Bestimmung von Arsen im sub-ppb-Bereich durch Differential-Pulse-Cathodic-Stripping-Voltammetrie

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Bestimmung von As(III)-Spuren durch Differential-Pulse-Cathodic-Stripping-Voltammetrie (DPCSV) beschrieben. Als Arbeitselektrode dient ein hängender Quecksilbertropfen. Die Anreicherung erfolgt bei –0,55 V (Bezugselektrode: Ag/AgCl/KCl ges.) aus 1 N HCl in Gegenwart von CuCl₂. Das Elektrolyseprodukt ist vermutlich eine intermetallische Verbindung der Zusammensetzung Cu₃As, die auf der Oberfläche des Quecksilbertropfens abgeschieden wird. Die Auflösung durch »cathodic-stripping« auf Grundlage der Weiterreduktion des Arsens zu negativ 3 wertigem Arsen führt zu einem bei –0,77 V bis –0,79 V liegenden Peak, dessen Höhe von 0,2 bis 20 ppb As linear zunimmt. Auf Störeinflüsse wird hingewiesen.

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Determination of arsenic in the sub-ppb-range by differential pulse cathodic stripping voltammetry

Summary A method for the determination of traces of As(III) by differential pulse cathodic stripping voltammetry (DPCSV) is described. The hanging mercury drop electrode (HMDE) is used as working electrode. Preelectrolysis is carried out in 1 N HCl in the presence of CuCl₂ at a potential of –0.55 V (reference electrode: Ag/AgCl/KCl sat.). The product formed in the electrolysis is probably an intermetallic compound of the composition Cu₃As. It is deposited on the mercury surface. Its redissolution by cathodic stripping on the basis of a further reduction of arsenic to As^3– leads to a current signal at a potential between –0.77 V and –0.79 V. The dependence of peak height on concentration of arsenic shows linearity in the range of 0.2 to 20 ppb As. Interfering influences are also reported.

Die Arbeit wurde in dankenswerter Weise mit Sachmitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bonn-Bad Godesberg, und des Verbandes der Chemischen Industrie unterstützt. Herr Dr. A. P. Joshi dankt der Alexander von Humboldt-Stiftung für die Gewährung und Unterstützung seines Studienaufenthaltes an der Universität Mainz.     

The substoichiometric extraction system MIBK/APDC and its application to the direct determination of Pb and Cd in wine

Summary The insolubility of sugars and fruit acids in MIBK allows the direct extraction of heavy metals by APDC from wine and similar products. With special precautions an accuracy of /+-5% can be obtained for Pb and Cd in the concentration range from 0.1–1 ppm and 1–10 ppb, respectively. Together with our experiences a brief survey of the most recent literature is also presented.

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Das substöchiometrische Extraktionssystem MIBK/APDC und seine Anwendung auf die Direktbestimmung von Pb und Cd in Wein

Zusammenfassung Die Unlöslichkeit der Zucker und Fruchtsäuren in MIBK erlaubt die Direktextraktion von Schwermetallionen mittels APDC aus Wein und ähnlichen Produkten. Unter Beachtung besonderer Vorsichtsmaßnahmen wird für Pb im Bereich von 0,1–1 ppm und für Cd im Bereich 1–10 ppb eine Genauigkeit von ± 5% erhalten. Gleichzeitig wird zusammen mit unseren Erfahrungen ein kurzer Überblick über die neueste Literatur gegeben.

     

Inversvoltammetrische Bestimmung von Spuren Zinn, Blei, Kupfer und Cadmium in Zink und Zinksalzen

Zusammenfassung Zur Bestimmung von Sn, Pb, Cu, Cd in Zinkmetall und Zinksalzen wird die Anreicherung an einer Quecksilberfilmelektrode auf Glaskohle in salzsaurer Lösung vorgenommen. In der gleichen Lösung werden Cu und Cd durch anodische Ablösung bestimmt. Zur Trennung von Sn und Pb wird die salzsaure Lösung nach dem Anreicherungsschritt mit ammoniakalischer Citratlösung gemischt. In der resultierenden Lösung werden die Auflösungsströme für Sn und Pb gemessen. Die relativen Standardabweichungen betragen 1,3 bis 4,7%.

