Bepaling van arseen in poederkoolhoudend drinkwaterslib met behulp van Atomaire Absorptie Spectrometrie

Bepaling van arseen in poederkoolhoudend drinkwaterslib

met behulp van Atomaire Absorptie Spectrometrie.

A.D. Schuit en A.N. van Breemen

TU-Delft Laboratorium voor Mi1ieu- en Gezondheidstechniek

december 1993

Bepaling van arseen in poederkoolhoudend drinkwaterslib

met behulp van Atomaire Absorptie Spectrometrie.

Te~hnische UniversialtDelft Bibllothe€kFaculteit derCivieie Teohnl k

(Bezoekadres Stevinweg 1) Postbus 5048 2600 GA DELFT

r: _ (' l

A.D. Schuit en A.N. van Bree en

TU-Delft Laboratorium voor Milieu- en Gezondheidstechniek

Inhoudsopgave Inhoudsopgave . 1. Samenvatting

.

.

. . . . .

.

. . . .

. .

. . . .

1 2 2. Inleiding . . . • • • • .

2.1. Kontekst van het onderzoek . .

2.2. Arseenbepaling .

3. Probleemstelling en opzet onderzoek.

3.1. Destructiemethode. . . • . .

3.2. Meetmethoden arseen. • . •

3.2.1. Arseen meting m.b.v. AAS-GF . . . . • . . 3.2.2. INAA methode voor de bepaling van arseen. 4. Methoden . . . . .

4.1. ontsluitingsmethoden .

4.1.1. Volgens NEN 6465. . .

4.1.2. Magnetrondestructie TU- Delft .

4.1.2A. Afwijking t .o.v. destructie 4.1.2.: . 4.1.3. Magnetrondestructie WZHZ Baanhoek . . . . . 4.2. Meetmethoden Arseen • . . . .

4.2.1. AAS - grafietoventechniek .

4.2.2. INAA methode voor de bepaling van arseen.

5. Waarnemingen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1. Visuele waarnemingen bij de ontsluitingen. . . .

5.1.1. Laboratorium 1. . . • .

5.1.2. Laboratorium 2. . . • .

5.2. Arseenanalyse . . . .

5.3. Bepaling van het gehalte aan arseen in

poederkoolhoudend drinkwaterslib (DZH) .

6. Discussie en conclusies . • . 7. Verantwoording.

8. Literatuur . . .

9. Lijst met afkortingen

3 3 4 6 6 7 7 7 8 8 8 8 8 8 9 9 10 11 11 11 11 12 13 14 15 16 17 Bijlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 A. statistische gegevens. . • . . . • . . . 18

1.

samenvatting

Bij de bereiding van drinkwater uit oppervlaktewater komt een arseenhoudend slib vrij. Voor de bepaling van het arseengehalte dient het slib te worden ontsloten. De problemen die optraden bij de destructie van

poederkoolhoudend drinkwaterslib en bij de meting van arseen m.b.v. AAS-GF zijn aanleiding geweest tot het uitvoeren van het hier beschreven onderzoek.

In dit onderzoek zijn drie destructiemethoden voor

poederkoolhoudend drinkwaterslib vergeleken (één open en twee magnetron destructies). Daarnaast zijn drie

meetmethoden voor arseen toegepast (twee AAS-GF methoden en de INAA methode).

Er is geen significant verschil gevonden tussen de drie destructiemethoden.

De afwijking van de resultaten van de hier beschreven methoden t.o.v. het resultaat van de Instrumentele Neutronen Activeringsanalyse is niet volledig te

verklaren door de onnauwkeurigheden in de analyse van arseen m.b.v. GF-AAS.

Gezien het feit dat bij ieder van de drie

ontsluitingsmethoden een zichtbare hoeveelheid aktief kool in het destruaat achter blijft, zou het mogelijk kunnen zijn dat er nog arseen aan het aktief kool

geadsorbeerd blijft. Hierbij kan de vraag gesteld worden of we te maken hebben met een (totale) destructie of met een zure extractie.

