Authors:	Müller, Markus
Title:	Entwicklung eines Verfahrens zur Ultraspurenbestimmung der Platingruppenelemente in Umwelt- und geologischen Proben mit einem ICP-QMS unter Verwendung der Isotopenverdünnungsanalyse sowie geeigneter Separationstechniken
Online publication date:	1-Jan-2001
Year of first publication:	2001
Language:	german
Abstract:	ZusammenfassungSchwerpunkt dieser Arbeit war die Verfahrensentwicklung zur Ultraspurenbestimmung der Platingruppenelemente (PGE) in Umwelt- und geologischen Proben unter Verwendung der massenspektrometrischen Isotopenverdünnungsanalyse mit anschließender Bestimmung an einem Quadrupol ICP-MS (ICP-QMSIVA). Geeignete Separationstechniken in der Probenaufbereitung, um die PGE von der Matrix der untersuchten Proben zu trennen, stellten eine richtige und präzise Bestimmung der Ultraspuren an einem Quadrupol ICP-MS sicher.Das Verfahren konnte anhand von geologischen Referenzmaterialien aus Kanada sichergestellt werden. Gerade die Wiederholungsbestimmungen der verschiedenen Referenzmaterialien unter Verwendung des ICP-QMSIVA Verfahrens sind beispiellos und in dieser Form noch nicht in der Literatur beschrieben. Durch systematische Messungen konnten Richtigkeit und Präzision des Verfahrens bestätigt werden und die Inhomogenität des Referenzmaterials UMT-1 bezüglich Pt bewiesen werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren zur Ultraspurenbestimmung der PGE mit ICP-QMSIVA wurde im Rahmen des Projektes 'Production and certification of a road dust reference material for platinum, palladium and rhodium (PGEs) in automative catalytic converters (PACEPAC)' der Europäischen Union zur Zertifizierung von zwei Referenzmaterialien für Umweltproben eingesetzt. Hierbei wurde bei der Zertifizierung ('intercomparison round') eine sehr gute Übereinstimmung der Ergebnisse mit dem gewichteten Mittelwert der Ergebnisse für Pd und Pt mit den übrigen teilnehmenden Laboratorien festgestellt. Die mit der hier entwickelten Methode erhaltenen Ergebnisse wurden ohne Ausnahme für alle gemessenen Elemente zur Zertifizierung herangezogen. Damit leistete die vorliegende Arbeit einen erheblichen Beitrag zum erfolgreichen Abschluß dieses Projekts. Den Erwartungen hinsichtlich Richtigkeit und Reproduzierbarkeit des entwickelten Verfahrens wurde somit voll entsprochen. Erneut konnte die große Bedeutung der Isotopenverdünnungstechnik für die Zertifizierung von Referenzmaterialien aufgezeigt werden, da mit dieser Technik bei sachgerechtem Einsatz Ergebnisse hoher Richtigkeit erzielt werden. Durch vergleichende Messungen mit der NiS-Dokimasie und NAA, die in einer Kooperation mit dem Kernchemischen Institut der Universität Mainz durchgeführt wurden, und dem hier verwendeten Verfahren, konnten übereinstimmende Daten, hinsichtlich der Abnahme der Konzentrationen von Pd und Pt in Abhängigkeit von der Entfernung zu einer Autobahn, erzielt werden. Diese Arbeit und die Forschungsergebnisse, die mit der anerkannten NAA erzielt wurden, zeigen, daß die PGE durch Katalysatoren von Automobilen überwiegend metallisch emittiert werden. Der anthropogene Eintrag der PGE in die Umwelt kann mit dem ICP-QMSIVA Verfahren weiterhin sehr gut verfolgt werden. Abstract An isotope dilution inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometric (ID-ICP-QMS) method was developed for the simultaneous determination of the platinum group elements (PGEs) Pt, Pd, Ru, Os and Ir in environmental and geological samples. Spike solutions, enriched with the isotopes 194Pt, 108Pd, 99Ru, 190Os, and 191Ir were used for the isotope dilution step. Samples were dissolved with aqua regia in a high pressure asher (HPA). Interfering elements were eliminated by different separation steps. Pt, Pd, Ru, and Ir can separated using a anion-exchange resin and Os is measured directly from HPA vessel. In this work an apparatus is developed to measure Os directly from a HPA vessel with ICP-QMS. Additionally dissolution of possible silicate portions after HPA dissolution by hydrofluoric acid was usually not necessary. Detection limits of 0.150 ng g-1, 0.075 ng g-1, 0.015 ng g-1 were archived for Pt, Os, Pd, Ru, and Ir, respectively, using sample weights of only 0.2 g. The reliability and validation of the ID-ICP-QMS method was demonstrated by analysing a Canadian geological reference materials (UMT- 1, WGB-1, TDB-1, CHR-Bkg) and participating in a interlaboratory study for the determination of platinum and palladium in a homogenized road dust sample. Feasibility study for certification of the new standard reference material BCR 659 for environmental samples (road dust sample) was successfully performed. Surface soil, sampled at different distances from a highway, showed concentrations in the range of 0.1-87 ng g-1. An exponential decrease of platinum and palladium concentration with increasing distance and a small contribution of the natural background concentration of Ru and Ir was found in these samples.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1116
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-1645
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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