Screening von HPVC-Stoffen in Sedimenten mit LC/HR-MS

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: 8T20/12.0006.KP

Schlüsselwörter (Deutsch)

HPVC
schwer abbaubare Stoffe
schlecht wasserlösliche Stoffe
Sedimente
LC/HR-MS

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Im Rahmen des OECD Cooperative Chemicals Assessment Programs sind in den letzten Jahren Gefährlichkeitsbeurteilungen (hazard assessments) von mehreren hundert hochtonnagigen Stoffen (high-production volume chemicals, HPVC) durchgeführt worden. Für einen Teil dieser Stoffe, namentlich schwer abbaubare, mittelflüchtige und wenig wasserlösliche Substanzen, lässt sich aufgrund von Modellberechnungen zum Umweltverhalten voraussagen, dass Sedimente das primäre Zielkompartiment sind und dass sich solche Stoffe unter Umständen in Sedimenten anreichern könnten.
 
Es stellt sich somit die Frage, ob HPVC mit den erwähnten Stoffeigenschaften tatsächlich in relevanten Konzentrationen in Sedimenten vorhanden sind und gegebenenfalls, ob die Konzentrationen in einem Bereich liegen, in dem toxische Effekte auf sedimentbewohnende Organismen möglich sind.
 
Screening-Analysen mittels Flüssigchromatografie (LC) gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie (HR-MS) von Extrakten aus Seesedimenten sollen angewendet werden, um potenzielle schwer abbaubare Umweltschadstoffe zu identifizieren, die in Sedimenten vermutet werden.
 
Die Ergebnisse dieses Projekts sollen die Kenntnisse über schwer abbaubare HPVC in Sedimenten verbessern und Entscheidungsgrundlagen liefern, ob weitere Untersuchungen hinsichtlich toxischer Effekte auf sedimentbewohnende Organismen für bestimmte HPVC erforderlich sind.

Projektziele (Deutsch)

Erweiterung der Kenntnisse über das Vorkommen schwer abbaubarer, schlecht wasserlöslicher hochtonnagiger Stoffe (high-production-volume chemicals) in Sedimenten.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Ein Verfahren wurde für ein Ziel- und Verdacht-orientiertes Screening von Mikroverunreinigungen mit einem breiten Spektrum von physikalisch-chemischen Eigenschaften (log Kow 0-12 ) wie Pharmazeutika , Pflanzenschutzmittel und Biozide entwickelt. Die Proben wurden mit Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie und massenspektrometrischer Detektion ( HRMS / MS) analysiert. Die Methode wurde für Sedimentkerne aus dem Greifensee und dem Luganer See angewendet. Die Ergebnisse zeigen, dass Biozide, Moschusduftstoffe und andere Körperpflegeprodukte die am häufigsten nachgewiesenen Verbindungen mit Konzentrationen im Bereich von pg / g ( dw ) bis ng / g ( dw ) waren.

Im Rahmen des Projektes wurde die entwickelte Methode für das Screening von verschiedenen Stoffen mit hohem Produktionsvolumen angewendet. Die Verbindung Butylhdroxytoluol wurde mit einem Referenz-Standard identifiziert. CGL- 400 , Irgafos OPH , ein Oxidationsprodukt von Irgafos 168 und einem Umsetzungsprodukt von Irgafos TNPP wurden versuchsweise unter Verwendung von Kriterien, wie z. B. MS / MS-Fragmentierung und der Retentionszeit identifiziert. Zusätzlich wurden 3 weitere Verbindung, welche das Biozid Chlorophen, die pharmazeutische Flufenaminsäure und das Pestizid Lufenuron enthalten, detektiert. Die Suche nach Kongeneren ergab Erkenntnisse zum Nachweis anderer Desinfektionsmittel, wie Hexachlorophen, die von einem Referenzstandard und die vorläufige Identifizierung Dichlorophen in beiden Seen bestätigt wurde. Weitere 6 verdächtige Stoffe wurden vorläufig identifiziert, konnten jedoch wegen fehlenden Referenzstandards nicht bestätigt werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass ein Ziel- und Verdacht-orientiertes Screening geeignet ist, einen Überblick über die Kontamination in Sedimenten zu erhalten.

Publikation: Aurea C. Chiaia-Hernandez, Martin Krauss, and Juliane Hollender: Screening of Lake Sediments for Emerging Contaminants by Liquid Chromatography Atmospheric Pressure Photoionization and Electrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry. Environ. Sci. Technol., 2013, 47 (2), pp 976-986.