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Determination of traces of Sn, Pb, Cu, Cd in zinc and zinc salts by anodic stripping voltammetry

The enrichment is performed in 0.8 N HCl at a glassy carbon electrode mercury plated in situ. Cu and Cd are determined by anodic stripping in the same solution. In order to separate Sn and Pb the HCl solution is mixed with a highly ammoniacal citrate solution. In the resulting medium Sn and Pb are stripping out of the electrode. Relative standard deviations are in the range of 1.3 to 4.7%.

     

Optimization of the ICP working conditions for the analysis of waste waters and industrial solutions

Summary In order to optimize the working parameters of ICP analysis of waste waters and industrial solutions the spectral interferences and the effect of the carrier gas flow were studied. Special attention was paid to the influence of high contents of salt and H₂SO₄ in some samples. The use of a peristaltic pump, dilution or internal standardization enable reliable analytical results to be obtained. A direct ICP method for determination of Al, Ca, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb and Zn was worked out. Relative standard deviations were in the range of 0.5–5%.

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Optimierung der ICP-Arbeitsbedingungen für die Analyse von Abwasser und industriellen Lösungen

Zusammenfassung Zur Optimierung der ICP-Parameter wurden die spektralen Störungen sowie der Einfluß des Trägergasstromes untersucht. Der Wirkung hoher Salz- und Schwefelsäuregehalte wurde besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Mit Hilfe einer peristaltischen Pumpe sowie durch entsprechende Verdünnung und Anwendung des Verfahrens des inneren Standards konnten zuverlässige Resultate erzielt werden. Eine Arbeitsmethode wurde entwickelt für die Bestimmung von Al, Ca, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb und Zn. Die Standardabweichungen lagen im Bereich von 0,5–5%.

     

Zur Spurenanreicherung an Aktivkohle. Bestimmung von Elementspuren in Wolframpulver

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Anreicherung und Bestimmung von Spuren Ag, Cd, Co, Cu, In, Ni, Pb, Tl und Zn aus Wolframpulver beschrieben. Dazu werden die Elemente nach Lösen des Probenmaterials in H₂O₂ in Diäthyldithiocarbamidat-Chelate überführt. Die Chelatverbindungen werden beim Filtrieren der Lösung durch ein mit Aktivkohle beschichtetes Filter adsorbiert und an der Kohleoberfläche angereichert. Die angereicherten Elemente werden durch Röntgenfluorescenz-Spektrometrie oder nach Ablösen von der Kohle mit HNO₃ durch Atomabsorptions-Spektrometrie bestimmt. Es wurden relative Standardabweichungen, je nach Element, von 0,02–0,16 ermittelt. Die Nachweisgrenze liegt bei 0,04–2,3 ppm.Wir danken dem Fonds der chemischen Industrie für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.     

Spektrochemische Bestimmung von Spurenelementen in reinem Gold

Zusammenfassung Eine Spektrochemische Methode zur Bestimmung von Spuren der Elemente As, Sb, Fe, Mn, Pb, Ni, Bi, Cu, Pt, Pd, Cd, Rh und Ag in reinem Gold wird beschrieben. Zunächst wird das Gold durch Extraktion aus 3 N HCl mit Methylisobutylketon abgetrennt. Die Verunreinigungselemente werden dann an spektralreinem Graphitpulver mit 4% NaCl und 0,02% Co als Bezugselement adsorbiert und im Wechselstromabreißbogen 3,5 min bei 10 A angeregt. Die Spektren wurden mit einem UV-Spektrograph Q 24 auf ORWO-Spektralplatten Blau Extrahart aufgenommen. Die quantitative Bestimmungsgrenze für Mn, Pt und Ag beträgt 10^–6%, für Fe, Pb, Ni, Bi, Cu, Pd und Rh 10^–5% und für As, Sb und Cd 10^–4%. Die relative Standardabweichung überschreitet nicht 30%.

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Spectrochemical determination of trace elements in pure gold

A spectrochemical method for the determination of traces of As, Sb, Fe, Mn, Pb, Ni, Bi, Cu, Pt, Pd, Cd, Rh and Ag in pure gold is described. The gold is first separated by extraction into methyl isobutyl ketone from 3 N HCl solution and then the trace elements are adsorbed on spectrally pure carbon powder containing 4% NaCl and 0.02% Co as reference standard, and excited in an 10 A a.c. arc for 3.5 min. Emission spectra were recorded on ORWO-Blau Extrahart plates with an UV-spectrograph Q 24. Limits of detection were 10^–6% for Mn, Pt and Ag; 10^–5 % for Fe, Pb, Ni, Bi, Cu, Pd and Rh; 10^–4% for As, Sb and Cd. Relative standard deviation was not exceeding 30%.