2. Inleiding

2.1. Kontekst van het onderzoek.

Bij de bereiding van drinkwater uit oppervlakte- of grondwater komt een ijzerhoudend slib vrij, dat afhankelijk van de waterkwaliteit en het toegepaste zuiveringssysteem meer of minder verontreinigd is.

Verontreinigingen, die zich vanuit het ruwe water in het slib kunnen concentreren zijn coloïdale en fijn

gedispergeerde verontreinigingen zoals kleimineralen, metaaloxiden, detritus en micro-organismen. Ook opgeloste anorganische (zware metalen en fosfaat) en organische stoffen (humusachtige verbindingen en

microverontreinigingen) kunnen zich in het slib ophopen. Het slib komt voornamelijk vrij bij het coagulatieproces

(coagulatieslib) en bij het terugspoelen van de

snelfilters (spoelwaterslib). Door middel van indikking (bezinking, flotatie) en ontwatering (filter- /

zeefbandpers, decanteercentrifuge of droogbed) wordt het droge stof gehalte van·het slib aanzienlijk verhoogd. In de Wet chemische afvalstoffen (Wca) zijn concentratie-grenswaarden voor elementen opgenomen, die bepalen of een slib als een Wca-slib moet worden beschouwd.

overschrijding van één van de concentratiegrenswaarden betekent dat het slib geen nuttige toepassing kan

verkrijgen en slechts op speciaal hiervoor ingerichte stortplaatsen moet worden gestort, hetgeen relatief duur is.

In het Nationaal Milieubeleidsplan (NMP) wordt bovendien aangegeven, dat het storten van slib moet worden

teruggedrongen ten gunste van nuttige toepassing. De enige concentratiegrenswaarde die in Nederlands drinkwaterslib wordt overschreden, is de waarde voor arseen (grenswaarde: 50 mg As/ kg droge stof).

Momenteel wordt onderzoek vericht naar verschillende methoden van slibbehandeling, waarbij het arseengehalte van het slib tot onder de concentratiegrenswaarde wordt gebracht en het resterende (ontarseende) slib geschikt is voor nuttige toepassing.

Hieruit blijkt dat de bepaling van het arseengehalte in drinkwaterslib niet alleen belangrijk is voor het

vaststellen van het Wca-karakter van het slib, maar ook voor de ontarsening van het slib.

2.2. Arseenbepaling

Voor de bepaling van arseen in drinkwaterslib komen

verschillende methoden in aanmerking, al dan niet met een voorafgaande destructie (Tabel 1).

Tabel 1: Overzicht van mogelijke destructie en

bepalingsmethoden voor de analyse van arseen in drinkwaterslib .

Destructie Bepalingsmethod Opmerkingen e

1- HF-HCL-HN03 AAS, ICP

-

Bepaling totaal gehalte 2. Verassen en:

-

Bewerkelijke destructie

-

Smelt met NaOH

- H2S04-HF-HN03

n.v.t. XRF, INAA - Niet destructief

-

Bepaling totaal gehalte - Niet algemeen beschikbaar n.v.t. Slurry-injectie (- geen destructie vooraf) I

AAS-GF - ultrasone iniector nodiq

3. HCL-HNO) AAS-GF, AAS-

-

algemeen gangbaar voor bodem en 3.1 Reflux Hydride, Iep slib.

3.2 Mikrogolf - bij sommige monsters geen volledige ontsluiting 1

I: elementen ingesloten in kiezelzuurskelet worden mogelijk niet meebepaald.

De keuze van de meest geschikte analysemethode wordt naast factoren als analysekosten, analysetijdsduur, normstelling, enz. bepaald door de volgende factoren: - Matrix: Deze bestaat uit alle overige stoffen in het monster. Wanneer men geïnteresseerd is in een element wat

ingesloten is in een inerte matrix (b.v. in

sedimentmonsters) , zal men een zeer krachtige destructie moeten gebruiken. De inertheid van de matrix en de

toegepaste destructiemethode bepalen het rendement van de ontsluiting. Meetmethoden die geen voorafgaande

destructie nodig hebben (XRF, INAA) meten vaak wel alle aanwezige atomen in het monster en kunnen daardoor een hoger gehalte geven dan de bepalingsmethoden met

voorafgaande destructie. Bij sommige bepalingsmethoden kan de matrix storingen geven bij de meting.

