Advertisement

A New Photodigestion Device to Decompose Organic Matter in Water

  • W. Dorten
  • P. Valenta
  • H. W. Nürnberg
Conference paper

Summary

In voltammetrie analysis as well as in AAS analysis trace metal determination in water matrices is disturbed by dissolved organic matter (DOM), colloids and suspended matter. This fact requires as digestion step after separation of suspended matter by filtration (0.45 μm) a DOM destruction in the filtrate, if results are to be reliable [1]. The new digestion system described here is based upon the photodigestion by UV-irradiation and oxidization with chemicals, which de-composes the DOM totally to carbon dioxide. The device is developed as a first-step module coupled to a microprocessor controlled voltammetrie analyzer2 [2]. It can be used, how-wever, as well independently and is easily adaptable to other automatic analysis systems. The digestion system is completely closed to minimize contamination risks, a self cleaning procedure is programmed. The half-life period for the DOM destruction of 5 min is rather small, in practice irradiation times of 30 min are usual, even if there is a high DOM concentration as for example in municipal waste waters. As the DOM destruction is so fast a combined photodigestion voltammetrie analyzing system results in continuous trace metal analysis in DOM containing waters. The combination of the devices can be placed in mobile laboratories [3] so that an exact on-line analysis in natural waters or waste water purification plants is also possible without problems of sampling bottles and sample transport and storage. As a performance test the coupled systems worked under labora-tory conditions in a continuous trace metal monitoring campaign in four different sewage treatment plants. During this time the robust device worked without any problems and delivered correct results.

