Possibilities for misinterpretation in ASV-speciation studies of natural waters

Summary A summary is given of possible pitfalls identified in the speciation studies of trace elements by Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry including sampling-, storage- and sample treatment procedures.

---

Mögliche Mißdeutungen bei ASV-Speciesuntersuchungen von natürlichen Wässern

Zusammenfassung Die Probleme, die bei Speciesuntersuchungen von Spurenelementen mit Hilfe der Differentialpuls Anodic Stripping Voltammetrie auftreten, werden zusammenfassend dargestellt. Neben den bei der eigentlichen Bestimmung auftretenden Problemen, werden auch solche erwähnt, die mit der Probennahme sowie der Lagerung und Vorbehandlung der Proben in Zusammenhang stehen.

---

---

Dedicated to Prof. Dr. W. Fresenius on the occasion of his 70th birthday     

Geochemical induced degradation of environmental chemicals

Summary Attempts to correlate the concentration of organic chemicals in the environment with their production figures have resulted in a large deficit; this includes environmental chemicals such as chlorinated hydrocarbons. It has been assumed that analytical errors accounted for this deficit. Another explanation, however, allows for reactions of compounds under biotic and abiotic conditions. Because of the biostability of many organic chemicals biological transformation mechanisms can bring about slight charge only. By contrast, abiotic environmental factors such as the UV-irradiation or decomposition on natural surfaces contribute considerably to the transformation of this substance class. An investigation of such abiotic charges of organic chemicals must therefore pay particular attention to dynamic and catalytic effects primarily attributable to the respective molecular state and interactions with the environment. This paper deals with the photoinduced reactions of organic substances adsorbed on natural surfaces and their significance for the degradability of environmental chemicals.

---

Geochemisch induzierter Abbau von Umweltchemikalien

Zusammenfassung Die Versuche, die Konzentrationen von organischen Chemikalien in der Umwelt mit deren Produktionszahlen zu korrelieren, ergaben große Diskrepanzen, die teilweise auf die analytischen Fehler zurückgeführt werden konnten. Eine andere Erklärung für diese Differenzen wäre die biologische und abiologische Abbaubarkeit dieser Verbindungen unter natürlichen Bedingungen. Im Gegensatz zu den biologischen Umwandlungsmechanismen der Umweltchemikalien, die bekanntlich von sehr geringen Energiemengen begleitet werden, stehen in der Natur für abiotische Veränderungen Energiequellen mit unerschöpflicher Kapazität und gleichbleibender Intensität zur Verfügung. UV-Licht und geochemisch induzierte Reaktionen zählen zu den wichtigsten Abbaumechanismen organischer Umweltchemikalien. In der vorliegenden Arbeit werden ausgesuchte photoinduzierte Reaktionen von Umweltchemikalien adsorbiert auf natürlichen Oberflächen beschrieben, die die Bedeutung und Effizienz der geochemischen Umwandlungsmechanismen organischer Verbindungen demonstrieren.

     

Determination of bismuth, cadmium and thallium in 33 international standard reference rocks by fractional distillation combined with flameless atomic absorption spectrometry

Summary The analysis of bismuth, cadmium and thallium in rock samples can be performed by flameless atomic absorption spectrometry, after separation and preconcentration by a volatilization technique. This method has the major advantage that small amounts of substance can be used with a minimum consumption of chemicals, so that sources of contamination are reduced. The detection limit for Bi and Tl is about 1 ppb and for Cd about 0.1 ppb in the rock. Depending on the content in the rock samples, the relative standard deviation is between 2 and 30%. Several attempts have been made to determine the yields of Bi, Cd and Tl from synthetic and natural samples.

---

Bestimmung von Wismut, Cadmium und Thallium in 33 internationalen Standard-Gesteinsproben durch fraktionierte Destillation in Verbindung mit flammenloser AAS

Zusammenfassung Die Bestimmung von Wismut, Cadmium und Thallium in Gesteinen kann mit der flammenlosen Atomabsorptions-Spektroskopie nach verdampfungsanalytischer Abtrennung erfolgen. Die Verdampfungsnalyse hat den Vorteil, daß bei geringem Reagentienverbrauch kleine Mengen analysiert werden können. Die Gefahr der Einschleppung von Verunreinigungen wird erheblich vermindert. Die Nachweisgrenze bezogen auf die Probe beträgt für Wismut und Thallium ca. 1 ppb und für Cadmium ca. 0.1 ppb. In Abhängigkeit von der Konzentration liegt die relative Standardabweichung zwischen 2 und 30 %. An synthetischen und natürlichen Proben sind die Ausbeuten an diesen Elementen bestimmt worden.