     

Trace chemistry of toxic metals in biomatrices

Summary Based on differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV) at the HMDE after low temperature ashing of the biomatrix in an oxygen plasma a versatile and reliable method for the simultaneous determination of the toxic trace metals Cd, Pb and Cu in blood has been developed. The high sensitivity combined with high precision and established accuracy is demonstrated by a number of data from extended studies with human whole blood. The pronounced reliability has been secured by the quantitative elucidation and the subsequent rather efficient suppression of the contamination sources largely concentrated in the prior digestion stage. The still remaining contamination interference sets the present determination limits in whole blood to 4 ppb for Pb and 0.1 ppb for Cd with R.S.D. of 20–30%. Accuracy was further confirmed by comparing measurements with flameless atomic absorption. Improved values for the normal levels of the treated toxic metals in the blood of non-exposed persons have been obtained particularly for the rather low content of Cd. The application potentialities of this voltammetric approach in environmental studies of toxic trace metals able to form an amalgam are much more extended. While biomatrices as body fluids, organs, organisms, plant material and food require prior low temperature ashing direct voltammetric determination and even speciation can be performed down to the ultra trace level in samples from inland waters and the sea.

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Spurenchemie toxischer Metalle in biologischen MatricesII. Voltammetrische Bestimmung von Spurengehalten an Cadmium und anderen toxischen Metallen in menschlichem Blut

Zusammenfassung Eine neue zuverlässige voltammetrische Methode zur Simultanbestimmung des Spurengehaltes der toxischen Metalle Cd, Pb und Cu im Blut wurde ausgearbeitet. Nach niedertemperaturiger Veraschung der Biomatrix im Sauerstoffplasma erfolgt die Bestimmung mit Hilfe der differentiellen pulspolarographischen Version der inversen Voltammetrie am hängenden Quecksilbertropfen. Die so erreichbare große Empfindlichkeit, hohe Genauigkeit und gesicherte Richtigkeit wird durch eine größere Anzahl von Daten aus unseren ausgedehnten Untersuchungen von menschlichem Vollblut belegt. Die ausgezeichnete Zuverlässigkeit der Resultate basiert auf der quantitativen Aufdeckung und anschließenden weitgehenden Unterdrückung verschiedener Kontaminationsquellen, die vorwiegend beim Veraschungsschritt auftreten. Die noch verbleibende Kontaminationsschwelle legt gegenwärtig die Bestimmungsgrenzen auf 4 ppb für Pb und 0,1 ppb für Cd im Blut fest bei einer relativen Standardabweichung von 20–30%. Vergleichsmessungen mit der flammenlosen Atomabsorption bestätigten die Richtigkeit. Neue und sichere Werte für den Normalgehalt der untersuchten toxischen Metalle im Blut nichtexponierter Personenkreise, insbesonders bezüglich des sehr niedrigen Cd-Pegels, wurden ermittelt. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser voltammetrischen Methodik in der Umweltforschung sind hinsichtlich toxischer Spurenmetalle, die zur Amalgambildung fähig sind, wesentlich weitergehender. Während Biomatrices, wie Körperflüssigkeiten, Organe, Organismen, Pflanzenmaterial und Nahrungsmittel, vorherige Veraschung erfordern, ist eine direkte Bestimmung und Speciescharakterisierung auf voltammetrischem Wege bis in den Ultraspurenbereich bei Proben aus Binnengewässern und in Meerwasser möglich.

Ref. [42] counts as part I in this series.     

Bestimmung des Cadmiums (Pb, Tl, Cu) neben Indium in tensidhaltigen Grundl?sungen von Polyaminocarbons?uren mit Hilfe der differentiellen Pulse-Polarographie

Zusammenfassung Die differentielle pulse-polarographische Bestimmung des Cd (Pb, Tl, Cu) neben hohen Gehalten an Indium ist in Grundlösungen von Polyaminocarbonsäuren in Anwesenheit von Tensiden möglich. In einer Lösung von 0,1 M HCl, 0,003 M EDTA und 0,005% Phemerol können 1 · 10^–7 M Cd neben 5 · 10^–3 M In bestimmt werden.