- Gewenste onderste bepalingsgrens en nauwkeurigheid van de analyse: Deze wordt bepaald door de gebruikte

bepalingsmethode en de mate van achtergrondstoring door de matrix.

De meest algemeen toegepaste methode is de HCI-HN0₃ destructie gevolgd door meting via AAS of ICP.

De destructie wordt in toenemende mate uitgevoerd in een magnetron.

Ten opzichte van de conventionele reflux destructie heeft deze als voordelen:

- kortere destructietijden

- gesloten destructie (geen zure dampen tijdens destructie) en

- kontroleerbare omstandigheden.

Bij de gesloten destructie dient tijdens destructie van monsters met een hoog carbonaat of organische stof

gehalte rekening gehouden te worden met een sterke drukopbouw. Magnetrondestructie kan problemen geven wanneer het monster stoffen bevat die de microgolf

straling sterk reflecteren (metallische stoffen) of sterk adsorberen (grafiet).

3. probleemstelling en opzet onderzoek.

3.1. Destructiemethode.

De magnetron destructiemethode zoals beschreven in 4.1.2. wordt toegepast voor de ontsluiting van grond en

sedimentmonsters voor metaalanalyses met behulp van AAS. Bij het aanbod van monsters poederkoolhoudend

drinkwaterslib is deze methode toegepast op deze nieuwe monstersoort. Na destructie en aanvullen dienen de

monsters minimaal 12 uur te staan om het resterende zwarte residu te laten bezinken. In de bovenstaande vloeistof worden de metaalanalyses uitgevoerd.

Bij lab.1 (TU-Delft, Lab. M&G) bleek de voor

grondmonsters goed werkende magnetrondestructie voor het

monster poederkoolhoudend drinkwaterslib problemen te.

geven. Tijdens de destructie gingen de

veiligheidsventielen open met als gevolg: verlies van monstermateriaal. Na kontrole en goedbevinden van de apparatuur is een onderzoek gestart naar de mogelijke oorzaken van dit probleem.

Onderzocht is of door aanpassing of verandering van de magnetrondestructie deze geschikt gemaakt kan worden voor destructie van het poederkoolhoudend drinkwaterslib.

Hiertoe zijn drie destructiemethoden vergeleken:

De open destructie volgens NEN 6465 (4.1.1.),

de magnetron destructie zoals toegepast bij lab.1 , maar dan in destructievaten waarbij tot een hogere

druk gedestrueerd kan worden (4.1.2.A) en

de magnetron destructie zoals toegepast bij lab.2

3.2. Meetmethoden arseen.

3.2.1. Arseen meting m.b.v. AAS-GF

Bij het in duplo meten van een destruaat blijkt bij lab 1. soms een duploverschil van meer dan 15 % op te treden

(Tabel 1, monster 1). Dit verschil werd voornamelijk veroorzaakt door het verschil in achtergrondsignaal. De oorzaak hiervan ligt mogelijk in een inhomogeniteit van de achtergrond veroorzakende matrix en/of aan de

toegepaste achtergrond correctiemethode.

Om de invloed van de achtergrond correctiemethode te onderzoeken zijn de destruaten op arseen gemeten met zowel de Deuterium (lab.1) als de Zeeman (lab.2)

achtergrondcorr~ctiegemeten (Tabel 2).