     

Sensitive methods for the determination of microbial activities in water samples using fluorigenic substrates

Summary Sensitive methods for the determination of several catabolic enzyme activities in the natural water cycle as well as in water treatment plants have been developed. The tests are based on the fluorimetric measurement of dyes which are released by enzymatic cleavage from fluorigenic substrates added to the water sample. On the basis of a linear reaction the turnover rate can be calculated. Compared to photometric tests the detection limits are lower by a factor of 20 to 500, which now allows a precise study of the catabolic activity in samples with low biomass density. In addition, the use of fluorigenic substrates for the determination of microbial enzyme activities provides a higher precision in shorter reaction times compared to photometric tests. In detail, instructions for the determination of esterase, phosphatase, aminopeptidase and glucosidase activities are presented.

---

Empfindliche Methoden zur Bestimmung der mikrobiellen Aktivitäten in Wasser mit Hilfe fluorigener Substrate

Zusammenfassung Es werden empfindliche Methoden zur Bestimmung verschiedener mikrobieller Enzymaktivitäten im natürlichen Wasserkreislauf und in Wasseraufbereitungsanlagen vorgestellt. Die Tests basieren auf der Verwendung von fluorigenen Substraten, die der Probe direkt zugesetzt werden. Die durch enzymatische Aktivität abgespaltenen Farbstoffe werden fluoreszenzspektroskopisch gemessen. Aus der Konzentration der freigesetzten Farbstoffe läßt sich bei linearem Reaktionsverlauf der Substratumsatz in der Probe berechnen. Im Vergleich zu photometrischen Tests sind die Nachweisgrenzen der fluorimetrischen Tests um den Faktor 20 bis 500 niedriger, so daß nunmehr auch eine differenzierte Untersuchung von mikrobiell gering besiedelten Proben möglich ist. Zudem wird eine höhere Genauigkeit bei kürzerer Reaktionszeit erreicht. Im Einzelnen werden Testvorschriften zur Bestimmung der Esterasen-, Phosphatasen-, Aminopeptidasen- und Glucosidasen-Aktivität beschrieben.

     

Food quality control and studies on human nutrition by mass spectrometric and nuclear magnetic resonance isotope ratio determination

Summary The natural abundances of the stable isotopes of the main bioelements in biogenic material are submitted to small variations caused by isotope effects of physical processes and chemical reactions in the natural cycles of these elements. Resulting typical relative abundances (-values) of food and food ingredients permit assignments to their origin and treatment and allow the proof of the addition of adulterants.After the explanation of the sample preparation for mass spectrometric isotope ratio measurements, examples are given for the proof of adulteration of honey and maple sirup by high fructose corn sirup, for the determination of sugar and water addition to wine and juices, for the recognition of the natural origin of ethanol and acetic acid, and for the investigation of the authenticity of flavours and spices. The use of naturally labelled foodstuffs as indicators of human diet and tracers in nutrition research is demonstrated. Finally, future possibilities of the determination of the intermolecular and intramolecular isotope distribution by means of NMR are discussed.

---

Lebensmittel-Qualitätskontrolle und Untersuchungen zur menschlichen Ernährung durch Isotopenverhältnis-Analyse mit Hilfe der Massen- und NMR-Spektrometrie

Zusammenfassung Die natürlichen Häufigkeiten der stabilen Isotope von Bioelementen in biologischem Material unterliegen kleinen Variationen, die durch Isotopeneffekte bei physikalischen Prozessen und chemischem Reaktionen in den natürlichen Kreisläufen der entsprechenden Elemente bedingt sind. Daraus resultieren typische relative Isotopenhäufigkeiten (-Werte) von Nahrungsmitteln und deren Inhaltsstoffen, die Zuordnungen zu Ursprung und Verarbeitung sowie den Nachweis von Verfälschungen gestatten. Nach einer Beschreibung der Aufbereitung entsprechender Proben für die massenspektrometrische Isotopenverhältnis-Analyse werden als Beispiele der Anwendung erläutert: Der Nachweis der Fälschung von Honig und Ahornsirup mit high fructose corn syrup, die Möglichkeiten zur Bestimmung von Zucker- und Wasserzusätzen bei Wein und Fruchtsäften, der Nachweis einer natürlichen Herkunft von Ethanol und Essigsäure und der Echtheit von Aromastoffen und Gewürzen.Weiterhin wird die Bedeutung von natürlich markierten Nahrungsmitteln zur Erkennung von Nahrungsgrundlagen und als Tracer in der Ernährungswissenschaft dargelegt. Schließlich werden künftige Möglichkeiten einer Bestimmung der intermolekularen und intramolekularen Isotopenverteilung in Nährstoffen durch NMR-Analyse diskutiert.