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Determination of Cadmium (Pb, Tl, Cu) in the presence of indium in supporting solutions of polyaminocarboxylic acids containing surfactants by differential-pulse polarography

Summary The differential pulse polarographic determination of Cd (Pb, Tl, Cu) in the presence of a high excess of indium is possible in supporting solutions of polyaminocarboxylic acids after addition of surfactants. In a solution of 0.1 M HCl, 0.003 M EDTA and 0.005% phemerol, 2×10^–7 M Cd can be determined in the presence of 10^–3 M In.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Verband der Chemischen Industrie danken wir für die Bereitstellung von Sachmitteln.     

Determination of traces of impurities in high-purity sodium chloride by differential pulse polarography and flame spectrometry

Summary Detection limits for the determination of a number of elements in solid sodium chloride by differential pulse polarography, flame absorption and emission spectrometry were established. These methods were used for a quantitative investigation on the distribution of ppm quantities of Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Mg, Sr and Ba between the crystallizate and the mother solution obtained in a partial crystallization of sodium chloride from its saturated solution. Recoveries of the crystallization process, calculated from the results of the analysis, vary from 86% for Pb to 115% for Sr.

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Bestimmung von Spurenverunreinigungen in reinstem Natriumchlorid durch Differential-Pulspolarographie und Flammenspektrometrie

Zusammenfassung Die Nachweisgrenzen für die Bestimmung einer Zahl von Elementen im festen Natriumchlorid wurden mit Differential-Pulspolarographie, Absorptions- und Emissions-Flammenspektrometrie bestimmt. Diese Methoden wurden benutzt zur quantitativen Untersuchung der Verteilung von ppm-Mengen Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Mg, Sr und Ba zwischen kristallisiertem Salz und Mutterlösung bei teilweiser Kristallisation vom Natriumchlorid aus seiner gesättigten Lösung. Die Ausbeuten des Kristallisationsprozesses, berechnet aus den Analysenergebnissen, schwanken von 86% für Pb bis 115% für Sr.

Lecture presented at Euroanalysis I Conference, 28. 8.–1. 9. 1972 in Heidelberg, Germany.     

Simultaneous determination of lead, cadmium and zinc in aerosols by anodic stripping voltammetry

Summary The simultaneous determination of lead, cadmium and zinc in air particulate matter by anodic stripping voltammetry is described. Optimum conditions for the anodic stripping of lead, cadmium and zinc were determined using ammonium tartrate buffer at pH 4.5. Interferences from other metals were not encountered and the estimations were reproducible within a standard deviation of ±10%. Low blank values and high sensitivity of the method allowed the determinations at sub-ppb levels with an electrolysis time of 3–10 min. The geometric mean concentrations of lead, cadmium and zinc at various locations in Greater Bombay during 1979 are also presented.

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Simultanbestimmung von Blei, Cadmium und Zink in Aerosolen durch anodische Stripping-Voltammetrie

Zusammenfassung Die optimalen Bedingungen für die Bestimmung von Pb, Cd und Zn unter Verwendung von Ammoniumtartratpuffer pH 4,5 wurden ausgearbeitet. Störungen durch andere Metalle traten bei den untersuchten Aerosolen nicht auf. Die Standardabweichungen lagen bei ±10%. Infolge niedriger Blindwerte und hoher Empfindlichkeit konnten Bestimmungen im sub-ppb-Bereich mit Elektrolysenzeiten von 3–10 min durchgeführt werden. Ein Überblick über die Konzentration der genannten Metalle in der Luft von Bombay wird gegeben.

