Hier finden Sie einen kurzen Methodenüberblick über mögliche Messverfahren zu den Kohlenstoffparametern CSB und BSB.
Um die organische Belastung von Wasser zu beschreiben, werden die Standardparameter CSB und DOC, aber auch TOC oder BSB bestimmt. Die wichtigsten sind der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB) und der Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB). Der „Total Organic Carbon“, also der gesamte organische Kohlenstoff (TOC) und der „Dissolved Organic Carbon“(DOC), also der gelöste organische Kohlenstoff, spielen eine untergeordnete Rolle. Beim TOC ist das photometrische Verfahren aufwändig und birgt größere Toleranzen in den Ergebnissen.
CSB
Der CSB ist der Summenparameter bei Wasser und somit ein Maß für die Reinigungsleistung. Deshalb dient er auch zur Berechnung der Abwasserabgabe: CSB-Werte können nach dem Normverfahren DIN 15705 mit Schnelltests ermittelt und dokumentiert werden. Er wird ermittelt als die Sauerstoffmenge (in mg/l), die zur Oxidation der im Wasser vorhandenen organischen Substanzen benötigt würde, wenn Sauerstoff das Oxidationsmittel wäre. Das Ergebnis wird als CSB in mg/l angegeben.
Methodik:
Für die Bestimmung von CSB wird die Wasserprobe stark angesäuert und mit einer definierten Menge des starken Oxidationsmittels Kaliumdichromat (K2Cr2O7) unter Zusatz von Silbersulfat als Katalysator sowie Quecksilbersulfat zur Maskierung der Störionen Chlorid erhitzt. In diesem sogenannten Aufschluss nach DIN 38409-H41 bei 148 °C für 2 Stunden wird Dichromat für die Oxidation der organischen Substanzen verbraucht. Wichtig ist eine vollständige Abkühlung der Probe, um entstehende Trübungspartikel absetzen zu lassen und die anschließende photometrische Messung nicht zu stören. Die photometrische CSB-Bestimmung erfolgt also indirekt über die Menge des in der Probe verbliebenen Dichromats: Aus dem Verbrauch von Dichromat lässt sich die äquivalente Menge an Sauerstoff O2 bzw. CSB auf Basis einer Kalibrierkurve bei einer definierten Wellenlänge errechnen und als Messwert CSB bzw. O2 in mg/l ausgeben.
Die Bestimmung ist zeitintensiv und mit dem Einsatz von gefährlichen chemischen Substanzen verbunden. Deshalb kommen heutzutage meist die photometrischen Küvettentests mit vielen Vorteilen zum Einsatz:Die kleinen Reagenzienmengen und die fertigen Reagenzienvorlagen machen die Handhabung für die Anwender ungefährlich, einfach und schnell.
Aufgrund einer Ergebnistoleranz von mehreren Prozent durch die Methodik und möglichen Fehlerquellen wie z.B. Schlammabtrieb in einzelnen Proben werden in der Regel und gemäß GLP mindestens Doppelbestimmungen durchgeführt. Hierfür stehen viele Tests und Messbereiche für drei Photometer-Gerätelinien zur Verfügung:
OptRF: Die Optische Reagenzienfreie Messung von CSB – Online und im Labor
Für die Eigenkontrolle kommunaler Kläranlagen stehen inzwischen sogenannte optische reagenzienfreie (OptRF)-Messungen zur Verfügung. Hier wird die Konzentration nicht über ein chemisches Verfahren anhand einer eingemessenen Kalibrierkurve bei einer Wellenlänge ermittelt wie im oben beschriebenen Verfahren. Vielmehr wird die Wasserprobe direkt in einer Quarzglasküvette mit einem Scan im UV-VIS-Bereich über einen Wellenlängenbereich von 200–390nm erfasst und das Ergebnis direkt in mg/l CSB ausgegeben. Es entfällt jegliche Vorbereitungszeit. Bei diesem Verfahren werden für die Ergebnisanzeige Scans mit komplexen Algorithmen auf Basis dahinterliegender Realproben ausgewertet. Es kann in kommunalen Kläranlagen und meist auch Oberflächengewässern zum Einsatz kommen.
Durch Referenzmessung mit Routineanalytik über Küvettentests kann für die jeweilige Umgebung eine zusätzliche Optimierung durch sogenannte Matrixanpassung für OptRF vorgenommen werden.
Das bewährte WTW® Online-System IQ Sensor Net ist seit vielen Jahren Vorreiter für dieses Messverfahren:
Die Kontrollen über diese stationären Online-Systeme mit reagenzienfreien Online-Sensoren dokumentieren Schwankungen und Spitzenbelastungen kontinuierlich. Das Photometer photoLab® 7600 UV-VIS hat die bewährten optischen Methoden als OptRF für das Labor verfügbar gemacht. Damit kann es gleichermaßen für die Routinemessung mit Testsätzen, zum Matrixadjustment vom IQ Sensor Net via Küvettentest, einer optischen reagenzienfreien Messung und zur vorbereitenden Messbereichsbestimmung via OptRF eingesetzt werden. Der Vorteil ist hier neben geringeren Kosten auch weniger Abfall und Umweltbelastung.
BSB
Der BSB-Wert ist ein wichtiger Parameter zur Bestimmung des aeroben Abbaus von Kohlenstoffverbindungen. Eingesetzt wird er in der Wasserwirtschaft, für die Bestimmung der Gewässergüte und der Reinigungsleistung von Kläranlagen.
Bei der amtlich anerkannten Messung des BSB5 nach DIN EN 1899-1 wird in verdünnten Proben des zu untersuchenden Abwassers vor und nach dem Inkubieren der gelöste Sauerstoff gemessen. Bei der „BSB-Eigenkontrollmessung“ gemäß DIN EN 1899-2 mit dem geschlossenen Respirometer führt die Absorption des entstehenden Kohlendioxids zu einer messbaren Druckänderung und damit auf den BSB. Die Proben sind in beiden Fällen 5 Tage lang bei 20 °C zu thermostatisieren.
Allgemeine Abbaubarkeitstests, wie Bodenuntersuchungen oder Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit neuer chemischer Substanzen können mit den
OxiTop®-Systemen auf komfortable Weise durchgeführt werden.
Moderne Spektralsonden zur permanenten Überwachung des Kläranlagenauslaufs für die kommunale Kläranlage bieten die Möglichkeit, auch den BSB zu bestimmen. Dabei handelt es sich um eine indirekte Methode, da über die spektrale Korrelation zu den CSB-Werten und einer Anwenderkalibrierung aus bekannten BSB-Laborwerten ein BSB-Wert errechnet wird.