G. Knapp

Counteracting the negative effects of rapeseed and rapeseed press cake in pig diets

Rapeseed and rapeseed press cake were tested in four long-term experiments with a total of ninety-eight pigs. Rapeseed contained 20 and rapeseed press cake 19 mmol glucosinolates/kg DM. The proportion of the tested rapeseed products in feed amounted to 0 (control), 50, 100 and 150 g/kg diet. Moist-heat-treated rapeseed and rapeseed press cake with an extremely low glucosinolate content were also given at 150 g/kg diet. Each dietary rapeseed product level was given with 125 or 250 microgram supplementary I/kg diet. Reduced feed intake and growth retardation were found in groups receiving 150 g rapeseed products/kg diet; in the case of rapeseed the impairments were significant. Rapeseed products > or = 100g/kg diet increased the thyroid weight and decreased the serum thyroxine (T4) concentration. Higher I dosage brought the serum T4 concentration to the level of the control group and retarded thyroid enlargement. Intake of rapeseed products lowered the I content of the thyroid; however, there was no significant difference between groups given 0.9 mmol glucosinolates/kg diet and those receiving three times as much. Degrading glucosinolates by moisture and heat prevented feed intake depression and growth retardation. In the case of treated rapeseed the decreased serum T4 concentration and increased thyroid weight persisted, indicating formation of some antithyroid compounds due to myrosinase (EC 3.2.3.1) activation. A maximal glucosinolate content of 2 mmol/kg diet and additional I application are a prerequisite for using rapeseed products in pig feeding.

A Partially Mechanized System for the Combustion of Organic Samples in a Stream of Oxygen with Quantitative Recovery of the Trace Elements

ZusammenfassungEin teilmechanisiertes aus Quarz bestehendes System (Trace-0-Mat) wird beschrieben, das die vollständige Mineralisation fester organischer oder biologischer Proben bis zu Mengen von 1 g gestattet. Die Verbrennung findet dabei in reinem Sauerstoff in einer sehr kleinen Verbrennungskammer (etwa 75 cm3) statt, so daß anschließend die metallischen und nichtmetallischen Spurenelemente mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt werden können. Die steuerbare Veraschung wird durch ein System von IR-Strahlern gestartet. Alle flüchtigen Spurenelemente (z. B. Hg, Se, Te, As, Sb, I) werden zusammen mit den Verbrennungsprodukten in einem Kühlsystem kondensiert, das mit flüssigem Stickstoff gefüllt und über der Verbrennungskammer angeordnet ist. Die sich an den gekühlten Flächen befindlichen flüchtigen sowie die in der Asche vorhandenen nichtflüchtigen Elemente werden durch Rückflußbehandlung mit einer kleinen Säuremenge (2 ml) gelöst und in einem Quarzglas unterhalb der Verbrennungskammer gesammelt.Die Wiederfindung der Elemente nach dem Aufschlußprozeß (50–60 min) wurde mit Hilfe von 7 NBS-Referenzmaterialien für folgende Elemente geprüft: B, Cr, Cu, Fe, Mn, Zn (ICP-Emissionsspektrometrie), Cd, Pb (ETA-AAS), Hg (AAS-Kaltdampftechnik), As (AAS-Hydridmethode) und Se (Röntgenfluorescenz). Es ergab sich sehr gute Übereinstimmung mit den zertifizierten Werten. Diese neue und sehr allgemein anwendbare Aufschlußmethode weist nicht nur geringe Blindwerte auf, sondern vermeidet auch wesentliche Verluste der zu bestimmenden Elemente durch Verflüchtigung, Adsorption oder Zusammenbacken an der Quarzoberfläche. Durch die einfache Handhabung der Apparatur ist eine zuverlässige Bestimmung von Spurenelementen im μg/g- und ng/g-Bereich für die meisten nichtflüchtigen organischen Matrices gewährleistet.SummaryA partially mechanized apparatus made of quartz (Trace-0-Mat) is described that permits the complete mineralization of up to 1 g of organic or biological solid samples. The combustion takes place in pure oxygen in a very small burning chamber (ca. 75 cm3) to subsequently determine metallic and nonmetallic trace elements (1 ng/g) with high reliability. The controllable incineration is started with an IR-radiator system. All volatile trace elements (e.g. Hg, Se, Te, As, Sb, I) are condensed together with the products of the combustion process in a cooling system filled with liquid nitrogen that is mounted on top of the burning chamber. Subsequent refluxing with a suitable acid in a quartz test tube mounted below the burning chamber collects both the volatilized elements from the cooled areas and nonvolatile elements in the ashing residue. The volume of the acid is about 2 ml.The recoveries of the elements following the decomposition process that takes 50–60 min for one sample was checked using 7 NBS-Standard Reference Materials for the elements B, Cr, Cu, Fe, Mn, Zn (ICP-emission spectrometry), Cd, Pb (ETA-AAS), Hg (AAS-cold vapor technique), As (AAS-hydride method) and Se (XRF). Very good agreement with the certified values was observed. This furnished evidence that this new and very general decomposition method is not only poor in blanks but also avoids substantially losses of the elements to be determined by volatilization, adsorption or even baking in the quartz surface. The easy handling of the apparatus offers the best premises for a reliable determination of trace elements in the μg/g and ng/g range in most non-volatile organic matrices.

