Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Analytik durchgeführt. Basierend auf der Multielementanalytik wird ein neuartiges Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik (MP) aus Wasser und Feststoffproben entwickelt, getestet und validiert. Das Grundkonzept besteht darin, die Menge und die Art von MP anhand charakteristischer Elementsignaturen mithilfe der Multielementanalytik zu ermitteln. Im AP 1 erfolgt die Entwicklung der analytischen Methoden, basierend auf der induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS). Es sind Trennmethoden basierend auf der Feld-Fluss-Fraktionierung und einer mechanische Separierung von MP und Matrix zu entwickeln. Ziel ist es MP-Partikel von der Matrix so zu separieren bzw. größenspezifisch zu fraktionieren, dass der für die Detektion störende Hintergrund entfernt wird (AP1.1). Die Multielementanalytik mit ICP-MS wird in drei Varianten entwickelt und getestet: (a) nach Aufschluss von MP oder MP-haltiger Isolate und Überführung in eine homogene Lösung, (b) als (Einzel-)Partikelanalytik aus Suspension (AP1.2) und (c) als bildgebendes Verfahren mit Laserablation (LA-ICP-MS) von Filtern oder biologischen Materialien (AP1.3). Die Methoden werden validiert und vergleichend zu anderen innerhalb von MiWa fortentwickelten Methoden bewertet. Die hier entwickelten Methoden werden anschließend eingesetzt, um MP anhand seiner Elementsignatur zu charakterisieren und die Reichweite der Elementdetektion für die Identifizierung und Quantifizierung verschiedenster MP-Sorten zu evaluieren (AP2.1). Dabei wird auch der Effekt der Alterung (z.B. leaching) von MP in der Umwelt auf die Anwendbarkeit der Methoden evaluiert (AP2.2). Mit Hilfe der analytischen Methoden sollen die MP in Umweltproben detektiert und quantifiziert werden. Vor allem Proben des urban geprägten Wasserkreislaufs stehen im Fokus (AP3). Des Weiteren werden die bildgebenden Verfahren im Projektkontext zur Untersuchung von Feststoffproben und der Interaktion von MP mit Organismen (Anlagerung und Aufnahme) eingesetzt (AP4).
Das Projekt "Element-Konzentrations-Kataster in Oekosystemen (ECCE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Osnabrück, Arbeitsgruppe Ökologische und Sozioökonomische Systemforschung durchgeführt. Im Rahmen eines internationalen Programms der International Union of Biological Sciences (IUBS) wurde die Universitaet Osnabrueck damit beauftragt, aufgrund ihrer Vorarbeiten sogenannte Element-Konzentrations-Kataster fuer unterschiedliche Oekosysteme und Oekosystemkompartimente aufzustellen. Hierunter versteht man eine chemisch-analytische Totalcharakterisierung von Systemen aufgrund ihrer elementaren Zusammensetzung. Die Forderung nach einer vollstaendigen Analytik auf oekosystemarer Ebene macht die Entwicklung repraesentativer Probenahmeprogramme fuer Pflanzen, Tiere, Boeden, Wasser und Luft notwendig. Besondere Schwierigkeiten liegen aber auch in der Waschung, Trocknung und kontaminationsfreien Homogenisierung grosser Probenmengen. Hohe Anforderungen werden an die Methoden der instrumentellen Analytik gestellt, durch deren Einsatz insbesondere auch solche Elemente untersucht werden koennen, denen in der Vergangenheit wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde (z.B. den Lanthaniden und den Platinmetallen). Unsere Untersuchungen sollen einen Beitrag zum besseren Verstaendnis der Verteilung, Aufnahme und Toxizitaet eines Grossteils der Elemente des periodischen Systems liefern. Hierzu ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Analytikern und Oekologen auf nationaler und internationaler Ebene notwendig.
Das Projekt "Modifizierung von neuartigen Probenträgern für die Totalreflexionsröntgenfluoreszenzanalyse (TXRF) zur Elementspurenbestimmung nach Spuren-Matrix-Trennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Lüneburg, Fachbereich IV Umweltwissenschaften, Institut für Ökologie und Umweltchemie durchgeführt. Ziel des genannten Projektes ist die Entwicklung von neuartigen Probenträgern für die Totalreflexions-Röntgenfluoreszenz (TXRF), die eine Element-Spurenbestimmung nach Spuren-Matrix-Trennung (SMT) ermöglichen soll. Die TXRF ist eine der wenigen Methoden, die eine Multielementanalytik im Spurenbereich ermöglichen. Bei den bisher durchgeführten analytischen Untersuchungen werden die Möglichkeiten der TXRF zu einem bedeutenden Teil durch die Probenvorbereitung bestimmt. Für Proben mit störender Matrix wie z.B. salzhaltige Proben oder Körperflüssigkeiten bedarf es eines hohen Aufwandes an Probenvorbereitungsmaßnahmen. Die Probenvorbereitung erfordert in solchen Fällen viel Zeit. In dem hier vorgestellten Projekt sollen durch Modifizierung der Quarzglasoberfläche eine hohe Selektivität gegenüber den zu bestimmenden Elementen und eine geringe Selektivität gegenüber den übrigen Matrixbestandteilen erreicht und dadurch die SMT erzielt werden. Nach der SMT ist der Nachweis und die Bestimmung der Elementspuren direkt auf dem Quarz-Glas-Probenträger mittels TXRF möglich. Die Eignung dieser SMT soll für verschiedene Elementspuren und Matrizes überprüft und auf die Analytik von Realproben übertragen werden. Der wesentliche Vorteil der zu entwickelnden Probenträgern liegt in der Zeitersparnis bei der eigentlichen Analyse, da die Probenträger bereits vorher für die SMT modifiziert werden. Die SMT kann derzeit bereits erfolgreich eingesetzt werden bei der Analytik von Kupfer in stark salzhaltigen Proben. Als Komplexbildner für die SMT wurde 8-Hydroxychinolin eingesetzt.