittelt und im Schlammstrom — aus mehreren Proben aus jedem untersuchten Strom.

2. Ansäuern der Probe

   Die Probe wird angesäuert — das Ansäuern überführt die organischen Stoffe in eine mit Petrolether extrahierbare Form.

3. Aussalzen

   Die angesäuerte Probe wird ausgesalzen. Dieser Schritt kommt in der Ausgabe von 1986 vor; die Karte der Ausgabe von 1978 nannte ihn nicht.

4. Extraktion mit Petrolether

   Die organischen Stoffe werden mit Petrolether extrahiert. Die Karte der Ausgabe von 1986 gibt ausschließlich die Extraktion mit Petrolether aus einer angesäuerten und ausgesalzenen Probe sowie die gravimetrische Bestimmung an, ohne zu entscheiden, in welchem System die Extraktion geführt wird. Die Aufteilung in zwei Varianten kennen wir ausschließlich aus der Karte der Ausgabe von 1978: nach der Karte der Ausgabe von 1978 wurde bei Konzentrationen über 4 mg/dm³ die Extraktion in einer Soxhlet-Apparatur einer zuvor bis zur Trockne eingedampften Probe angewendet.

5. Abtrennen der Lösemittelschicht

   EINE REKONSTRUKTION, nicht der Inhalt der Norm: die Katalogkarte gibt ausschließlich die Extraktion und die gravimetrische Bestimmung an, weshalb wir die Reihenfolge der Tätigkeiten aus dem Prinzip des Verfahrens erschließen. Die Etherschicht wird von der wässrigen Phase abgetrennt und in ein gewogenes Gefäß überführt.

6. Verdampfen des Lösemittels

   Der Petrolether wird ohne offenes Feuer und ohne Zündquellen verdampft — der Flammpunkt des Lösemittels beträgt −40 °C.

7. Wägen des Rückstands

   EINE REKONSTRUKTION, nicht der Inhalt der Norm. Der Trockenrückstand wird auf einer Analysenwaage gewogen; er ist das Ergebnis der Messung.

8. Berechnung des Ergebnisses

   Der Gehalt an mit Petrolether extrahierbaren Stoffen wird aus der Masse des Rückstands und dem Volumen der Probe berechnet und in mg/l angegeben. Die Art der Berechnung und der Angabe des abschließenden Ergebnisses beschreiben die entsprechenden Abschnitte der Norm.

9. Bezug des Ergebnisses auf die Anforderungen

   Für in Gewässer oder in den Boden eingeleitetes Abwasser beträgt der zulässige Wert 50 mg/l für alle Abwasserarten und 20 mg/l für die in der Anlage zur Verordnung Gesetzblatt 2019 Pos. 1311 genannten Sektoren (Pos. 1, 2, 4, 5, 9 und 11).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Petrolether: H225 — Flüssigkeit und Dampf hochentzündbar; Flammpunkt −40 °C. Arbeit ausschließlich unter dem Abzug, ohne offenes Feuer und Zündquellen, beim Verdampfen ohne Flamme
• H304 — kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein (Aspirationsgefahr, Kategorie 1)
• H336 — kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen (Wirkung auf das Zentralnervensystem beim Einatmen der Dämpfe)
• H315 — verursacht Hautreizungen: lösemittelbeständige Handschuhe, Schutzbrille, Kittel
• H411 — giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung: das verbrauchte Lösemittel und die Extrakte dürfen nicht in die Kanalisation abgeleitet werden
• Proben von Rohabwasser als potenziell infektiöses Material behandeln — Handschuhe, Vermeidung von Aerosolen

Häufige Fragen