umwelt-online: Verordnung (EG) Nr. 440/2008 zur Festlegung von Prüfmethoden gemäß der VO (EG) Nr. 1907/2006 zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH) (34)

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C.19 Schätzung des Adsorptionskoeffizienten (K_oc) im Boden und in Klärschlamm mittels der Hochdruck-Flüssigchromatografie (HPLC)

1. Methode

Diese Methode entspricht der OECD TG121 (2000).

1.1 Einleitung

Das Sorptionsverhalten von Stoffen in Böden oder Klärschlämmen kann anhand von Parametern beschrieben werden, die experimentell mittels der Testmethode C.18 bestimmt werden. Ein wichtiger Parameter ist der Adsorptionskoeffizient, der als das Verhältnis zwischen der Konzentration des Stoffs im Boden/Klärschlamm und der Konzentration des Stoffs in der wässrigen Phase im Adsorptionsgleichgewicht definiert wird. Der aufgrund des Gehalts des Bodens an organischem Kohlenstoff genormte Adsorptionskoeffizient, K_oc, ist ein nützlicher Indikator für die Fähigkeit eines chemischen Stoffs zur Bindung an organischen Stoff im Boden oder Klärschlamm und gestattet Vergleiche zwischen unterschiedlichen Chemikalien. Dieser Parameter kann durch Korrelation mit der Wasserlöslichkeit und dem Verteilungskoeffizienten n-Oktanol/Wasser geschätzt werden ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 6) ( 7).

Die in diesem Test beschriebene Versuchsmethode wendet für die Schätzung des Adsorptionskoeffizienten K_oc im Boden und in Klärschlamm die HPLC an ( 8). Die Schätzwerte sind verlässlicher als die der QSAR-Berechnungen ( 9). Als Schätzmethode kann sie die in der Testmethode C.18 verwendeten Batch equilibrium-Experimente nicht vollständig ersetzen. Jedoch kann der geschätzte K_oc für die Auswahl geeigneter Testparameter für Adsorptions-/Desorptionsstudien gemäß der Testmethode C.18 durch Berechnung von K_d (Verteilungskoeffizient) oder K_f (Adsorptionskoeffizient nach Freundlich) nach der Gleichung 3 (siehe 1.2) nützlich sein.

1.2 Definitionen

K_d: Der Verteilungskoeffizient Feststoff/Wasser wird als das Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen C einer gelösten Testsubstanz in einem zweiphasigen System, das aus einem Sorptionsmittel (Boden oder Klärschlamm) und einer wässrigen Phase besteht, definiert; er ist eine reine Zahl, wenn Konzentrationen in beiden Phasen in Gewicht/Gewicht ausgedrückt sind. Wird die Konzentration in der wässrigen Phase in Gewicht/Volumen ausgedrückt, sind die Einheiten ml · g^-1. K_d kann je nach den Eigenschaften des Sorptionsmittels unterschiedlich und auch konzentrationsabhängig sein.

dabei ist:

K_f: Der Adsorptionskoeffizient nach Freundlich wird definiert als die Konzentration der Testsubstanz im Boden oder im Klärschlamm (x/m), wenn die Gleichgewichtskonzentration C_aq in der wässrigen Phase gleich eins ist; er wird in µg· g^-1 Sorptionsmittel ausgedrückt. Sein Wert kann je nach den Eigenschaften des Sorptionsmittels unterschiedlich sein.

(2)

dabei ist:

AtC_aq = 1; logK_f = log(x/m)

K_oc: ist der aufgrund des organischen Kohlenstoffgehalts (f_oc) eines Sorptionsmittels genormte Verteilungskoeffizient (K_d) oder Adsorptionskoffizient nach Freundlich (K_f); dieser Koeffizient ist insbesondere für nicht ionisierte Chemikalien ein ziemlich genauer Indikator für den Grad der Adsorption eines Stoffes an das Sorptionsmittel und ermöglicht Vergleiche zwischen verschiedenen Chemikalien. Je nach den Messgrößen von K_d und K_f kann K_oc eine reine Zahl sein oder in ml g^-1 oder µg g^-1 organische Stoffe ausgedrückt werden.

(3)

Das Verhältnis zwischen K_oc und K_d ist nicht immer linear, daher können K_oc-Werte auch je nach Bodentyp variieren, doch ist ihre Variabilität im Vergleich zu den K_d- oder K_f-Werten viel geringer.

Der Adsorptionskoeffizient (K_oc) wird von dem Kapazitätsfaktor (k') mittels einer Eichkurve log k'/log K_oc der ausgewählten Referenzverbindungen hergeleitet.