     

Interferences of hydride forming elements and of mercury in the determination of antimony, arsenic, selenium and tin by hydride-generation AAS

Summary By means of the radiotracer technique supplemented by conventional absorption measurements, the interferences of As, Bi, Hg, Pb, Sb, Se, Sn and Te in amounts between 10 g and 1 mg with the determination of As, Sb, Se and Sn by hydride generation AAS using heated quartz tube were investigated during the hydride-generation and the atomization stages. Amounts up to 100 g of Hg and Pb do not cause any detectable interference. The interference of Bi and Te is dominant in the hydride-generation stage and that of As, Se, Sb and Sn in the atomization stage. Tin is retained to a considerable extent in the quartz tube and the resulting memory effect makes the determination of As, Sb, and Se impossible. In the absence of interfering elements, the efficiency of the formation of hydrides of As, Sb, Se and Sn was close to 100%. However, a reduction of Sb(V) to Sb(III) prior to the hydride-generation is necessary for which an improved procedure was developed.

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Störungen von Hydridbildnern und von Quecksilber bei der Bestimmung von Antimon, Arsen, Selen und Zinn durch die Hydrid-AAS

Zusammenfassung Mittels der Radiotracertechnik und Atomabsorptionsspektrometrie wurde der Störeinfluß unterschiedlicher Mengen (10–1000 g) von As, Bi, Hg, Pb, Sb, Se, Sn und Te auf die Bestimmung von As, Sb, Se und Sn mit der Hydrid-AAS untersucht. Durch diese Verfahrenskombination war es möglich, das Ausmaß der Störungen durch diese Elemente sowohl im Hydrierungs- als auch im Atomisierungsschritt zu bestimmen sowie zum großen Teil auch die Gründe für ihr Auftreten aufzuklären. Keine nachweisbare Störung verursachen Hg und Pb bis zu jeweils 100 g. Die Störung durch Bi und Te tritt hauptsächlich im Hydrierungsgefäß auf, hingegen die durch As, Sb, Se und Sn im wesentlichen in der Quarzabsorptionszelle. Bei Zinn wurde ein starker Memoryeffekt festgestellt, der aus der Ablagerung dieses Elements in der Quarzküvette resultiert und der die Bestimmung von As, Sb und Se völlig unmöglich macht. Ohne diese Störelemente liegen die Hydrierungsausbeuten für As, Sb, Se und Sn bei nahezu 100%. Bei Antimon ist allerdings eine vorherige Reduktion von Sb(V) zu Sb(III) notwendig, für die ein verbessertes Verfahren vorgeschlagen wurde. Denn durch die Radiotracertechnik konnte nachgewiesen werden, daß die während der Alterung von Sb(V)-Lösungen durch Kondensationsprozesse entstehenden Polysäuren nicht mehr hydriert werden können.

     

Die Aufnahme der Äthylendiamintetraessigsäure-Komplexe von Zink,Cadmium, Zirkon und Niob durch Anionenaustauscher

Zusammenfassung Die radioaktiven Indikatoren⁶⁵Zn,^115mCd,⁹⁵Zr und⁹⁵Nb wurden verwendet, um das Austauschverhalten der Äthylendiamintetraessigsäure-Komplexe dieser Elemente an Säulen des stark basischen Harzes Dowex 1 X4 zu untersuchen. Die Messung der Verteilungskoeffizienten zwischen nitrat-beladenem Austauscher und ÄDTA-haltigen Nitratlösungen, bzw. zwischen ÄDTA-beladenem Austauscher und ÄDTA-Lösungen ermöglicht Aussagen über die Zusammensetzung der Komplexe, die für den Austauschvorgang bestimmend sind. Zn bildet im untersuchten pH-Bereich 3,0–8,8 einen negativen zweiwertigen Komplex, der durch den Austauscher stärker aufgenommen wird als der Bleikomplex. An nitrat-beladenen Austauschersäulen wird die Elutionsgeschwindigkeit sehr stark durch den ÄDTA-Gehalt der Elutionslösungen beeinflußt, sobald das Verhältnis [NO ₃ ^– ]:[H₂Y^2–] unter den Wert 100 absinkt. Der Cadmiumkomplex wird durch den nitrat-beladenen Austauscher im pH-Bereich 5,0–10,0 als zweiwertiger Komplex aufgenommen, jedoch schwächer als der Zinkkomplex. Auch an komplexonbeladenen Austauschersäulen wird der Aufnahmevorgang des Zn und des Cd durch ihre zweiwertigen Komplexe bestimmt, wobei Cd bedeutend schwächer aufgenommen wird als Zn. Zr wird im untersuchten pH_Bereich 5,0–7,5 als zweiwertiger Zirkonylkomplex aufgenommen, unterhalb pH=3,0 ist ein einwertiger Komplex, wohl von der Zusammensetzung ZrH₃Y ₂ ^– , für die Aufnahme maßgeblich. Nb wird als Radiokolloid von der Austauschersäule festgehalten. Der Vergleich der Aufnahme der Komplexe ZnY^2–, PbY^2– und CdY^2– läßt schließen, daß die Größe der Komplexbildungskonstante, ähnlich wie die Ladungszahl, nicht den entscheidenden Faktor für die Stärke der Aufnahme in den Austauscher bildet.Die Möglichkeiten radiochemischer Trennungen von Zn, Cd, Pb, Bi einerseits und von Zr–Nb andererseits werden aufgezeigt.Mit 5 Abbildungen     

