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Honig als Bioindikator fuer die Belastung der Atmosphaere durch Emission (Schwermetalle)

Problemstellung: Zunehmende Emission von verschiedenen Schadstoffen und deren Kumulation in Mensch und Umwelt erfordern moeglichst umfassende, raeumlich zuordnungsfaehige Daten ueber deren Verteilung. Zielsetzung: Es soll ein Indikatorsystem erstellt werden, durch das es moeglich wird, aus natuerlich vorliegenden, biologischen Substanzen (Honig) auf die Emissionsverteilung von Schadstoffen (Schwermetalle) zu schliessen. Dabei soll der apparative und oekonomische Aufwand so gering wie moeglich gehalten werden, um Routinefaehigkeit zu erreichen. Untersuchungshypothese: Durch das Sammelverhalten der Honigbiene (Apis mellifera L.) stellt der Honig eines Sammelzeitraumes eine Summenprobe aus den einzelnen Sammelstellen der Bienen waehrend eines bestimmten Zeitraumes dar. Verschiedene Kontaminationsmoeglichkeiten des Pflanzensaftes ermoeglichen es, in der einzelnen Aufnahme beim Sammelflug eine punktuelle Probe zu sehen. Hieraus laesst sich eine flaechenmaessige, saisonale Zuordnung der Schadstoffkonzentrationen erstellen. Durchfuehrung: Ueber Berlin verteilt wurden aus best. Bienenstaenden zeitlich zuordnungsfaehige Proben gewonnen. Bei den Staenden wurde auf eine relativ gleichmaessige Verteilung ueber das Stadtgebiet geachtet. An bisher nicht versorgten Stellen werden Sammelvoelker ausgebracht, um eine vollstaendige, gleichmaessige Versorgung zu erreichen. Methode: Chemische Analyse des Honigs durch Atomabsorptionsspektrometrie. Ergebnisse: Nach bisherigen Untersuchungen deutliche Unterschiede zwischen verkehrsbelasteten Flaechen und Erholungsgebieten.

Messung der horizontalen und vertikalen Verteilung von Luftschadstoffen in Wien

Das übergeordnete Ziel des geplanten Projektes besteht darin, vom Menschen verursachte Luftverschmutzung in Ballungsräumen besser zu verstehen. Die Untersuchung von Stickstoffdioxid (NO2) und Aerosolen wird sich dabei auf spektrale Messungen mit zwei MAX-DOAS (Multi-Axiale Differentielle Optische Absorptionsspektroskopie) Instrumenten an zwei verschiedenen Standorten in Wien stützen. Die MAX-DOAS Methode wird zur Messung von Streulicht in verschiedenen Blickrichtungen verwendet, aus denen die horizontale und vertikale Verteilung von Spurengasen und Aerosolen in der Troposphäre abgeleitet werden kann. Die Datenauswertung wird sich auf eine schnelle geometrische Annäherung sowie die exaktere Methode der Optimal Estimation stützen und troposphärische Säulen und Vertikalprofile von NO2 und Aerosolen ergeben. Die Vertikalprofile liefern eine wichtige Datengrundlage, die für den Vergleich mit bestehenden in-situ Messungen verwendet werden kann. Die aus den MAX-DOAS Messungen abgeleiteten troposphärischen Vertikalsäulen ermöglichen zusammen mit meteorologischen Messungen (z.B. Windgeschwindigkeit, Windrichtung) die Überwachung von Luftschadstoffen über städtischem Hintergrund, stark befahrenen Straßen, und industriellen Punktquellen auf horizontaler Ebene. Die geplanten Langzeitmessungen (über zwei Jahre) liefern einen wertvollen Datensatz für die Analyse der zeitlichen Variabilität von Luftschadstoffen (NO2 und Aerosole) über Wien. Ein Vergleich der in Wien erhobenen Daten mit vergleichbaren MAX-DOAS Messungen in Athen, Griechenland, oder Bremen, Deutschland, wird Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den verschmutzten Standorten mit andersartigen meteorologischen und photochemischen Bedingungen aufzeigen. Die troposphärischen NO2-Säulen ermöglichen die Validierung von Satellitenmessungen der OMI, GOME-2, und TROPOMI Instrumente sowie den Vergleich mit Modellsimulationen (z.B. aus dem COPERNICUS Atmosphärenbeobachtungsdienst). Da sich bei den beiden Messgeräten Blickfelder einzelner azimutaler Richtungen teilweise überschneiden und die ergänzenden Messungen von in-situ Instrumenten eine Vielzahl an Information zur räumlichen Ausbreitung von NO2 bieten, soll versucht werden, ein räumlich aufgelöstes Bild der Luftverschmutzung über Wien mit Hilfe der tomographischen Darstellung zu entwickeln. Die Ergebnisse des Projektes werden wichtige Erkenntnisse zur horizontalen und vertikalen Ausbreitung von NO2 und Aerosolen liefern. Neben der Verbesserung der troposphärischen NO2 Auswertung werden die Ergebnisse wichtige Daten für Atmosphärenmodelle bereitstellen, da die Vertikalprofile von NO2 und Aerosolen eine nützliche Ergänzung zu den Punktmessungen von in-situ Messgeräten darstellen.

