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Elementanalyse liefert Datenbasis
Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlamm
Die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm wird in wenigen Jahren Gesetz in Deutschland. Das ICPOES Gerät PlasmaQuant 9100 von Analytik Jena bestimmt in einem Messvorgang die enthaltenen Nährstoffe und kritischen Elemente, ohne aufwändige Probenvorbereitung.
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Phosphor ist ein essenzieller Baustoff für alle Lebewesen. Als wichtige Grundlage für das Pflanzenwachstum ist er daher ein Hauptbestandteil von mineralischem Pflanzendünger. In der Umwelt liegt Phosphor üblicherweise als Phosphat vor. Weltweit fließen rund 85 Prozent aller abgebauten Rohphosphate in den Düngemittelmarkt. Die Schätzungen, wie lange die konventionellen Lagerstätten den Phosphat-Bedarf noch decken, liegen zwischen 300 und 400 Jahren.
Die EU ist fast vollständig von Phosphateinfuhren unter anderem aus Russland und Marokko abhängig, wo es als Phosphatgestein abgebaut wird. Diese Rohphosphate sind teils stark mit Schadstoffen wie Cadmium und Uran belastet. Phosphat wird auch von Menschen und Tieren ausgeschieden, so dass es auch in Wirtschaftsdünger und Klärschlamm enthalten ist. Jährlich fallen in Deutschland etwa zwei Millionen Tonnen Klärschlamm Trockenmasse an, die etwa 60 000 Tonnen Phosphor enthalten. Klärschlamm ist daher eine mögliche Quelle für ein Phosphorrecycling.
Elementanalyse liefert Datenbasis
Kläranlagen-Betreiber brauchen eine belastbare Datengrundlage, um die Elementanteile im Schlamm zu identifizieren und sein Potential für eine Wiederaufbereitung zu bewerten. Analytik Jena bietet mit dem PlasmaQuant 9100 dafür das geeignete Messgerät. Damit ist die Bestimmung der enthaltenen Elemente sehr präzise und mit relativ geringem Zeitaufwand möglich.
Das PlasmaQuant 9100 nutzt das Prinzip der optischen Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICPOES). Dabei werden die Proben über einer 5.000 10.000 Kelvin heißen Argon-Plasmaflamme atomisiert, angeregt und dann ionisiert. Ein Spektrometer misst die emittierte elektromagnetische Strahlung. Die resultierenden Signalintensitäten geben Aufschluss über die Konzentration der enthaltenen Elemente. Die Anwendung wird in den EPA-Methoden 3050B und 6010C, sowie in den Normen DIN EN 16174:201211 und ISO 11885:2007 beschrieben.
Eine hohe Messempfindlichkeit ist vor allem für die kritischen Elemente, wie Cadmium, Quecksilber und Thallium) bei dieser Anwendung relevant, da für deren Eintrag in die Umwelt strenge Grenzwerte gelten. Das DualView PlusFeature des PlasmaQuants 9100 erweitert den lineardynamischen Bereich und vereinfacht die Multielementanalyse erheblich, in dem es durch unterschiedliche Plasmabeobachtungs-Modi das gesamte Element-Screening gleichzeitig in einem Messdurchlauf ermöglicht, und dies bei bestmöglicher Nachweisstärke für kritische Elemente.
Der gesamte Analyseprozess wird schneller, zuverlässiger und wirtschaftlicher. Da sich das PlasmaQuant 9100 durch ein sehr stabiles Plasma auszeichnet, sind die matrixreichen Proben auch bei hohem Durchsatz langzeitstabil messbar. Auch ein Verdünnen der Probe entfällt.