3.2.2. INAA methode voor de bepaling van arseen.

Deze methode wordt in dit onderzoek gebruikt als absolute referentie methode voor het bepalen van het gehalte aan arseen in het gebruikte poederkoolhoudend drinkwaterslib

(OZH) monster. De gevonden waarde is gebruikt als

referentie voor het bepalen van de destructierendement (recovery) en de afwijking (bias) van de overige

4. Kethoden 4.1. ontsluitingsmethoden. 4.1.1. Volgens NEN 6465. Monsterhoeveelheid: Destructiemengsel: Destructie: Destruaat aanvullen 1 9 12 mI HCI, 37%; 4 mI HN0_{3 ,} 65%; ±20 demiwater

2~ uur koken onder terugvloeïng. tot: 100 mI met demiwater.

mI

4.1.2. Magnetrondestructie TU- Delft Magnetron: Destructievaten: Monsterhoeveelheid: Destructiemengsel: MW programma: Destruaat aanvullen CEM, MOS 81D

Digestion Vessels PIN 221000, CEM

P

max.: 830±70 kPa 0,3 9 10 mI demiwater; 12 mI HCI, 37%; 4 mI HN0_{3 ,} 65%. 5 min. 25% (100%=650 W) 10 min. 50% 5·min. 70% 5 min. 25% 20 min. 70% 10 min. 60%

tot: 50 mI met demiwater.

De herhaalbaarheid en precisie van de magnetrondestructie als voorbehandeling van de arseen analyse z1Jn bepaald van een intern relatief referentiemonster (zie bijlage A. 2) •

4.1.2A. Afwijking t.o.v. destructie 4.1.2.:

- uitgevoerd in Lined Digestion Vessels (PIN 323000).

4.1.3. Magnetrondestructie WZHZ Baanhoek. Magnetron: Destructievaten: Monsterhoeveelheid: Destructiemengsel: MW programma: Destruaat aanvullen CEM, MDS 81D

Lined Digestion Vessels PIN 323000,

CEM

P

max.: 1380 kPa 1,2 9 10 mI demiwater; 6 mI HCI, 37%; 2 mI HN0_{3 ,} 65%. 5 min. 50 % (100%=650 W) 60 min. 80%

4.2. Meetmethoden Arseen

4.2.1. AAS - grafietoventechniek

Van de meting van arseen in het destruaat m.b.v.GF-AAS is

de herhaalbaarheid bepaald (zie bijlage A.1).

Tabel 2: Instrumentcondities AAS.

Laboratorium

TU- Delft, Lab M&G

WZHZ, Baanhoek

Monstervolume (IJl)

20 50

Golflengte (nm)

193.7 193.7

Spectrale

0.7 0.7

bandbreedte (nm)

Soort buisje

L'vov

pyro

stralingsbron

EDL (6 W)

EDL (6 W)

Integratietijd (s)

2.2

Matrix modifier

Ni (N0

3 ) 2 *1

Ni (N0

3) 2 *2

Conc. hoogste st.

50 20

(IJgjl)

Achtergrondcorrectie

Deuterium

Zeeman

*1

matrixmodifier is Ni(N0

_{3) 2;} 0.5

g Nijl; aan

20

IJl monster

wordt

10

IJl modifier toegevoegd.

*2

matrixmodifier is Ni(N0

_{3) 2;} 2.5

g Nijl; aan

50

IJl monster

Tabel 3: Temperatuurprogramma's Grafietoven-AAS

stappen TU-Delft, Lab. M&G WZHZ, Lab. Baanhoek

Drogen 1,

oe

90 120 Ramp, s 5 30 Hold, s 10 60 Drogen 2,

oe

130 n.v.t. Ramp, s 20 Hold, s 20 Pyrolyse 1,

oe

300 1300 Ramp, s 10 20 Hold, s 10 20 Pyrolyse 2,

oe

1300 1300 Ramp, s 10 Hold, s 10 10

Atomiseren,

oe

2300 READ 2400 READ

Ramp, s 0 STOP FLOW 0 STOP FLOW

Hold, s 4 5

Uitstoken,

oe

2600 2600

Ramp, s 1 1

Hold, s 4 4

4.2.2. INAA methode voor de bepaling van arseen.

De Instrumentele Neutronen Activerings Analyse (INAA) is een niet-destructieve analysemethode voor het bepalen van elementen in vaste monsters. Bij deze methode wordt het monster in een reactor bestraald, waarna uit het verval van de gevormde isotopén de concentratie van een element wordt bepaald. (zie Bijlage B)

5. Waarnemingen.

5.1. Visuele waarnemingen bij de ontsluitingen.

5.1.1. Laboratorium 1. (TU-Delft, Lab. M&G) Methode 4.1.1 4.1. 2 4.1.2A 4.1. 3 Opmerkingen Geen bijzonderheden.

Meerdere ventielen gingen open. De hoeveelheid destruaat in de bekers was zichtbaar minder dan in de blanco's die niet open zijn gegaan.