Trennung und Bestimmung von Schwermetallspezies mittels HPLC-AAS-Kopplung

Ausnutzung der Trennleistung von HPLC-Systemen mit nachfolgender Metallbestimmung mittels Flammen-AAS, Bestimmung von Metallen in unterschiedlichen Bindungsverhaeltnissen

Bestimmung von Edelmetallen und ihren Spezies in biologischen Proben mittels Atomfluoreszenzspektrometrie, Laserablation mit ICP-MS und Atomabsorptionsspektrometrie

Die anthropogene Verbreitung der Edelmetalle durch die Nutzung vornehmlich als Katalysator in der chemischen Industrie und in Kraftfahrzeugen hat bereits zu messbaren Veraenderungen der Edelmetallgehalte in Umweltproben gefuehrt. Ein systematischer Ueberblick ueber die Veraenderungen und deren Auswirkungen auf Lebewesen ist noch nicht machbar, da zu wenige Untersuchungen vorliegen. Fuer das Element Platin sind, zumindest fuer die Verbreitung in der Umwelt, einige Aussagen verfuegbar. Fuer die Metalle Palladium, Rhodium und Iridium sind Untersuchungen nur ansatzweise zu finden. Praktisch keine Aussagen sind ueber die Bindungszustaende zu erhalten. Angaben ueber die vorkommenden Metallspezies sind aber fuer die Kenntnis der Wirkungsmechanismen dieser Metalle auf Lebewesen wichtig. Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von Umweltproben, speziell biologischer Proben, bezueglich ihrer Gehalte an Edelmetallen und deren Spezies.

Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur Bestimmung von Elementspuren in biologischen Matrices

Die biologische Matrix beeinflusst die Bestimmung von Elementspuren mit Hilfe von flammenloser AAS oder inverser Polarographie (DPASV). Durch Methodenvergleich und Entwicklung unabhaengiger Verfahren sollen diese Interferenzen erkannt und durch geeignete Massnahmen eliminiert werden (Verfahrensoptimierung). Ziel ist die Interpretation klinisch analytischer Befunde als Beitrag fuer die Grundlagenforschung zur Physiologie der Spurenelemente.

Quecksilber, Arsen und Selengehalt (Cadmium, Blei, Zink) in Verschiedenen Organen des Menschen

Das Ziel dieser Untersuchung besteht darin, die Grundbelastung des Menschen durch Metalle festzulegen. Krankheitsbilder und andere routinemaessig erfasste Laborwerte (Na, K usw.) werden bei der Auswertung beruecksichtigt. Blut- und Organproben werden nach der Methode von Toelg (Kotz et al., 1972) aufgeschlossen und die Metalle atomabsorptionsspektrometrisch bestimmt.