Determination of lead, cadmium, copper and zinc in human tissues by differential pulse anodic stripping voltammetry

Summary A convenient electroanalytical technique for the simultaneous determination of lead, cadmium, copper and zinc in human blood and teeth is described. The method is based on differential pulse anodic stripping voltammetry at the static mercury drop electrode (SMDE). Optimum conditions for the anodic stripping of Pb, Cd, Cu and Zn were determined using ammonium acetate and dilute nitric acid (pH 2) as electrolytes. Interferences from other metals were not observed and the estimations were reproducible within a standard deviation of±4%. Low blank values and high sensitivity of the method allowed the determinations at sub-ppb levels with an electrolysis time of 1–3 min. The accuracy of the method has been tested by comparison with the results obtained by mass spectrometry and atomic absorption spectrometry. The results and findings are discussed in brief.

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Bestimmung von Blei, Cadmium, Kupfer und Zink in menschlichen Geweben mit Hilfe der Differentialpuls-Anodic Stripping Voltammetrie

Zusammenfassung Eine vorteilhafte elektroanalytische Methode zur Bestimmung von Pb, Cd, Cu und Zn in menschlichem Blut und in Zähnen wird beschrieben. Das Verfahren beruht auf der Differentialpuls-Anodic Stripping Voltammetrie an der statischen Quecksilbertropfelektrode. Mit Hilfe von Ammoniumacetat und verdünnter Salpetersäure (pH 2) als Trägerelektrolyten wurden die optimalen Bedingungen ausgearbeitet. Störungen durch andere Metalle wurden nicht beobachtet. Die Standardabweichung betrug ±4%. Infolge der niedrigen Blindwerte und der hohen Empfindlichkeit konnten Bestimmungen im Sub-ppb-Bereich mit Elektrolysezeiten von 1–3 min durchgeführt werden. Die Genauigkeit der Methode wurde durch Vergleich mit massenspektrometrischen und AAS-Untersuchungen bewiesen. Die Ergebnisse werden kurz diskutiert.

     

Studies on the deposition of acid and of ecotoxic heavy metals with precipitates from the atmosphere

Summary For the input of ecotoxic heavy metals (Cd, Pb, Cu, Zn and Ni) from the atmosphere into terrestrial and aquatic ecosystems their wet deposition with rain (and snow) has been established as the deposition type of predominant significance. The wet deposition situation in the Federal Republic of Germany has been observed systematically since 1980 with a network of automated samplers of own construction distributed over the various regions of the country (German Wet Deposition Program). These regions include rural areas from the North Sea coast to the Alps as well as urban agglomerations, industrial zones and locations with particular heavy metal emissions. The analysis of the heavy metals is carried out by differential pulse stripping voltammetry or for Ni by adsorption differential pulse voltammetry. At the same time the determination of the H⁺-concentration by electrometric high precision pH-measurements provides for the observation period 1980–1982 a survey on the acid deposition in the various regions of the Federal Republic of Germany. Based on reliable experimental data the main contours and the dimensions of the present burden by the deposition of acid rain and the wet deposition of ecotoxic heavy metals emerge.