Alle ventielen bleven gesloten.

Een van de ventielen is open gegaan, met als gevolg dan het destruaat uit het vat in de magnetron terecht kwam.

Bij alle methoden blijft er een zwart bezinkbaar residu in het destruaat over.

5.1.2. Laboratorium 2. (WZHZ, Lab. Baanhoek) Methode 4.1.1 4.1. 2 4.1.3 Opmerkingen Geen bijzonderheden. Niet uitgevoerd. Geen bijzonderheden.

5.2. Arseenanalyse

Tabel 4. Meetwaarden Arseenmeting. (door TU-Delft, Lab. M&G)

I

Monster

I

AA

I

BG

I

AA-BG

I

Conc. (ppb)

I

1 0.207 0.059 0.148 28 0.204 0.027 0.177 34 2 0.203 0.060 0.143 27 0.185 0.033 0.152 29 3 0.212 0.034 0.177 34 0.203 0.032 0.171 33 4 0.203 0.038 0.165 32 0.204 0.035 0.169 33 6 0.199 0.053 0.146 28 0.201 0.066 0.135 26 7 0.186 0.050 0.136 26 0.177 0.031 0.146 28 8 0.232 0.045 0.187 36 0.233 0.033 0.200 39 11 0.015 0.007 0.008 0.4 0.013 0.014 -0.00 -0.5 2 12 0.006 0.011 -0.00 -2.1 5

AA, BG en AA-BG zijn gemeten in piekoppervlakte (Abs-seconds) Monsters: Destruaten poederkoolhoudend drinkwaterslib

Monster 1 t/m 4: Intern relatief referentiemateriaal Monster 6 t/m 8: Monster

5.3. Bepaling van het gehalte aan arseen in poederkoolhoudend drinkwaterslib (DZH).

Tabel 5: Vergelijking van de diverse destructie- en meetmethoden op het interne relatieve

referentiemonster (gedroogd poederkoolhoudend drinkwaterslib (DZH».

Destructie Resultaat Resultaat

(TU-Delft) (WZHZ)

Method Door (mg As/kg Rec.(1 (mg Rec.(I

e

a.

s , )

(%)

As/kg

(%)

a.

s , ) 4.1.1 TU-D 126 97,7 117 90,7 114 88,4 109 84,5 4.1.1 WZHZ

-

125 96,9 4.1. 2A TU-D 118±3 91,5±2,3 106 82,2 111±6 86,0±4,7 107 82,9 4.1. 3 TU-D 118 91,5 105 81,4 118±6 91,5±4,7 108 83,7 4.1. 3 WZHZ

-

120 93,0

I

INAA

I

IRI

I

129 mg As/kg (±1%)

I

6. Discussi en conclusies.

Bij de vergelijking van de drie destructiemethoden is geen significant verschil tussen de verkregen resultaten waargenomen.

De afwijking van de resultaten van de hier beschreven methoden t.o.v. de INAA bepaling is niet volledig te verklaren door de onnauwkeurigheden in de analyse van arseen m.b.v. GF-AAS. Gezien het feit dat bij ieder van de drie ontsluitingsmethoden een zichtbare hoeveelheid

poederkool in het destruaat achter blijft, zou het

mogelijk kunnen zijn dat er nog arseen aan het poederkool geadsorbeerd is.

Hierbij kan de vraag gesteld worden of we te maken hebben met een (totale) destructie of met een zure extractie. Met andere woorden, of de totale dan wel een

extraheerbare hoeveelheid arseen bepaald is.

