Analytik von Staubinhaltsstoffen

Neben Messungen klassischer Luftschadstoffe wie zum Beispiel Stickstoffdioxid und Ozon wird im Rahmen der Luftgüteüberwachung auch die Konzentration des Feinstaubs sowie dessen Inhaltsstoffe bestimmt. Die Staubinhaltsstoffanalytik dient dabei der Quellenzuordnung und der Ermittlung standortspezifischer Belastungen. Beispielsweise finden sich erhöhte Konzentrationen der Elemente Kupfer, Eisen, Antimon, Zinn, Molybdän an stark befahrenen Straßen, verursacht durch Abrieb von Bremsbelägen.

Gravimetrische Bestimmung der Feinstaubkonzentration

Der Feinstaub wird an den Messstationen des Luftüberwachungsmessnetzes in Staubsammelgeräten auf Quarzfaserfiltern abgeschieden, die im Labor aliquotiert und stoffgruppenspezifisch aufgearbeitet werden.

In den Laboratorien der anorganischen Analytik werden im Feinstaub folgende Parameter untersucht:

• Lösliche Anionen (Chlorid, Nitrat, Sulfat) und Kationen (Ammonium, Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium)
• Schwermetalle: Blei, Arsen, Nickel, Cadmium, Kupfer, Antimon, etc.

Staubniederschlag

Staubniederschlagsmessungen erfassen sedimentierende Stäube und deren Zusammensetzung. Die Probenahme erfolgt nach dem Bergerhoff-Verfahren durch Ausbringen von Sammelgefäßen, die nach jeweils 28 Tagen gewechselt werden. Neben der Ermittlung der Staubmenge erfolgt eine Bestimmung der Schwermetalle Arsen, Cadmium, Cobalt, Chrom, Kupfer, Nickel, Blei, Antimon, Thallium und Zink sowie ggf. weiterer Elemente.

Die Staubniederschlagsmessungen dienen häufig der Charakterisierung industrieller Emittenten, aber auch der Ermittlung der Hintergrundbelastung .

• Schwermetalle: Eintrag, Anreicherung und Bewertung

Analysenmethoden für Staubinhaltsstoffe

Untersuchung von Feinstaub

Lösliche Ionen werden nach Elution der Filterproben durch Schütteln und Behandlung mit Ultraschall mit Hilfe der Ionenchromatographie bestimmt.

Mikrowellendruckaufschluss von Filterproben zur Bestimmung von Schwermetallen im Feinstaub

Zur Bestimmung der Schwermetalle nach DIN EN 14902 wird zunächst ein Mikrowellendruckaufschluss der Filterproben mit Salpetersäure und Wasserstoffperoxid durchgeführt. Die Aufschlusslösungen werden nach Zugabe von Rh und Lu als internem Standard per ICP-MS gemessen und die dabei erhaltenen Ergebnisse auf Außenluftkonzentrationen (Einheit ng/m³) umgerechnet.

Untersuchung von Staubniederschlag

Zur Bestimmung der Schwermetalle in den Staubniederschlagsproben erfolgt nach der gravimetrischen Bestimmung der Staubmenge ein Mikrowellendruckaufschluss mit Salpetersäure und Wasserstoffperoxid nach DIN EN 15841. Die Messung der Schwermetalle erfolgt nach Zugabe von Rh und Lu als internem Standard per ICP-MS nach DIN 38406 E29 bzw. nach DIN EN 15841. Die Angabe der Ergebnisse erfolgt
zeit- und flächenbezogen (in µg/m²d).