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Untersuchungen über die Deposition von Säure und ökotoxischen Schwermetallen mit Niederschlägen aus der Atmosphäre

Zusammenfassung Für den Eintrag ökotoxischer Schwermetalle (Cd, Pb, Cu, Zn und Ni) aus der Atmosphäre in terrestrische und aquatische Ökosysteme hat sich die Naßdeposition als die vorherrschende Depositionsart erwiesen. Die Situation hinsichtlich der Naßdeposition in der Bundesrepublik Deutschland wird seit 1980 systematisch mit einem über das gesamte Bundesgebiet verteilten Netz automatischer Sammler eigener Entwicklung verfolgt (Deutsches Naßdepositionsprogramm). Die untersuchten Regionen schließen ländliche Gebiete von der Nordseeküste bis zu den Alpen ein sowie Ballungsräume, Industriezonen und Orte mit besonderer Schwermetallemission. Die Schwermetallanalyse erfolgt mit differentieller Pulsinversvoltammetrie oder für Ni mit differentieller Adsorptions-Pulsvoltammetrie. Gleichzeitig resultiert auf Grund präziser elektrometrischer pH-Messungen ein Überblick über die Säuredeposition in den verschiedenen Regionen des Bundesgebietes für den Beobachtungszeitraum 1980–1982. Basierend auf zuverlässigen experimentellen Daten ergaben sich die wesentlichen Konturen und die Dimensionen der gegenwärtigen Belastung der Bundesrepublik durch die Deposition von saurem Regen und die Naßdeposition ökotoxisch wirksamer Schwermetalle.

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

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Guest scientist from Univ. Fed. do Ceara, Fortaleza, Brasil     

Bestimmung von Spurenelementen in Flu?wasser mit Hilfe der Voltammetrie

Zusammenfassung Bei der Bestimmung von Spurenelementen in Flußwasser durch Voltammetrie treten Störungen auf, die überwiegend von organischen Verunreinigungen verursacht werden. Die Einflüsse dieser Verunreinigungen können durch oxidative UV-Photolyse beseitigt werden.Im Anschluß an die Bestrahlung der Proben konnten in filtriertem Rheinwasser Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Tl und mit Einschränkungen auch Mn voltammetrisch bestimmt werden. Die Konzentrationen an Bi und Se lagen unterhalb der Nachweisgrenze. Die Nachweisgrenzen für die genannten Elemente in Flußwasser bewegten sich in der Größenordnung zwischen 0,1 und 1 g/l. Vergleichsbestimmungen mit Hilfe der flammenlosen AAS (Graphitrohrküvette) ergaben gute Übereinstimmung für die Elemente Cu, Zn und Mn, während die Konzentrationen der anderen Elemente unterhalb der Nachweisgrenze der AAS lagen.Die Komplexierungskapazität des Rheinwassers für Zn, Cd, Pb und Cu wurde durch voltammetrische Titration ermittelt. Sie lag zwischen 5,0 und 0,7 g/l und nahm in der Reihenfolge Cu > Zn > Pb > Cd ab.

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Determination of trace elements in river water by means of voltammetry

Summary The determination of trace elements in river water by voltammetry is disturbed by the presence of organic substances. The influence of these substances can be eliminated by oxidative UV-photolysis.After UV irradiation the following elements were determined in Rhine water by voltammetry: Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Tl and — with reservations — Mn. The concentrations of Bi and Se were below the detection limits. The detection limits in river water for the elements mentioned were determined and found to be between 0.1 and 1 g/l. Comparative determinations by AAS (graphite tube) showed good agreement for Cu, Zn and Mn, whereas the concentrations of the other elements were below the detection limits of AAS.The complexing capacity of Rhine water for Zn, Cd, Pb and Cu was determined by voltammetric titration. It decreased in the order Cu > Zn > Pb > Cd and was between 5.0 and 0.7 g/l.

     

Direct analysis of inorganic solids: Experiences of a laboratory in cement industries

Summary A report is given on the successful application of direct ZAAS as a trace-analytical tool for inorganic materials characteristically occurring in cement industries. Results of interlaboratory studies and analysis of standard reference materials for important elements as As, Cd, Cr, Hg, Tl and others are discussed in detail.Examples show that trace analysis directly from the solid is often successful using aqueous solutions for calibration. Characteristic interferences of direct ZAAS could normally be eliminated by admixture of graphite powder.