Untersuchung von systematischen Fehlern bei der Bestimmung von Hg-Gesamtgehalten im Bereich < 10−5% in anorganischen und organischen Matrices mit zwei unabhängigen Verbundverfahren

SummaryIn the determination of Hg at ng/g and pg/g levels systematic errors are due to faults in the analytical methods such as intake, preparation and decomposition of a sample. The sources of these errors have been studied both with 203Hg-radiotracer techniques and two multi-stage procedures developed for the determination of trace levels. The emission spectrometric (OES-MIP) procedure includes incineration of the sample in a microwave induced oxygen plasma (MIP), the isolation and enrichment on a gold absorbent and its excitation in an argon plasma (MIP). The emitted Hg-radiation (253,7 nm) is evaluated photometrically with a semiconductor element. The detection limit of the OES-MIP procedure was found to be 0,01 ng, the coefficient of variation 5% for 1 ng Hg. The second procedure combines a semi-automated wet digestion method (HClO3/HNO3) with a reduction-aeration (ascorbic acid/SnCl2), and the flameless atomic absorption technique (253,7 nm). The detection limit of this procedure was found to be 0,5 ng, the coefficient of variation 5% for 5 ng Hg.ZusammenfassungSystematische Fehler, die bei der Bestimmung von Hg im ng/g und pg/g-Bereich vor allem bei der Probennahme, Probenvorbereitung und beim Probenaufschluß auftreten, wurden mit 203Hg Radiotracertechniken und mit zwei für den Spurenbereich entwickelten Verbundverfahren untersucht. Beim emissionsspektrometrischen Verfahren (OES-MIP) wird die Probe im mikrowelleninduzierten Sauerstoff Plasma (MIP) verascht und das Hg nach Abtrennung mit einem Au-Absorber in einem Argon-Plasma angeregt. Das emittierte Hg-Licht wird mit einer Photodiode registriert. Nachweisgrenze: 0,01 ng Hg; Variationskoeffizient: 5% für 1 ng Hg. Beim zweiten Verfahren wird Hg nach dem Probenaufschluß (HClO3/HNO3) mit einem mechanisierten Aufschlußsystem nach der Kalt-Dampf-Technik (Ascorbinsäure/SnCl2 bzw. NaBH4) freigesetzt, an einem Gold-Absorber gesammelt und anschließend durch flammenlose AAS bei 253,7 nm bestimmt. Nachweisgrenze: 0,5 ng Hg; Variationskoeffizient: 5% für 5 ng Hg.

Separation of noble metal ions on silica with chemically bonded ligands

The separation of noble metal ions was investigated by chemically bonded ligands based on the concept of “hard” and “soft” acids and bases according to Pearson; influences of ion pairing and chelating effects are discussed. Complexing groups containing oxygen, nitrogen and sulphur were immobilized on silica gel. Ag, Au, Ir, Os, Pd, Pt and Rh were adsorbed in the acidic range (pH 0 to pH 5) and eluted from the gel in the range from pH 0 to pH 7.5 avoiding formation of hydroxides and coprecipitation of the noble metals. The separation is dependent on the immobilized ligand, the pH-value of sorption and desorption and the eluent.

Decomposition methods in elemental trace analysis

Abstract Frequently, systematic errors in the decomposition step of a trace analytical multistage procedure lead to erroneous results in spite of the fact that expensive and powerful apparatus has been used for the determination. Of the numerous decomposition methods that have been published only a few meet the requirements of modern trace analysis.

Determination of noble metals after separation and preconcentration with silica-bonded complexing ligands

Noble metals are preconcentrated and separated from the matrix elements by adsorption on proper complexing ligands immobilized on silica gel and subsequent elution. Preconcentration factors of 5–10 were achieved. The reliability of the method was proved by analysis of a spiked soil material and a CRM with ICP-AES and ICP-MS. Ag, Au, Pd and Pt showed a good recovery in the spiked material. The indicative value for gold in the CRM (145 BCR) could be confirmed.

