Lebenswichtig ist sauberes Wasser für den Menschen. Insbesondere wenn es zum Trinken, Kochen und zur Lebensmittelherstellung verwendet wird. Daher haben sich die EU-Mitgliedsländer in mehreren Richtlinien dazu verpflichtet, ihren Bürgern dauerhaft sauberes Trinkwasser zu garantieren. Voraussetzung dafür ist aber eine Wasseranalytik, die exakte Werte für mögliche Schadstoffe liefert, die dann auch noch international vergleichbar sind. Deshalb haben Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gemeinsam mit Forschern der Universität Stuttgart (AQS BW = Analytische Qualitätssicherung Baden-Württemberg) und des Rheinisch-Westfälischen Instituts für Wasserforschung (IWW) neue metrologische Konzepte erarbeitet, wie die Vergleichbarkeit von Messergebnissen ohne zusätzlichen Aufwand realisiert werden kann. Für diese Arbeit erhielten die Forscher im November den CITAC Award 2009.

CITAC steht für Cooperation on International Traceability in Analytical Chemistry und ist eine Vereinigung von Vertretern wichtiger Industrieländer aus allen Kontinenten. Ihr Ziel ist die Verbesserung der Rückführbarkeit in der Chemie auf weltweiter Ebene. Die internationale Vergleichbarkeit analytischer Messergebnisse soll unabhängig von Ort und Zeitpunkt ihrer Entstehung sichergestellt sein. Dies ist von entscheidender Bedeutung, wenn man einheitliche Qualitätsstandards für Trinkwasser in allen Ländern Europas erreichen möchte.

National und international werden chemische Messungen in der Regel durch Ringversuche verglichen. Hierbei erhalten die teilnehmenden Labore Proben unbekannter Konzentration zur Analyse. Als gut galt ein Ergebnis bisher, wenn es möglichst nah am Mittelwert der Ergebnisse aller Teilnehmer lag. Dieser so genannte Konsenswert kann von der tatsächlichen Konzentration allerdings deutlich abweichen und eine entsprechend grossen Unsicherheit besitzen. Das neue Konzept zur Durchführung von Ringversuchen von PTB, AQS BW und IWW verwendet metrologisch rückgeführte Referenzwerte mit geringeren Unsicherheiten, die im Bereich von einem Prozent oder weniger liegen können. Diese Referenzwerte dienen als Basis für die zunehmend geforderte internationale Vergleichbarkeit von Messwerten und stehen darüber hinaus den teilnehmenden Laboratorien als zuverlässige Bezugspunkte zur Überprüfung der Genauigkeit ihrer Messverfahren zur Verfügung.

Möglich wird dies durch eine sehr genaue Probenherstellung: Die Probenpräparationen erfolgen durch gravimetrische oder volumetrische Zugabe bestimmter Mengen des Analyten zu einem Leitungswasser (Matrix). Die Referenzwerte werden aus den zugegebenen Mengen sowie der von vornherein gegebenen Konzentration des Analyten im ursprünglichen Leitungswasser ermittelt. Letzteres zu bestimmen ist allerdings wegen der meist geringen Konzentration schwierig. Es konnte nun gezeigt werden, dass die Resultate der Teilnehmer zur Ermittelung der Ausgangskonzentration des Wassers herangezogen werden können. Dazu wurde ein der Standardaddition ähnliches Verfahren entwickelt, mit dem durch Extrapolation diese Ausgangskonzentrationen ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand und mit ausreichend guter Unsicherheit erhalten werden.

Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)