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Direkte Feststoffanalyse von anorganischen Materialien: Erfahrungsbericht aus einem Labor der Zementindustrie

Zusammenfassung Es wird über den erfolgreichen spurenanalytischen Einsatz der direkten ZAAS an für die Zementindustrie characteristischen anorganischen Proben berichtet. Dabei stehen die Ergebnisse von Ringversuchen und die Analyse von Standardreferenzmaterialien für so wichtige Elemente wie As, Cd, Cr, Hg, Tl und anderen im Mittelpunkt der Untersuchungen.Anhand von Beispielen wird gezeigt, daß die direkte Spurenbestimmung aus dem Festkörper häufig mit wäßrigen Bezugslösungen erfolgreich durchgeführt werden kann. Charakteristische Störungen der Direkten ZAAS konnten in der Regel durch Graphitbestimmungen beseitigt werden.

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Lecture given at the colloquium on the Analysis of Solids by AAS, Wetzlar, 8.–10. 10. 1984     

Comparison of digestion procedures for the determination of heavy metals (Cd, Cu, Pb) in blood by anodic stripping voltammetry

Summary The simultaneous determination of cadmium, lead and copper in whole blood by anodic stripping voltammetry is described. Different digestion procedures given in literature were examined. In addition, a sample pretreatment method which did not involve digestion was studied. Based on the experience with these methods two digestion procedures were developed. They utilize digestion with mixtures of nitric, perchloric and sulphuric acids, with and without pressure, respectively. Both methods are suitable for routine analysis of about 20 blood samples per day. Special attention was focussed on the completeness of the digestion, and the magnitude of the blank values. Low blank values and a high sensitivity allowed the determination of cadmium at the sub-ppb level with an electrolysis time of 5 min. The methods, which were controlled by recovery tests, were used to analyze blood samples from unexposed persons, and from workers suspected of exposure to cadmium.

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Vergleich von Aufschlußverfahren für die Bestimmung von Schwermetallen (Cd, Cu, Pb) in Blut durch Anodic Stripping Voltammetrie

Zusammenfassung Verschiedene in der Literatur beschriebene Aufschlußverfahren wurden untersucht und zusätzlich ein Probenvorbereitungsverfahren ohne Aufschluß geprüft. Aufgrund der mit diesen Methoden gewonnenen Erfahrungen wurden zwei Aufschlußverfahren entwickelt, bei denen Mischungen von Salpeter-, Perchlor- und Schwefelsäure mit und ohne Anwendung von Druck eingesetzt werden. Beide Methoden eignen sich für die Routineuntersuchung von etwa 20 Blutproben je Tag. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Vollständigkeit des Aufschlusses und der Größe der Blindwerte gewidmet. Niedrige Blindwerte und hohe Empfindlichkeit erlaubten die Bestimmung von Cadmium im sub-ppb-Bereich mit einer Elektrolysezeit von 5 min. Die Methoden wurden durch Wiederauffindungstests geprüft und für die Blutuntersuchung von Personen, die der Einwirkung von Cd ausgesetzt waren, sowie solchen, bei denen dies nicht der Fall war, angewendet.

     

AAS determination of Co, Ni, Mn and Cr in ores, concentrates and dusts from copper metallurgy after matrix elements separation by extraction

Summary A method has been developed for the AAS determination of Co, Ni, Mn and Cr in ores, concentrates and dusts of copper metallurgy at the 10^–3–10^–1% level. The matrix elements (Cu, Pb, Zn, Fe) were separated in a two-stage extraction: with MIBK from 6 M HCl solution and with 0.1 M tetrahexylammonium iodide (THAI) in MIBK from 3 M HCl, in form of ion-pairs, without Co, Ni, Mn and Cr losses. Values of r.s.d. were 2.0–6.0%.

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AAS-Bestimmung von Co, Ni, Mn und Cr in Erzen, Konzentraten und Stäuben aus dem Bereich der Kupfermetallurgie nach Abtrennung der Matrixelemente durch Extraction

Zusammenfassung Das beschriebene Verfahren eignet sich für den Bereich von 10^–3 bis 10^–1%. Die Matrixelemente (Cu, Pb, Zn, Fe) wurden als Ionenpaare ohne Verluste an Co, Ni, Mn und Cr mit Hilfe einer zweistufigen Extraktion abgetrennt: mit MIBK aus 6 M HCl-Lösung und mit 0,1 M Tetrahexylammoniumiodid (THAI) in MIBK aus 3 M HCl-Lösung. Die relativen Stadardabweichungen lagen im Bereich von 2,0 bis 6,0%.