Statistical investigations of interferences in graphite furnace atomic absorption spectroscopy@@@Statistische Untersuchungen ber Strungen bei der flammenlosen Atomabsorptionsspektralphotometrie: II. Cadmium@@@II. Cadmium

ZusammenfassungInterferenzen, die bei der flammenlosen Bestimmung von Blei in der HGA 72 auftreten, wurden bei HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4, HClO4, HF und einigen Kationen studiert. In gewissen Fällen reicht ein nur 1000 facher Überschuß des Störions, um Abweichungen vom Signal des Bleistandards hervorzurufen. Da das Auftreten von Interferenzen auch oft matrixabhängig ist, können Matrixvariationen zur Unterdrückung von Interferenzen eingesetzt werden. Die Optimierung des Temperaturprogrammes wird erfolgreich zur Beeinflussung des Zufallsfehlers und/ oder systematischer Fehler herangezogen. In der Graphitrohrküvette reichte die Stabilität der Bleiverbindung aus, um beim Veraschungsschritt die Temperatur bis auf 900° C (20 s) zu steigern.SummaryInterferences in the flameless determination of lead using the HGA 72 were studied for HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4, HClO4, HF and for a number of cations. In certain instances interferents in just 1000-fold concentration over lead are shown to cause deviations in the lead signal. Many of the interferences are matrix-dependent themselves and can be reduced by matrix variations. Optimization of the thermal pretreatment can be used effectively to reduce random error and/or systematic errors. The thermal stability of lead compounds in the graphite furnace was sufficient for charring procedures up to 900° C for 20 s.

Statistical investigations of interferences in graphite furnace atomic absorption spectroscopy: I. Methods and instrumentation

ZusammenfassungIm ersten Abschnitt werden die verschiedenen Möglichkeiten zur Untersuchung von Störungen des zeitabhängigen Signals bei der flammenlosen AAS aufgezeigt, wobei besondere Bedeutung den faktoriellen Versuchsplänen im Gegensatz zu einparametrigen Untersuchungen beigemessen wird.Ein Beispiel der statistischen Auswertung zur Interpretation eines Experiments mit mehreren Faktoren wird gebracht, und dabei besonderes Gewicht auf die Erklärung von Wechselwirkungen zwischen zwei Faktoren gelegt.Im zweiten Abschnitt werden die apparativen Einflüsse auf Messungen in der Graphitrohrküvette behandelt. Dazu wurde die Temperatur im Graphitrohr mit einem Pyrometer, einem Thermoelement und einem Quecksilberthermometer gemessen. Die Temperaturen, die mit der pyrometrischen Methode gefunden wurden, stimmen gut mit den vom Hersteller angegebenen Werten überein. Die Stabilität des AAS-Gerätes wurde überprüft: sie reicht für die Durchführung von Interferenzstudien aus.SummaryIn the first part different methods for studying interferences of the time dependent signal in flameless AAS are presented with emphasis on factorial designs in experimentation as opposed to the one-factor-at-a-time approach.An example of the statistical computations necessary for interpretation of a multifactor experiment is worked out and discussed in detail with special consideration of the explanation of first-order interactions.The influence of instrumentation upon determinations in the graphite furnace is dealt with in the second part: The temperature in the graphite furnace was measured with a pyrometer, a thermocouple and a Hg-thermometer. The results obtained with the pyrometer were in good agreement with the values given by the manufacturer. The stability of the AAS system was checked and found to be sufficient for the investigation of interferences.

Preconcentration of trace elements on oxine cellulose

SummaryPreconcentration of Trace Elements on Oxine Cellulose 8-Hydroxychinoline, covalently bound to filter cellulose (oxine cellulose), was used for preconcentrating trace metal ions from complex matrices and for matrix separation, respectively. Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn and Cd traces were preconcentrated on columns filled with oxine cellulose and analysed by AAS and ICP after being eluted with dilute HNO3. At a given pH-value, alkali and alkaline earth metal ions can be quantitatively separated as matrix elements; high concentration factors are obtained and the eluates can be measured without interference. The usefulness of the method is shown by control analyses of EPA- and NBS-SRMs.

The determination of arsenic at ng/g- andμg/g-levels in organic and biological matrices

SummaryThree independent decomposition methods for organic matter are compared for use in the determination of arsenic by the hydride-AAS method. Matrix interferences in the arsine evolution cause systematic errors.ZusammenfassungDrei unabhängige Aufschlußmethoden zwecks Arsenbestimmung nach der Hydrid-Atomabsorptionsmethode wurden verglichen. Störungen seitens der Matrix bei der AsH3-Entwicklung sind eine der Ursachen für systematische Fehler.