Verder onderzoek naar een bepalingsmethode van arseen in poederkoolhoudend drinkwaterslib (OZH) zal plaats moeten vinden, waarbij rekening moet worden gehouden met de volgende zaken:

- Poederkool absorbeert in sterke mate magnetronstraling. Bij het ontwikkelen van een magnetron-ontsluiting moeten men dus rekening houden met extreme druk- en

temperatuuropbouw in de destructievaatjes. Er zal dus een

minimum aan monstermateriaal (0,2-0,5 g.) en een mild

ontsluitingsprogramma (langere tijden en lagere vermogens) gebruikt moeten worden.

- Arseen is een zacht metalloïd en zal dus bij agressieve open destructies uit het destructiemengsel kunnen

verdampen.

De arseenmetingen van de destruaten met de Zeeman

achtergrond correctiemethode geven wel een lagere, maar geen significant lagere waarden.

In een vervolg zal gekeken worden of naast het bezinken,

filtreren van het destruaat over een 0,45 ~m filter

(verwijderen van eventuele kleine aktief kool deeltjes) een verbetering van de herhaalbaarheid geeft.

7. verantwoording.

De in dit rapport weergegeven resultaten zijn mede tot stand gekomen na samenwerking met Wessel Gademan van het laboratorium van NV Waterleidingbedrijf Zuid-Holland-Zuid

(WZHZ) te Baanhoek en met het Interfacultair Reactor

8. Literatuur

- NEN 6564 (1981).

Water

en

Lucht: Monstervoorbehandeling van

slib, slibhoudend water en luchtstof voor

de

bepaling van

elementen met atomaire-absorptiespectrometrie - Ontsluiting

met salpeterzuur

en

zoutzuur.

1e druk januari 1981, Nederlands

Normalisatie-instituut Delft.

- NEN 6457 (1981).

Water: Bepaling van het gehalte aan arseen

met behulp van atomaire-absorptiespectrometrie

(grafietoventechniek) .

1e druk november 1981, Nederlands

Normalisatie-instituut Delft.

- NVN 5770 (1992).

Bodem

en

Slib: Monstervoorbehandeling van

grond

en

slib voor

de

bepaling van elementen met

atomair-spectrometrie. Ontsluiting met salpeterzuur

en

zoutzuur in een

microgolfoven.

Ontwerp januari 1992, Nederlands Normalisa~ie­

instituut Delft.

- Van den Akker, A.H.

Directe injectie in

de

grafietoven van

oppervlaktewater met daarin zwevende stof

en

slibmonsters voor

het bepalen van zware metalen: Utopie of werkelijkheid,

H₂₀

(26)1993, nr.6, pg. 156-160.

- Zure destructie m.b.v. microgolfoven,

analysevoorschrift

Lab. M&G, TU-Delft Civiele Techniek.

- Arseenbepaling m.b.v. AAS-Grafietoven,

analysevoorschrift

Lab. M&G, TU-Delft Civiele Techniek. - Voorschrift meting Arseen, WZHZ

- ontarsening van poederkoolhoudend zuiveringsslib,

stageverslag R. de Kok, mei 1993, Lab. M&G, TU-Delft Civiele Techniek.

- ASTM D2795-69 (Reapproved 1980),

Standard Methods of

Analysis of coal and coal ash.

- Het IRI-systeem voor Instrumentele Neutronen

9. Lijst met afkortingen AAS AAS-GF AA AA-BG BG DZH EDL ICP INAA IRI Lab. M&G NEN NMP TU-Delft WCA WZHZ XRF

Atomaire Absorptie Spectrometrie

Atomaire Absorptie Spectrometrie, Atomisatie m.b.v. grafiet oven (Graphite Furnace)

Absorptiesignaal

Voor achtergrond gecorrigeerd absorptiesignaal Background, Achtergrondsignaal

NV Duinwaterbedrijf zuid-Holland

Electron Discharge Lamp, gebruikt in de Atomaire Absorptie Spectrometrie

Induced Coupled Plasma, atomisatietechniek m.b.v. een argon plasma toorts

Instrumentele Neutronen Activerings Analyse Interfacultûir Reactor Instituut

Laboratorium voor Milieu- en Gezondheidstechniek NEderlandse Norm

Nationaal MilieubeleidsPlan Technische Univesiteit Delft Wet Chemische Afvalstoffen

NV Waterleidingbedrijf zuid-Holland-Zuid

Bijlage

A. statistische gegevens.

Gegevens van de bepaling van arseen in poederkoolslib.

