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Atmosphaerische Chemie

Untersuchungen ueber die Verteilung von Spurenstoffen in der Atmosphaere werden im Institut fuer Chemie (ICH3) durchgefuehrt. Es erfolgt die Aufklaerung der Produktions- und Abbauprozesse und Modellrechnung zur Voraussage von Auswirkungen anthropogener Stoerungen. Folgende Themen werden schwerpunktmaessig bearbeitet: a) Entwicklung von Messverfahren fuer Radikale und Messungen in der Troposphaere und Stratosphaere mit folgenden Methoden: Laserresonanzfluoreszenz (fuer OH), vergleichende Absorptionsspektroskopie auf langen optischen Wegen (fuer OH), Matrix-Isolation und Elektronenspinresonanzspektroskopie (fuer HO2, NO2, RO2). b) Messung von langlebigen Spurengasen in der Atmosphaere mit gaschromatischen Methoden (z.B. CO, CH4, H2, N2O, CFCl3, CF2Cl2, CO2). c) Erarbeitung von chemischen und physikalisch-optischen Methoden zur Messung von kurzlebigen Spurengasen wie SO2, HNO3, NH4, CH2O, NO2 und Bestimmung ihrer Depositionsrate auf natuerliche bewachsene Boeden. d) Untersuchungen zum Isotopengehalt verschiedener Spurengase zur Aufklaerung ihres atmosphaerischen Kreislaufs (z.B. D in H2 und CH4, 13C in CO, CH4). Besondere Bedeutung hat die Messung von 14C im atmosphaerischen CO, weil sie Daten zur mitteleren globalen OH-Radikalkonzentration liefert. e) Entwicklung eines ein- und zweidimensionalen Modells zur Interpretation der Radikalmessungen, zur Untersuchung von Abbauprozessen in der Troposphaere und zur Voraussage der anthropogenen Stoerung der Ozonschicht.

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.

Methoden zur Bestimmung von Spurenelementen in biologischem Material

Ausarbeitung neuer Methoden zur Bestimmung von toxischen und essentiellen Spurenelementen in biologischem Material. Besondere Schwerpunkte: Probennahme, Probenlagerung, Aliquotierung, Probenaufbereitung, voltammetrische und atomabsorptionsspektrometrische Bestimmungsmethoden, Neutronenaktivierungsanalyse. Untersuchte Matrices: Pflanzliches und tierisches Gewebe; Wasser, Abwasser, Klaerschlamm; menschliche Koerperfluessigkeiten. Untersuchungen ueber die Resorption von toxischen Spurenelementen bei Pflanzen. Diese Methoden sollen der Verbesserung und breiteren Anwendung des 'Biological Monitorings' zur Erkennung und Quantifizierung von Umwelteinfluessen dienen.

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.

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.

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.

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.

Bestimmung von Schwermetallen in Umweltproben mittels Feststoff-AAS (Blei und Cadmium in Pflanzenproben sowie Arsen in Filterstaub- und Bodenproben)

Schwermetalle gelangen durch verschiedene Aktivitaeten des Menschen in die Umwelt. Aufgrund ihrer erheblichen Toxizitaet ist eine regelmaessige Untersuchung von Luftstaub, Boden und Pflanzen erforderlich. Als geeignete Methode zur Schwermetallbestimmung in Umweltproben bietet sich die Feststoff-AAS an. Hiermit koennen Proben direkt, ohne vorangehenden Aufschluss analysiert werden. Dieses Analyseverfahren wurde in mehreren Arbeiten angewandt, wobei jeweils die Temperaturprogramme fuer das zu untersuchende Probenmaterial optimiert wurden. Die Kontamination von Heilpflanzen mit Blei erwies sich als standortabhaengig, und die verschiedenen Pflanzenarten zeigten ein unterschiedliches Anreicherungsvermoegen fuer Blei und Cadmium. Im Rahmen zweier Projekte, geleitet von Prof. Dr. Kirschbaum, wurde zur Bioindikation von Luftschadstoffen u.a. die Schwermetallanreicherung von Flechten, Weidelgras und Eiben untersucht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich die Feststoff-AAS zur direkten Bestimmung von Arsen in Luftstaub- und Bodenproben eignet.

1. Unerwuenschte Rueckstaende im Fleisch schlachtbarer Haustiere 2. Rueckstaende in Geweben wild lebender Tierarten

1. Zielsetzung: Verbraucherschutz. Die Proben werden von Fleischbeschautieraerzten eingesandt. Die Ergebnisse werden bei der fleischbeschaurechtlichen Beurteilung beruecksichtigt. Auf folgende Stoffe wird untersucht (in Klammern Methode): a) Hemmstoffe (Agar-Diffusionstest) b) Thyreostatika (Histologie) c) Oestrogene (Radioimmuniassay) d) Schwermetalle (Atomadsorptionsspektrometrie) e) Pestizide (Gaschromatographie) f) sonstige Stoffe mit pharmakologischer Wirkung (verschiedene) 2. Zielsetzung: Belastung wild lebender Tiere durch Schwermetalle und Pestizide zu erfassen. Die Proben werden von den Veterinaeraemtern oder Forstaemtern eingesandt. a) Schwermetalle (Atomadsorptionsspektrometrie) b) Pestizide (Gaschromatographie).

Belastung von Haus- und Wildtieren durch Pestizide und Schwermetalle sowie der aus diesen Tieren hergestellten Lebensmittel

1) Ziel: Schutz des Verbrauchers vor gesundheitlichen und materiellen Schaeden. 2) Aufgabenstellungen: Ausarbeitung von Untersuchungsmethoden, Sammlung statistischer Werte, Erarbeitung von Recycling-Plaenen, Ursachenforschung, Metabolisierungsfragen und Fragen der Akkumulation. 3) Methodik: Entnahme von Proben bei der Fleischbeschau und Lebensmittelueberwachung. Die Untersuchungsergebnisse werden bei der Beurteilung verwertet. 4) Untersuchungen: A) Schwermetalle mittels Atomabsorptionsspektrometrie, Material: (Vorzugsweise) Leber, Niere, Muskulatur; b) Pestizide mittels Gaschromatographie, Material: (Vorzugsweise) Fettgewebe.

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