Das energiedispersive Röntgenfluoreszenz-Spektrometer SPECTRO XEPOS definiert die ED-RFA-Analyse durch seine außergewöhnliche Leistungsstärke völlig neu

Die wissenschaftliche Beweisführung spielt im heutigen Justizsystem eine wichtige Rolle. Im Rahmen vieler weithin bekannter Kriminaluntersuchungen werden Schlüsse auf Basis kriminaltechnischer Untersuchungen gezogen. An der Sammlung kriminaltechnischer Beweise sind viele wissenschaftliche Zweige beteiligt - von häufig propagierten Techniken wie der DNA-Analyse bis hin zu Pathologie, Botanik und natürlich der chemischen Analyse. Die Elementanalyse eines im Rahmen einer Untersuchung aufgefundenen Objektes kann wertvolle Hinweise auf seinen Ursprung und seine Geschichte liefern. Da das Objekt selbst eventuell als Beweismittel erhalten bleiben muss, sollten die verwendeten Untersuchungstechniken idealerweise zerstörungsfrei sein. Die Unterschiede der Proben in Bezug auf Typ und Größe sind praktisch unbegrenzt: von der Bodenprobe über von Schusswaffen abgeschossene Kugeln bis hin zu mikroskopischen Spuren von Schussrückständen oder Glassplittern. Archäometrie und die Anwendung wissenschaftlicher Methoden in der Archäologie haben ähnliche Anforderungen. Die energiedispersive Röntgenfluoreszenzspektrometrie (EDRFA) ist eine vielseitige analytische Technik, die beide der genannten Anforderungen erfüllt: Sie arbeitet zerstörungsfrei, benötigt nur sehr wenig Probenvorbereitung und lässt sich bei allen Probenabmessungen, von großen Oberflächen bis hin zu Mikrometern, einsetzen. Das breite Angebot an EDRFA-Spektrometern von SPECTRO Analytical Instruments und EDAX, beide Tochterunternehmen der AMETEK Inc., stellt Lösungen für viele Anforderungen der Elementanalytik in kriminaltechnischen Untersuchungen und der Archäometrie zur Verfügung.

Überall auf der Welt gelten inzwischen nationale und internationale Gesetze, die darauf abzielen, die gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen verschiedener Schadstoffe in Gütern des täglichen Bedarfs und anderen Verbrauchsgütern zu minimieren. Dabei wird nicht nur das Material kontrolliert, das bei der Herstellung zum Einsatz kommt, auch die Entsorgung der Produkte am End-of-Life unterliegt strengen Vorschriften. In verschiedenen Ländern gelten dabei verschiedene Standards – für so unterschiedliche Dinge wie elektrische und elektronische Produkte, Spielzeug oder Kosmetika. Besonders zu beachten sind dabei einige Schwermetalle wie Blei und Cadmium, denen weltweit in der Gesetzgebung eine prominente Rolle zukommt. Elementanalytik ist dabei ein hilfreiches Verfahren, um zweifelsfrei nachzuweisen, ob ein Produkt den geltenden Gesetzen genügt. Die Röntgenfluoreszenzanalytik eignet sich hervorragend für den Nachweis der schweren Elemente und bietet zudem den Vorteil, dass sie zerstörungsfrei ist. Damit ist das Verfahren vor allem für schnelle Screenings attraktiv. Das Handheld-RFA-Spektrometer SPECTRO xSORT von SPECTRO Analytical Instruments erreicht eine für seine Produktkategorie außergewöhnliche Leistungsfähigkeit und liefert binnen weniger Sekunden Analysenergebnisse in Laborqualität. Zusätzlich bietet SPECTRO eine breite Palette weiterer Analysegeräte für viele Einsatzbereiche in der Compliance-Überwachung. 

Umweltverschmutzung ist eine gefährliche Konsequenz unserer Zivilisation. Böden, Wasser und Luft werden zunehmend durch Schadstoffe kontaminiert. Oft ist die Verschmutzung auch toxisch – manchmal ganz unmittelbar und manchmal, weil die Schadstoffe in Nahrungsmittel oder in andere Verbrauchsgüter gelangen können. Die Kontrolle der Schadstoffe in Industrieemissionen und die sichere und umweltgerechte Entsorgung von Abfällen sind deshalb wichtige Themen, derer sich Regierungen und Unternehmen auf der ganzen Welt annehmen müssen. Ein zentraler Bestandteil bei der Erkennung und Bekämpfung der Umweltverschmutzung ist die moderne Umweltanalytik. Bestimmte Elemente, vor allem Schwermetalle wie Blei, Cadmium und Quecksilber, sind wegen ihrer Giftigkeit inzwischen auf der ganzen Welt berüchtigt. Ihre Konzentration darf in unserer Umwelt meist einen Bereich von einigen Milligramm pro Kilogramm nicht überschreiten.

Eines der bewährtesten und bequemsten Analyseverfahren für Umwelt-Screenings dieser Elemente ist die energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalytik (EDRFA). Screenings von Abfällen oder verschmutzten Böden sind damit besonders einfach, weil die Messung häufig schnell und vor Ort erfolgen kann. Optimal geeignet ist dafür das tragbare Handheld-RFA-Gerät SPECTRO xSORT. Für die anspruchsvollere Untersuchung von Spurenelementen ist das SPECTRO XEPOS, ein leistungsfähiges Labor-EDRFA-Gerät, ideal.

