Arsen (As) ist ein toxisches Halbmetall, das sowohl natürlichen Ursprungs sein kann als auch durch industrielle Prozesse ins Trinkwasser gelangen kann. Langfristige Exposition gegenüber Arsen kann zu ernsthaften gesundheitlichen Problemen wie Hautläsionen, Krebs und neurologischen Störungen führen. Vorab: nur instrumentelle Verfahren sind geeignet: HG-AAS, ICP-MS, etc.

Grenzwerte für Arsen im Trinkwasser

• Aktueller Grenzwert in Deutschland (seit 2013): 10 µg/L (0,01 mg/L) [Quelle]
• Geplanter Grenzwert (ab 24. Juni 2023): 4 µg/L (0,004 mg/L) [Quelle]

Qualitative Nachweisreaktionen für Arsen

Für den qualitativen Nachweis von Arsen in wässrigen Lösungen existieren verschiedene Methoden. Allerdings weisen viele dieser traditionellen Verfahren nicht die erforderliche Empfindlichkeit auf, um die niedrigen Konzentrationen zu detektieren, die gemäß den oben genannten Grenzwerten im Trinkwasser zulässig sind.

1. Bettendorfsche Probe

Prinzip: Reduktion von Arsen(III)-Ionen durch Zinn(II)-chlorid in salzsaurer Lösung, wobei ein brauner Niederschlag von elementarem Arsen entsteht.

Nachweisgrenze: Die genaue Nachweisgrenze ist nicht eindeutig dokumentiert, liegt jedoch typischerweise im Bereich von mg/L.

Bewertung: Aufgrund der relativ hohen Nachweisgrenze ist diese Methode für die Detektion von Arsen in Trinkwasser unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte nicht geeignet.

2. Gutzeitsche Probe

Prinzip: Bildung von Arsenwasserstoff (AsH₃) durch Reaktion von Arsen mit Zink und Säure; AsH₃ reagiert mit Silbernitratpapier zu einem gelbbraunen Fleck.

Nachweisgrenze: Diese Methode ist empfindlicher als die Bettendorfsche Probe, kann jedoch immer noch Schwierigkeiten haben, Konzentrationen im Bereich von wenigen µg/L zuverlässig nachzuweisen.

Bewertung: Obwohl empfindlicher, ist auch diese Methode für den Nachweis von Arsen in Trinkwasser nahe der aktuellen Grenzwerte nur bedingt geeignet.

Empfindlichere Methoden für Spurenanalysen

Für eine genaue Bestimmung von Arsen in Trinkwasser werden instrumentelle Verfahren eingesetzt:

• Atomabsorptionsspektroskopie mit hydrierender Technik (HG-AAS): Sehr präzise Methode für Arsenbestimmungen im Spurenbereich.
• ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry): Extrem empfindlich, kann Arsen im ng/L-Bereich nachweisen.

Fazit

Die meisten klassischen qualitativen Nachweismethoden wie die Bettendorfsche oder Gutzeitsche Probe sind aufgrund ihrer höheren Nachweisgrenzen für die Detektion von Arsen in Trinkwasser unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte nicht geeignet. Für eine präzise qualitative und quantitative Bestimmung von Arsen in Trinkwasser sind daher instrumentelle Methoden wie HG-AAS oder ICP-MS empfehlenswert.

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