Keywords

Dissolve Organic Matter Suspended Matter Dissolve Organic Matter Dissolve Organic Matter Concentration Quartz Vessel 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Die Metallspurenanalyse in Wassermatrices wird sowohl in der Voltammetrie, als auch im AAS-Analysengang durch gelöste organische Stoffe (DOM, Dis-solved Organic Matter), Kolloide und suspendierte Stoffe gestört, die zu einer Vorbehandlung der Probe zwingen, wenn zuverlässige Ergebnisse erzielt werden sollen [1]. Es wird ein neues Aufschlußgerät vorgestellt, basierend auf dem Photoaufschluß mit UV-Licht und Oxidationsmitteln, der nach Abtrennung der suspendierten Bestandteile durch Filtration (0,45 μm) im Filtrat DOM vollständig zu Kohlendioxid zersetzt. Das Gerät wurde als Vorstufe zu einem mikroprozessorgesteuerten voltammetrischen Analysator konzipiert 1 [2], kann jedoch auch als eigenständiges Modul eingesetzt werden, was eine Adaption an andere automatische Analysensysteme erleichtert. Das Aufschlußgerät ist vollkommen geschlossen und somit kontaminationsgeschutzt. Die Halbwertszeit von 5 min für den DOM-Abbau ist sehr klein, in der Praxis genügen selbst für aufbereitete Abwässer von Kläranlagen Bestrahlungszeiten von 30 min. Aufgrund der schnellen DOM-Zersetzung ist mit einem gekoppelten Photoaufschluß-Voltammetrie-Analysensystem eine quasikontinuierliche Schwermetallanalyse in Proben aus natürlichen Gewässern und in Abwässern möglich. Da sich die Gerätekombination in Laborfahrzeugen [3] unterbringen läßt, ist auch eine On-line-Analyse in Gewässern oder Kläranlagen vor Ort möglich. Die Funktionstüchtigkeit des gesamten Analysen-systems wurde durch ein einwöchiges konstantes „Schwer-metallmonitoring“ in vier Kläranlagen demonstriert.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Merian E, Geldmacher-v. Mallinckrodt M, Machata G, Nürnberg HW, Schlipköter H, Stumm W (Hrsg) (1983) Metalle in der Umwelt. Verlag Chemie, WeinheimGoogle Scholar
  2. 2.
    Valenta P, Sipos L, Kramer I, Krumpen P, Rützel H (1982) Fresenius Z Anal Chem 312:101CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Stoeppler M, Backhaus F (1979) Ber KFA Jülich, Jül-1571Google Scholar
  4. 4.
    Nürnberg HW (1982) Pure Appl Chem 54:853CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Nürnberg HW, Valenta P, Nguyen VD (1982) In: Georgii HW, Pankrath JD (eds) Deposition of atmospheric polluants. Reidel Publishing Comp, Dordrecht BostonGoogle Scholar
  6. 6.
    Nürnberg HW, Valenta P, Nguyen VD (1983) KFA Jahresber 1982/83:41Google Scholar
  7. 7.
    Nürnberg HW (1979) Chem Ing Techn 51:717CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Nürnberg HW (1981) In: Bock R, Fresenius W, Günzler H, Huber W, Tölg G, Analytiker Taschenbuch Bd 2. Springer, Berlin Heidelberg New York, S 211–230CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Valenta P, Nürnberg HW (1980) Gewasserschutz-Wasser-Abwasser 44:105Google Scholar
  10. 10.
    Dulka JJ, Risby TH (1976) Anal Chem 48:640CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Fahr E (1981) Labo 12:6413Google Scholar
  12. 12.
    Nürnberg HW, Valenta P (1983) In: Wong Cs, Boyle E, Bruland KE, Burton JD, Goldberg ED (eds) Trace metals in sea water. Plenum Press, New YorkGoogle Scholar
  13. 13.
    Chakoumakos C, Russo RC, Thurston V (1979) Environm Sci Technol 13:213CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Nürnberg HW (1983) Fresenius Z Anal Chem 316:557CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Nürnberg HW, Raspor B (1981) Environm Technol Letters 2:457CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Simoes-Goncalves MLS, Valenta P (1982) J Electroanal Chem 132:357CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Simoes-Goncalves MLS, Valenta P, Nürnberg HW (1983) J Electroanal Chem 149:249CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Barendrecht E (1967) In: Bard AJ (ed) Electroanalytical chem-istry, vol 2. Dekker Inc, New York, p 53Google Scholar
  19. 19.
    De Vries WT (1965) J Electroanal Chem 9:448CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Gershey RM, Mackinnon MD, Williams PJ, Williams B, Moore RM (1977) Mar Chem 7:289CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    Brezonik PL, Brauner PA, Stumm W (1976) Water Res 20:605CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    DIN 38406 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser-und Schlammuntersuchung (1980)Google Scholar
  23. 23.
    International Plasma Corporation, 31159 San Benito Street, Hayward, California, USA, Using low temperature plasma for ashing analytical samplesGoogle Scholar
  24. 24.
    Ostapczuk P, Goedde M, Stoeppler M, Nürnberg HW (1984) Fresenius Z Anal Chem 317:252–256CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Armstrong FA, Tibbits S (1977) J Mar Biol Ass UK 48:143CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Collins KJ, Williams PJ (1977) Mar Chem 5:123CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Ehrhard M (1969) Deep Sea Res 16:393Google Scholar
  28. 28.
    Frimmel F, Winkler HA (1975) Z Wasser-Abwasserforsch 8:212Google Scholar
  29. 29.
    Armstrong FAJ, Williams PM, Strickland JDH (1966) Nature 211:481CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    Mart L (1979) Fresenius Z Anal Chem 296:350CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Mart L (1982) Talanta 29:1035CrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    Merck Index (1982) Merck E DarmstadtGoogle Scholar
  33. 33.
    Pilhar B, Valenta P, Nürnberg HW (1980) Z Wasser-Ab-wasserforsch 13:130Google Scholar
  34. 34.
    Sipos L, Golimowski J, Valenta P, Nürnberg HW (1979) Fresenius Z Anal Chem 298:1Google Scholar
  35. 35.
    Mart L, Nürnberg HW, Valenta P (1980) Fresenius Z Anal Chem 300:350CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1984

Authors and Affiliations

  • W. Dorten
    • 1
  • P. Valenta
    • 1
  • H. W. Nürnberg
    • 1
  1. 1.Institute of Applied Physical ChemistryNuclear Research Center (KFA)JülichFederal Republic of Germany

Personalised recommendations