Untersuchung von Metaboliten ausgew\u00e4hlter Spurenstoffe in Oberfl\u00e4chengew\u00e4ssern<\/p>\n
Die Verf\u00fcgbarkeit von Wasser in ausreichender Quantit\u00e4t und Qualit\u00e4t ist eine der Grundvoraussetzungen f\u00fcr Leben, aber auch f\u00fcr das Funktionieren einer modernen Industriegesellschaft. Im Zusammenhang mit dem Schutz dieser Ressource werden daher vermehrt Schadstoffeintr\u00e4ge \u00fcber Kl\u00e4ranlagen diskutiert, die eine Vielzahl an Stoffen aus Haushaltschemikalien, Pestiziden und Arzneimittel-r\u00fcckst\u00e4nden enthalten. Fragen nach langfristigen Auswirkungen dieser Substanzen auf die \u00d6kosysteme und den Menschen k\u00f6nnen jedoch oft nicht zufriedenstellend beantwortet werden und Untersuchungen der Gew\u00e4sserkontamination beschr\u00e4nken sich h\u00e4ufig nur auf eine kleine Auswahl des vorhandenen Stoffspektrums. Au\u00dferdem werden die Eintr\u00e4ge und die Bildung von Metaboliten und Abbauprodukten dieser Substanzen in der Umwelt nur in seltenen F\u00e4llen ber\u00fccksichtigt. Dabei konnten einzelne Beispiele bereits zeigen, dass Phase-I-Metaboliten zum Teil in h\u00f6heren Konzentrationen auftreten als ihre Ausgangsverbindungen und diese auch ein gr\u00f6\u00dferes (\u00f6ko-) toxikologisches Potential aufweisen k\u00f6nnen. Durch ihre oft st\u00e4rker polaren Eigenschaften durchwandern diese Metaboliten problemlos den Nutzungskreislauf des Wassers und sind teilweise bis ins aufbereitete Trinkwasser nachverfolgbar.<\/p>\n
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll das Verst\u00e4ndnis zum Vorkommen und Verbleib von Schadstoffen in der aquatischen Umwelt erweitert werden und neue Erkenntnisse zu Transformationsprodukten und deren Analytik gewonnen werden. Zu diesem Zweck werden Proben aus Kl\u00e4ranlagen und Oberfl\u00e4chengew\u00e4ssern mittels hochaufl\u00f6sender Massenspektrometrie (LC-ESI-QTOF) analysiert und die Ergebnisse werden durch zum Teil selbst programmierte Algorithmen ausgewertet. Aufgrund der gro\u00dfen Datenmengen und derer Komplexit\u00e4t wird vor allem versucht eine vollst\u00e4ndige Automatisierung der Arbeitsabl\u00e4ufe – von der Analytik bis zur Evaluierung der Daten \u2013 zu realisieren. Dadurch kann zus\u00e4tzlich der Probendurchsatz erh\u00f6ht werden und die Zeit f\u00fcr die Auswertung der Messungen nimmt signifikant ab, was auch f\u00fcr zuk\u00fcnftige Monitoringkampagnen von Oberfl\u00e4chengew\u00e4ssern hilfreich w\u00e4re.
Bereits existierende Computerprogramme zur Vorhersage potentieller Abbauprodukte (z.B. Meteor von Lhasa Limited) sollen au\u00dferdem in den Auswerteprozess integriert werden, um so gezielter nach (bislang unbekannten) Transformationsprodukten suchen zu k\u00f6nnen. Zur weitergehenden Identifizierung der Substanzen werden jedoch Referenzverbindungen ben\u00f6tigt, welche in Laborversuchen hergestellt werden sollen. Dabei werden vor allem biologische und photolytische Abbaumechanismen untersucht und zus\u00e4tzlich werden elektrochemische Methoden eingesetzt, um nat\u00fcrliche Transformationsprozesse schnell und kosteng\u00fcnstig zu simulieren.
Neben der Auswertung der Messungen, spielt jedoch die Analytik der Proben eine oftmals entscheidendere Rolle. Aus diesem Grund sollen auch weitere Methoden f\u00fcr die Untersuchung komplexer Umweltproben evaluiert werden, um abschlie\u00dfend ggf. Empfehlungen f\u00fcr zuk\u00fcnftige Untersuchungen machen zu k\u00f6nnen. Bei Proben aus Kl\u00e4ranlagen und Oberfl\u00e4chengew\u00e4ssern handelt es sich n\u00e4mlich meistens um Gemische hunderter oder tausender Substanzen, welche nur unzureichend mit eindimensionaler Fl\u00fcssigchromatographie (1D-LC) getrennt werden k\u00f6nnen. Daraus ergeben sich h\u00e4ufig mehrere Probleme, wie z.B. Matrixeffekte, die die Qualit\u00e4t der aufgezeichneten Daten stark beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen. Aus diesem Grund werden mehrdimensionale Trenntechniken (2D-LC und LC-Ionenmobilit\u00e4tsspektrometrie) mit hochaufl\u00f6sender Massenspektrometrie gekoppelt, um zu untersuchen inwieweit sich diese Methoden f\u00fcr komplexe Proben eignen. Zus\u00e4tzlich soll auch die sogenannte All-Ions Messmethode zum Einsatz kommen, bei der MS und MS-MS (d.h. Strukturinformationen) Daten in einem Analysenlauf aufgezeichnet werden. Dadurch k\u00f6nnte die Anzahl der Messungen pro Probe reduziert werden und der Durchsatz zus\u00e4tzlich gesteigert werden.
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