Jahr für Jahr fallen riesige Mengen an Altöl und ölhaltigen Abfällen an. Wenn sie ordnungsgemäß gesammelt und aufbereitet werden, sind diese Abfallstoffe eine wertvolle Energiequelle oder können in nützliche Produkte wie zum Beispiel neues Schmieröl umgewandelt werden. Allerdings ist Altöl durch die vorherige Nutzung für gewöhnlich verunreinigt: durch Wasser und andere Flüssigkeiten, Halogene und weitere Elemente wie Schwermetalle. In vielen Ländern gilt Altöl als Sondermüll und muss dementsprechend behandelt, verarbeitet und gelagert werden. Eine Vielzahl direkter und indirekter nationaler und internationaler Gesetze und Industrienormen reglementiert den Transport, die Lagerung und die endgültige Verwendung von Altöl. Weltweit übernimmt heute ein eigener Wirtschaftszweig die Sammlung, den Transport und die Weiterverarbeitung von Altöl sowie die Vermarktung der daraus gewonnenen Produkte.

Beim Altöl-Recycling kommt der Elementanalyse eine Schlüsselrolle zu – sowohl im Hinblick auf den Umweltschutz als auch auf die Qualitätskontrolle. Zwei gängige Analysemethoden in diesem Bereich sind die energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalytik (EDRFA) und die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppelter Plasma-Anregung (ICP-OES). Dieses White Paper beschreibt die beiden Verfahren und zeigt auf, wie die Produktpalette von SPECTRO Analytical Instruments gegenwärtige und künftige Anforderungen an die Elementanalyse beim Altöl-Recycling erfüllt.

The analysis processes that are recommended in many pharmacopoeias for the determination of impurities can require complex sample preparation. They sometimes do not show very good reproducibility and have to be matched to the sample matrix. Energy-dispersive XRF conforms to the analysis processes described without the requirement of extensive sample preparation. Using optimized excitation and evaluation parameters, the technology provides detection limits that are sufficient for the analysis of most of the relevant elements.

The production of pharmaceutical products requires the analysis of a series of essential trace elements such as Fe, Cu, Zn, Se, Ca, Mg, Co, Si, and Mn as well as elements that are toxic in larger concentrations such as Cd, Pb, As, Hg, Cr, Mo, Ni, V, and Cu. In addition elements from the use of catalysts like Ir, Os, Pd, Pt, Rh, and Ru have to be monitored.

Aspects such as the bio-availability, toxicity, and quantity of the elements must be considered. The sources of such impurities can be production-related contamination from sieving and grinding processes, treatment with catalysts, and transportation in piping. Additional impurities may result from packing material and preservatives. It is also possible that the raw material, e.g. from plants, is already contaminated.

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Air pollution is a continuous concern of industries, governments, and populations worldwide. Particularly the harmful health effects of the exposure to heavy metals such as lead, arsenic, or cadmium absorbed into particulate matter, carried through the air, and introduced into the lungs and body are within focus.

These particles are principally generated by processes such as combustion. Monitoring and analysis of the elements present in these airborne particles is performed by a variety of organizations, - by industry, environmental protection agencies, as well as research institutes and testing laboratories for environmental and occupational health and safety.

Fortunately, modern laboratory-grade spectrometric analyzers are available that can handle the necessary analyses. They provide accurate, efficient airborne elemental particle identification and measurement. This paper explains several of the methodologies commonly employed for these applications focusing on ED-XHE ICP-OES, and ICP-MS technologies and describes the desirable attributes of suitable analyzer models for each.

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Precious metals require — and reward — careful analysis. But analysts face various difficulties. The scope of precious metals analysis extends from trace levels to 100%. Most of these metals are resistant to dissolution by all but the strongest acids. Some traditional analytical methods like fire assay are time-consuming and demand a high level of skill.

Three modern techniques offer widely used solutions. Energy-dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) and optical emission spectrometry (OES) can be used without specialist analytical training to rapidly and accurately analyze bullion, jewelry, and alloys. A variation of OES, inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), is an ideal tool for the analysis of bulk materials such as ores, and for the determination of trace impurities.

Several instruments available from SPECTRO Analytical Instruments represent the state of the art in these techniques. This paper describes their application to precious metals analysis.

Die Lieferkette für Lithium-Ionen-Batterien reicht vom Bergbau und Raffinerien über die Hersteller von Zellen und Batterien bis zu den Erstausrüstern (OEM). Bei den Qualitätskontrollen innerhalb der unterschiedlichen Verarbeitungsphasen ist die Bestimmung von Elementen und die exakte Menge im jeweiligen Material von entscheidender Bedeutung.

Dieses Dokument beschreibt die Anforderungen für eine Elementanalyse von verarbeiteten Materialien innerhalb der einzelnen Prozessschritte, mit Fokus auf Graphit, Lithiumsalze und Kathodenkomponenten. Zudem skizziert es die neuesten Entwicklungen im Bereich der traditionellen Messmethoden für diese Stoffe, z. B. die ICP-OES-Analyse.

Nicht zuletzt beschreibt es zwei bewährte Techniken zur Analyse von Lithium-Ionen-Batterien, die noch nicht allzu bekannt sind: ED-RFA und ETV-ICP-OES. Diese bieten außergewöhnliche Möglichkeiten und Vorteile – z. B. Schnelligkeit, Benutzerfreundlichkeit und Präzision – durch die sie sich für eine breitere Anwendung in der Batterieindustrie eignen.

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