Geochemisches Monitoring anorganischer Schadstoffe

Zur Erfassung von Schadstoffbelastungen und zugeordneten geogenen Systemparametern in oberflaechennahen Sedimenten und Boeden wurde im Rahmen mehrerer Diplomarbeiten Typlokalitaeten unterschiedlicher anthropogener Nutzung und Belastung untersucht: - tonreiche Flutablagerungen in der Saale-Aue bei Halle - glaziale Sedimente im Bereich der Rieselfelder suedlich Berlin - Sandaufschuettungen auf Kinderspielplaetzen im Stadtgebiet von Berlin. Ueber spezifische Aufschluss- und Messverfahren in unterschiedlichen Kornfraktionen (- 200 mym im Oberboden bzw. - 63 mym im Unterboden und Sediment) werden unterschiedliche Bindungsarten und Mobilisierungsphasen ermittelt: - Element-Screening mittels RFA fuer 11 Haupt- und Nebenelemente sowie 20 Spurenelemente ueber Pulvertabletten an Fraktion - 63 mym; - Koenigswasseraufschluss nach DIN 38414 mit atomspektrometrischer Analytik zur Vergleichbarkeit mit Pruefwertlisten; - sequenzielle Laugungen zur Erfassung der an organische Bestandteile gebundenen Schadstoff/Schwermetallkonzentrationen (H2O2) sowie der Pflanzenverfuegbarkeit (Zitronensaeure); - sequenzielle Laugungen an Vertikalprofilen nach Zeien & Bruemmer; - Erfassung der mineralischen Komponenten ueber Abschaetzung der RFA-Hauptelementkonzentrationen mit Kontrolle ueber RD-Phasenanalytik. Die Darstellungen flaechiger Verteilungsmuster sowie zum vertikalen Migrationsverhalten von Schwermetallkonzentrationen und physiko-chemischen Systemparametern bilden die Basis des anorganischen Schadstoff-Monitoring.

Entwicklung von Analysenverfahren zur Bestimmung von Elementspezies in Biotopen

Fuer Aussagen ueber die Toxizitaet von Elementen in Biotopen ist nicht allein der Gesamtgehalt sondern auch die Bindungsform, d.h. die Kenntnis ueber die Arten von Elementspezies im Material, von entscheidender Bedeutung. Bisher existieren nur wenige Analysenverfahren, die eine differenzierte Analyse von Elementen nach Elementspezies ermoeglichen. Mit gas- und fluessigkeits-chromatographischen (DC u. HPLC) trenn- sowie photo-, fluor- und atomabsorptionsspektrometrischen Bestimmungsmethoden sollen solche Verfahren fuer einige toxische Elemente wie vorerst Arsen, Chrom, Zinn, Aluminium, Nickel, Kupfer und Mangan erarbeitet werden. Anwendungen der entwickelten Analysenverfahren auf Wasser, Sedimente, Pflanzenmaterial und Lebensmittel dienen dem Ziel, Kenntnisse ueber den Kreislauf dieser Elemente zu erhalten.

Verbesserung der Analysenverfahren zum Nachweis von anorganischen Schadstoffen in geringen Konzentrationen

Entwicklung von Analysenverfahren zur Erfassung von anorganischen Schadstoffen in Industrieemissionen und biologischen Materialien in Konzentrationen, die unterhalb der Grenze ihrer Schadwirkung liegen. Vergleich der Nachweisgrenzen bestehender insbesondere photometrischer, atomabsorptionsspektrometrischer und elektrochemischer Analysenverfahren mit den Anforderungen des Umweltschutzes. Erforderlichenfalls Herabsetzung der NWG durch Erarbeitung von Anreicherungsverfahren fuer das zu erfassende Element.

Nachweis und Nachweisgrenzen von Herbiziden in Drogen

Es sollen in Drogen einzelne Pesticide nachgewiesen werden. Dabei ist die Empfindlichkeit und Nachweisgrenze fuer einzelne Pesticide bei verschiedenen Methoden festzustellen und zu vergleichen. Herangezogen werden UV- und IR-Spektroskopie, AAS, GC und DC.

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