Untersuchung von Metaboliten ausgew\u00e4hlter Spurenstoffe in Oberfl\u00e4chengew\u00e4ssern<\/p>\n
Die Verf\u00c3\u00bcgbarkeit von Wasser in ausreichender Quantit\u00c3\u00a4t und Qualit\u00c3\u00a4t ist eine der Grundvoraussetzungen f\u00c3\u00bcr Leben, aber auch f\u00c3\u00bcr das Funktionieren einer modernen Industriegesellschaft. Im Zusammenhang mit dem Schutz dieser Ressource werden daher vermehrt Schadstoffeintr\u00c3\u00a4ge \u00c3\u00bcber Kl\u00c3\u00a4ranlagen diskutiert, die eine Vielzahl an Stoffen aus Haushaltschemikalien, Pestiziden und Arzneimittel-r\u00c3\u00bcckst\u00c3\u00a4nden enthalten. Fragen nach langfristigen Auswirkungen dieser Substanzen auf die \u00c3\u2013kosysteme und den Menschen k\u00c3\u00b6nnen jedoch oft nicht zufriedenstellend beantwortet werden und Untersuchungen der Gew\u00c3\u00a4sserkontamination beschr\u00c3\u00a4nken sich h\u00c3\u00a4ufig nur auf eine kleine Auswahl des vorhandenen Stoffspektrums. Au\u00c3\u0178erdem werden die Eintr\u00c3\u00a4ge und die Bildung von Metaboliten und Abbauprodukten dieser Substanzen in der Umwelt nur in seltenen F\u00c3\u00a4llen ber\u00c3\u00bccksichtigt. Dabei konnten einzelne Beispiele bereits zeigen, dass Phase-I-Metaboliten zum Teil in h\u00c3\u00b6heren Konzentrationen auftreten als ihre Ausgangsverbindungen und diese auch ein gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178eres (\u00c3\u00b6ko-) toxikologisches Potential aufweisen k\u00c3\u00b6nnen. Durch ihre oft st\u00c3\u00a4rker 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\u00c3\u00a4ndnis 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\u00c3\u00a4ranlagen und Oberfl\u00c3\u00a4chengew\u00c3\u00a4ssern mittels hochaufl\u00c3\u00b6sender Massenspektrometrie (LC-ESI-QTOF) analysiert und die Ergebnisse werden durch zum Teil selbst programmierte Algorithmen ausgewertet. Aufgrund der gro\u00c3\u0178en Datenmengen und derer Komplexit\u00c3\u00a4t wird vor allem versucht eine vollst\u00c3\u00a4ndige Automatisierung der Arbeitsabl\u00c3\u00a4ufe – von der Analytik bis zur Evaluierung der Daten \u00e2\u20ac\u201c zu realisieren. Dadurch kann zus\u00c3\u00a4tzlich der Probendurchsatz erh\u00c3\u00b6ht werden und die Zeit f\u00c3\u00bcr die Auswertung der Messungen nimmt signifikant ab, was auch f\u00c3\u00bcr zuk\u00c3\u00bcnftige Monitoringkampagnen von Oberfl\u00c3\u00a4chengew\u00c3\u00a4ssern hilfreich w\u00c3\u00a4re.
Bereits existierende Computerprogramme zur Vorhersage potentieller Abbauprodukte (z.B. Meteor von Lhasa Limited) sollen au\u00c3\u0178erdem in den Auswerteprozess integriert werden, um so gezielter nach (bislang unbekannten) Transformationsprodukten suchen zu k\u00c3\u00b6nnen. Zur weitergehenden Identifizierung der Substanzen werden jedoch Referenzverbindungen ben\u00c3\u00b6tigt, welche in Laborversuchen hergestellt werden sollen. Dabei werden vor allem biologische und photolytische Abbaumechanismen untersucht und zus\u00c3\u00a4tzlich werden elektrochemische Methoden eingesetzt, um nat\u00c3\u00bcrliche Transformationsprozesse schnell und kosteng\u00c3\u00bcnstig 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\u00c3\u00bcr die Untersuchung komplexer Umweltproben evaluiert werden, um abschlie\u00c3\u0178end ggf. Empfehlungen f\u00c3\u00bcr zuk\u00c3\u00bcnftige Untersuchungen machen zu k\u00c3\u00b6nnen. Bei Proben aus Kl\u00c3\u00a4ranlagen und Oberfl\u00c3\u00a4chengew\u00c3\u00a4ssern handelt es sich n\u00c3\u00a4mlich meistens um Gemische hunderter oder tausender Substanzen, welche nur unzureichend mit eindimensionaler Fl\u00c3\u00bcssigchromatographie (1D-LC) getrennt werden k\u00c3\u00b6nnen. Daraus ergeben sich h\u00c3\u00a4ufig mehrere Probleme, wie z.B. Matrixeffekte, die die Qualit\u00c3\u00a4t der aufgezeichneten Daten stark beeintr\u00c3\u00a4chtigen k\u00c3\u00b6nnen. Aus diesem Grund werden mehrdimensionale Trenntechniken (2D-LC und LC-Ionenmobilit\u00c3\u00a4tsspektrometrie) mit hochaufl\u00c3\u00b6sender Massenspektrometrie gekoppelt, um zu untersuchen inwieweit sich diese Methoden f\u00c3\u00bcr komplexe Proben eignen. Zus\u00c3\u00a4tzlich 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\u00c3\u00b6nnte die Anzahl der Messungen pro Probe reduziert werden und der Durchsatz zus\u00c3\u00a4tzlich gesteigert werden.
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