Sanfte Ionisationsmethoden erlauben heute das Identifizieren und Quantifizieren von polaren Verbindungen. Tenside, kationische, anionische und nichtionische koennen somit direkt, ohne Derivatisierung dem Massenspektrometer zugefuehrt werden. So lassen sich beispielsweise Produkte des biologischen Abbaus analysieren. Es lassen sich auch metallorganische Komplexe wie Fe(III)-EDTA und dessen Phototransformationsprodukte untersuchen, was wiederum mithelfen soll, das Schicksal dieses Komplexbildners in der Umwelt zu verstehen.Schlussendlich koennen mit Elektrospray direkt Enzyme untersucht werden, insbesondere deren Inhibition durch Umweltgifte, untersucht am Beispiel von META ringspaltenden Dioxygenasen. Diese sind entscheidend fuer den Abbau von Dioxinen und Dibenzofuranen.
Alkylphenolethoxylate (APEO) sind nicht-ionische Tenside, die in Industrie und Technik vielfältig eingesetzt werden Einige ihrer Ausgangs- und Abbauprodukte sind in der Umwelt persistent, bioakkumulierend, endokrin wirksam und hochtoxisch für aquatische Organismen. Seit dem Verzicht der deutschen Industrie auf APEO in Reinigungsmitteln in den Jahren 1986 und 1992 ist die Belastung von Brassen aus Rhein, Elbe und Saar mit APEO und ihren Abbauprodukten deutlich gesunken. Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee wiesen im Allgemeinen niedrigere Konzentrationen auf, die im Untersuchungszeitraum weiter abnahmen. Die wirtschaftlich bedeutendsten Alkylphenole und Alkylphenolethoxylate sind die 4-Nonyl- und 4-Octylverbindungen. In Kläranlagen werden die Ethoxylate sukzessive zu kürzerkettigen Homologen und schließlich zu den entsprechenden Alkylphenolen abgebaut. Wegen ihrer negativen Effekte auf die Umwelt verzichtet die deutsche Industrie seit 1986 bzw. 1992 auf den Einsatz von APEO in Haushalts- und Industriereinigern. Auf europäischer Ebene folgten entsprechende Maßnahmen in Bezug auf Nonylphenolethoxylate in den Jahren 1995 (Haushaltsreiniger) und 2000 (Industriereiniger). Darüber hinaus werden seit 2002 europaweit keine APEO-haltigen Flockungsmittel mehr in Kläranlagen eingesetzt. Um die Belastung aquatischer Organismen zu erfassen und die Wirksamkeit der regulatorischen Maßnahmen zu überprüfen, wurden Brassen aus deutschen Fließgewässern und Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee auf 4-Nonylphenol (4NP), 4-Nonylphenolmonoethoxylat (4NP1EO), 4-tert-Octylphenol (4tOP)und 4-tert-Octylphenolmonoethoxylat (4tOP1EO) untersucht. Entsprechend dem höheren Marktanteil der NPEO-Produkte im Vergleich zu den OPEO-Produkten war die Belastung der Fische durch Nonylverbindungen höher als durch Octylverbindungen (Faktoren von 5 bis 93). Von den hier untersuchten Flüssen ist die Exposition mit AP und APEO in der Saar am höchsten. Besonders auffällig sind die hohen 4NP1EO-Konzentrationen in Fischen von der Staustufe Güdingen, die sich im Untersuchungszeitraum 1992 bis 2001 über einen Bereich von 29 - 324 ng/g Frischgewicht (FG) erstreckten. Brassen aus Rhein und Elbe wiesen deutlich niedrigere Gehalte auf, die teilweise auch unterhalb der Bestimmungsgrenzen lagen. Im Untersuchungszeitraum nahm die Belastung an allen Probenahmeflächen ab. Miesmuscheln aus der südlichen Nordsee (Eckwarderhörne) wiesen höhere Belastungen auf als Muscheln aus dem Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer und der Ostsee. Die 4NP-Gehalte in Muscheln aus Eckwarderhörne lagen im Bereich von unterhalb der Bestimmungsgrenze (< 2 ng/g) bis zu 9,7 ng/g FG. Im Untersuchungszeitraum 1986 bis 2001 konnte eine deutliche Abnahme beobachtet werden: nach 1997 lagen die Konzentrationen unterhalb der Bestimmungsgrenze. 4NP1EO wurde bereits seit 1990 nicht mehr in Muscheln nachgewiesen. Die Gehalte an 4tOP waren generell gering (< 0,2 bis 0,5 ng/g FG) und 4tOP1EO konnte zu keinem Zeitpunkt quantifiziert werden. Die Untersuchungen belegen den Erfolg der verschiedenen freiwilligen Maßnahmen zur Verminderung der Alkylphenolethoxylat- und Alkylphenol-Einträge in Oberflächengewässer. Eine Umrechnung der Gewebekonzentrationen auf Wasserkonzentrationen ergibt, dass im Jahr 2001 die Nonylphenol- und Octylphenolkonzentrationen unterhalb der im Rahmen der Wasserrahmenrichtlinie abgeleiteten Umweltqualitätsnormen für 4-Nonylphenol (0,3 µg/L) und für 4-tert-Octylphenol (0,1 µg/L Binnengewässer bzw. 0,01 µg/L sonstige Oberflächengewässer) lagen und somit nicht von einer Gefährdung der aquatischen Umwelt durch diese Stoffe auszugehen war. Aktualisiert am: 12.01.2022 Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche
Die Gefaehrdung des Grundwassers im Abstrom teerverunreinigter Standorte erfolgt insbesondere durch die Freisetzung von Teerinhaltsstoffen (zB PAK), die aus der residualen Phase im Schadensherd eluiert werden. In diesem Teilprojekt sollen einerseits die sich daraus ergebende Grundwassergefaehrdung im Sinne einer Emissionsbetrachtung ermittelt und andererseits die fuer eine evtl Sanierung limitierenden Faktoren bestimmt werden. Dabei werden auch die Moeglichkeiten des Einsatzes von Tensiden zur Mobilisierung, aber auch zur Fixierung von PAK untersucht. Es sollen sowohl Batch-Versuche zur Ermittlung von Einzelstoff/Einzelsubstrat-Parametern als auch Saeulenversuche mit Stoffgemischen an natuerlich heterogenem Material durchgefuehrt werden. Die Ergebnisse dienen als Grundlage fuer die Entwicklung eines gekoppelten Transport-Reaktions-Modellwerkzeugs, das zur Gefaehrdungsabschaetzung und zur Planung der Sanierung an teerkontaminierten Standorten eingesetzt werden kann. Im Hinblick auf eine in-situ Sanierung PAK-kontaminierter Standorte unter Einsatz von Tensiden wurden zwei nichtionische und ein anionisches Tensid der Fa DOW Chemicals ausgewaehlt. Die Bestimmung der CMC ergab oekonomisch vertretbare Werte zwischen 0,5 und 1,5 mg/l. Neben Voruntersuchungen zur Analytik wurden Adsorptionsisothermen aufgenommen (Batch-Versuch), um das Transportverhalten der Tenside zunaechst ohne PAK zu charakterisieren. Weiterhin wurde zur Beschreibung der in den Laborversuchen quantifizierten Prozesse der Wechselwirkungen zwischen PAK, Tensiden und Bodenmaterial ein auf analytische Ansaetze basierendes Reaktions-Modell konzipiert, das spaeter mit einem Modell fuer den rein physikalischen Transport durch ein Zweischritt-Verfahren gekoppelt wird. Durch seine 'mechanistische' Struktur ermoeglicht das Modell die Integration weiterer Prozesse (zB biologischer Abbau).
Während der Sondierungsphase sollen orientierende Voruntersuchungen zu der Synthese von Tensiden für Spül- und Waschmittel (Alkylpolyglycoside, APGs) erfolgen, um mit den dabei entstehenden Produktmustern Industriepartner für eine anschließende Machbarkeitsphase gewinnen zu können. Die Herstellung erfolgt mit Zuckern und einem Gemisch aus linearen und verzweigten Alkoholen, das durch einen neuartigen Prozess aus Ethanol hergestellt wird. Dabei gilt es, insbesondere die Anwendbarkeit gängiger Syntheseverfahren auf das veränderte Reaktionsgemisch zu verifizieren. Mit einem bei Fraunhofer Umsicht entwickelten Verfahren wird Ethanol zu einem Gemisch aus höheren Alkoholen umgesetzt. Dieses Gemisch wird mittels spezifischer Trennverfahren aufgereinigt und für die Synthese von APGs konfektioniert. Die Alkoholmischung wird anschließend mit einem Zucker (Glucose als Modellsubstanz) umgesetzt. Die so hergestellten APGs werden analysiert und mit kommerziell verfügbaren APGs verglichen. Bei der Synthese der höheren Alkohole bzw. der darauf folgenden Aufreinigung können durch Verzweigungsgrad und Kettenlänge gezielt APG-Produkteigenschaften (Schaumwirkung, Reinigungswirkung, etc.) eingestellt und somit verschiedene Absatzmärkte anvisiert werden. Parallel werden anhand einer Bewertungsmatrix, in der neben den spezifischen Charakteristika des Produktes die zugehörigen Märkte und Marktpreise sowie interdependente Kundenbedürfnisse berücksichtigt sind, gezielt mögliche Partner identifiziert, um deren wissenschaftlich-technische Expertise für die anschließende Machbarkeitsphase gewinnen zu können. Anhand der Matrix soll für die anvisierte Machbarkeitsphase in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern ein Entwicklungsplan für die technische Umsetzung der neuartigen APG-Synthese erstellt werden. Insbesondere die Festlegung des Eintrittmarktes (Heimbereich oder Industrial-cleaning) und eine grundlegende Kostenschätzung der Verwertungsoptionen stellen hierbei wichtige Punkte dar.