1. Meting van arseen m.b.v. AAS-GF en deuterium

achtergrondcorrectie. - Herhaalbaarheid N Gem. s 15 27.0 ppb 1.5 ppb m.b.v. Student-t verdeling: ~(95%)= 27.0±1.2 ppb (~g/l)

2. Bepaling van het arseengehalte in poederkoolslib

(Magnetron ontsluiting

+

meting m.b.v. AAS-GF).

- Herhaalbaarheid N Gem. s 9 115.3 ppm 5.6 ppm m.b.v. Student-t verdeling: ~(95%)= 115.3±5.2 ppm (mg/kg) - Precisie

(= binnen laboratorium reproduceerbaarheid a.d.h. van

Shewartkaart) N Gem. s 24 113.6 ppm 3.4 ppm Presisie (S): 3.4 ppm (3.0

%)

- Afwijking (bias).

Hierbij is de bepaling volgens de Instrumentele Neutronen

Activerings Analyse als ~eferentie gebruikt.

(- teken: gemeten waarde is lager dan werkelijke waarde) AAS-GF waarde INAA waarde 114±4 ppm 129±2 ppm Afwijking(B): -15 ppm (-11.6 %) - Totale onnauwkeurigheid

u=

(2*S2 + B2 )'h Absoluut: -14.8 ppm Relatief: -11.7 %

Bijlage

B. Ins~rumen~ele Neu~ronen Ac~iverings Analyse (INAA)

De INAA is een analysetechniek waarbij men uit de aard en

intensiteit van de straling afkomstig van een geactiveerd

monster, kwalitatieve en kwantitiatieve gegevens over een

monster kan verkrijgen.

Bij INAA maakt men gebruik van een kernreactor om de elementen

in het monster te activeren (radioactief te maken). Daartoe

wordt het monster door middel van een buizenpostsysteem met

behulp van luchtdruk naar de reactorkern "geschoten" en later

op dezelfde wijze geretourneerd. In het monster vinden

kernreacties plaats waarbij de stabiele isotopen van een

element omgezet worden in niet stabiele (radioactieve)

isotopen. Deze gaan weer over in stabiele isotopen onder

uitzending van alfa-, beta- en gamma-straling.

Voor de INAA is de gamma-straling het belangrijkste. Deze

straling wordt uitgezonden in de vorm van fotonen met een

bepaalde energie. Aan de hand van het energienivo van deze

fotonen kan het element geïdentificeerd worden. De intensiteit

van dit energienivo (aantal fotonen met dezelfde energie) is

een maat voor het aantal atomen van dit element in het

monster.

Afhankelijk van de halfwaardetijd van de gevormde isotopen van

het te meten element kan het monster op twee manieren

bestraald worden en na drie wachttijden gemeten worden.

Tabel B.1 Meetmethoden INAA

Meting Bestralingsduur Wachttijd Meettijd Elementen

kort 10-30 sec. 5-20 min. 3-10 Al, Ca, cl, Dy, F, min. Ga, K, I, In, Mg, Mn,

Na, S, Si, Ti, V midden 1-4 uur 3-6 dagen 30-60 As, Au, Ba, Br, Ca,

min. Cd, Ce, Cr, Fe, Ga, K, La, Mo, Na, Re, Sb, Sc, Sm, U, W, Yb lang 1-4 uur 3-4 weken ca. 60 Ag, Ba, Ca, Ce, .Cr ,

min. Co, Cs, Eu, Fe, Hf, Hg, Ir, Lu, Nd, Ni, Os, Rb, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Yb, Zn, Zr

Bibliotheek TU Delft

Fac. CiTG subfac. Civiele Techniek