AQUAbase – Optimierung analytischer Methoden zur Bestimmung niedriger Konzentrationen persistenter Schadstoffe in komplexen Matrices

 

Im Marie-Curie-Trainingszentrum AQUAbase, einem von der Europäischen Union geförderten Vorhaben, werden verbesserte Methoden zum Nachweis und der Verfolgung schwer abbaubarer, polarer organischer Spurenstoffen in der Umwelt erarbeitet. Diese Spurenstoffe lassen sich in Form von Pharmaka, Diagnostika, sogenannter PCPs, Kurzbezeichnung für „personal care products“, oberflächenaktiven Substanzen, Industriechemikalien sowie deren biochemischen Abbauprodukten in Wasser, Abwasser und Schlamm nachweisen. Neben ihren sterisch anspruchsvollen Strukturen trägt die starke Polarität ihrer Moleküle zur Persistenz in biologischen Abbauprozessen bei. Diese Eigenschaften sind dafür verantwortlich, dass derartige Stoffe im Abwasserreinigungsprozess so gut wie nicht biologisch abgebaut oder durch Adsorption am Schlamm eliminiert werden können. Mit den Kläranlagenabläufen erreichen sie die als Vorfluter genutzten Oberflächengewässer. Von dort gelangen sie in das, der Trinkwassergewinnung dienende Grundwasser oder, falls die Trinkwassergewinnung aus Oberflächenwasser durchgeführt wird, direkt oder nach Uferfiltration in die Trinkwasseraufbereitung. Ein Teil dieser wasserwerksrelevanten Stoffe besitzt auch Trinkwasserrelevanz und kann nur unter erheblichem finanziellem und gerätetechnischem Aufwand dann aus dem Trinkwasser entfernt werden. Ihre Verfolgung von der Einleitung in das Abwasser bis hin zur Trinkwasseraufbereitung gelingt nur mittels spezifischer und selektiver Extraktions- und Anreicherungsmethoden.

Entsprechend schwierig gestaltet sich die chromatographische Trennung vor dem substanzspezifischen Nachweis mittels Massenspektrometrie nach Abtrennung polarer Matrixkomponenten mittels hochauflösender Flüssigkeitschromatographie. Die Optimierung insbesondere der Anreicherung und chromatographischen Vortrennung sowie der hochauflösenden Flüssigkeitschromatographie vor der substanzspezifischen MS-Detektion ist das Ziel dieses Vorhabens, um polare Stoffe überhaupt verlässlich nachweisen zu können. Dies gelingt nur sehr bedingt auf herkömmlichen LC-Säulen (RP) und bedarf deshalb der Verwendung eines speziellen analytischen Säulentyps mit einem von RP-Säulen abweichendem Trennverhalten.