     

Synthesen von Nitrophenanthrencarbonsäuren mit konstitutioneller Beziehung zu den natürlichen Aristolochiasäuren

The synthesis of various methoxy- and methylenedioxy-substituted nitrophenanthrene carboxylic acids is described. Some of the substances cause an increase in the phagocytic activity of leucocytes as has been established for natural aristolochia acid-I.

---

Synthesen von Nitrophenanthrencarbonsäuren mit konstitutioneller Beziehung zu den natürlichen Aristolochiasäuren

Zusammenfassung Es wird die Synthese verschiedener methoxy- und methylen-dioxysubstituierter Nitrophenanthrencarbonsäuren beschrieben. Einige Substanzen, die getestet wurden, zeigen die bei der natürlichen Aristolochiasäure-I festgestellte Steigerung der Phagozytoseaktivität von Leukozyten.

---

---

Herrn Prof. Dr.E. Ziegler mit den besten Wünschen zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Some criteria for the applicability of synthetic standards for laser spectral analysis of refractories

Summary The applicability of a series of synthetic standards for laser local analysis of refractories has been determined on the basis of 4 criteria: homogeneity, equality of the form and size of the craters formed by the laser beam, densities and plasma clouds. The validity of these criteria has been checked by comparison of the results received by electrone microprobe area scanning and by shooting the same places with a laser beam and reading the results with the help of synthetic standards.

---

Kriterien zur Anwendbarkeit synthetischer Standards für die Laser-Spektralanalyse von feuerfesten Materialien

Zusammenfassung Die Anwendbarkeit von synthetischen Standards für die Laser-Lokalanalyse von feuerfesten Materialien wurde auf Grund von 4 Kriterien beurteilt: Homogenität, Gleichheit von Form und Größe der vom Laserstrahl verursachten Krater, Dichten und Plasmawolken. Die Gültigkeit dieser Kriterien wurde durch Vergleich der erhaltenen Ergebnisse mit den mit Hilfe der Elektronenmikrosonde erzielten Resultaten geprüft.

     

Flow-injection determination of nitrate in natural waters with copper- and copperised cadmium tubes in the reaction manifold system

Summary An automated method for the determination of nitrate-nitrogen in surface, ground and domestic water based on flow-injection spectrophotometry is described. Nitrate is reduced to nitrite with a copperised cadmium tube in the reaction manifold. Nitrite is diazotised with sulphanilamide and the product is coupled with N-(1-naphthyl)ethylenediammonium dichloride to form a highly coloured azo dye, which is measured at 520 nm. A copper tube, incorporated into the reaction manifold before the copperised cadmium tube not only improves accuracy in the long run, but also extended the lifetime of the copperised cadmium tube. The sampling rate is 50 samples per hour. The method is suitable for the determination of nitrate-nitrogen with a coefficient of variation of better than 1.5%.

---

Fließinjektionsbestimmung von Nitrat in natürlichen Wässern mit Hilfe von Cu- und Cu/Cd-Röhren im Reaktionssystem

Zusammenfassung Ein automatisiertes Verfahren zur Bestimmung von Nitrat-Stickstoff in Oberflächen-, Grund- und Leitungswasser mit Hilfe der Fließinjektions-Spektral-photometrie wird beschrieben. Dabei wird Nitrat im Reaktionssystem in einer verkupferten Cadmiumröhre zu Nitrit reduziert; das Nitrit wird mit Sulfanilamid diazotiert und mit N-(1-Naphthyl)-ethylendiammoniumdichlorid zu einem intensiv gefärbten Azofarbstoff gekoppelt, der bei 520 nm gemessen wird. Eine Kupferröhre, die vor die verkupferte Cadmiumröhre im Reaktionssystem geschaltet wird, verbessert die Genauigkeit und verlängert die Lebensdauer der Cu/ Cd-Röhre. Je Stunde werden 50 Proben verarbeitet. Das Verfahren ist zur Nitratstickstoff-Bestimmung mit einem Variationskoeffizienten besser als 1,5% geeignet.

     

Polarographic determination of trace amounts of uranium — a review

Summary A review of methods for the polarographic determination of microgram amounts of uranium in artificial solutions and in natural samples with special reference to marine materials is given. A mechanism is suggested for the formation of catalytic uranium waves, depending on the composition of the supporting electrolyte.

---

Zusammenfassung Eine Übersicht über die Methoden zur polarographischen Bestimmung von Mikrogramm-Mengen Uran in künstlich hergestellten Lösungen und natürlichen Proben mit besonderer Berücksichtigung von Meeresproben wurde geboten. Eine Vorrichtung für die Bildung katalytischer Uranwellen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Trägerelektrolyten wurde vorgeschlagen.