Das Projekt "Schwermetallspeziation in kontaminierten Feststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich 1-03 Umweltschutztechnik durchgeführt. Eine Bestimmung der feststoffgebundenen Metallspezies in kontaminierten Sedimenten, Böden oder in industriellen Reststoffen stellt eine beträchtliche Herausforderung dar, die für die biologischen Wirkungsmechanismen - insbesondere für toxikologische Aussagen und Pflanzenverfügbarkeit - aber auch für umweltrelevante Prozesse wie Remobilisierung, Immobilisierung oder Eintrag in das Grundwasser von großer Bedeutung ist. Die Reaktivität von Metallspezies in kontaminierten Böden wird in der Regel durch die anthropogen eingebrachten Anteile bestimmt. Diese weisen - im Vergleich zu Metallspezies geogener Herkunft - andere Bindungsformen auf, woraus sich deutliche Mobilitätsunterschiede und damit einhergehende Gefährdungspotentiale ergeben können. Bei industriellen Reststoffen hängt die Bindungsform der Metalle stark von der Art der chemischen oder physikalischen Vorbehandlung ab. Hier können definierte Metallspezies in hohen Konzentrationen vorliegen, die bei einer Veränderung der Milieubedingungen dauerhaft oder auch schlagartig (time bombs) freigesetzt werden. Aus diesen Gegebenheiten folgt, wie wichtig es ist, den Kenntnisstand über die feststoffgebundenen Metallspezies und deren Umwandlung in den dynamischen Prozessen zu erweitern, insbesondere im Hinblick auf die Beurteilung des mittel- bis langfristigen Verhaltens und ebenso für die Entwicklung von neuen Sanierungstechniken. Wegen der Heterogenität der Feststoffe und der Notwendigkeit, die Proben möglichst im originalen, feuchten Zustand zu untersuchen steht die Speziesanalytik feststoffgebundener Schwermetalle noch am Anfang. Sequentielle Extraktionsverfahren, Korngrößenuntersuchungen und Dichtetrennung liefern jeweils nur Hinweise, aber in der Regel keine direkten Aussagen zur chemischen Bindungsform der Metalle. Genauere Informationen über die chemische Form feststoffgebundener Metallspezies lassen sich mit oberflächenanalytischen Methoden erhalten. Dazu gehören z.B. elektronenmikroskopische (REM/EDX, TEM/EELS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) und röntgendiffraktometrische Untersuchungsmethoden. Die Einsatzmöglichkeiten solcher instrumenteller Analysenmethoden zur direkten Metallspeziesbestimmung an Feststoffen liegen vor allem bei Altlasten oder Reststoffen mit Metallkonzentrationen im höheren mg/kg- bis Prozentbereich. Mit einem sehr effizienten Analysenverfahren (XAFS = X-ray absorption fine structure-Spectroscopy) können direkt Bindungszustände und Veränderungen der anorganischen Molekülstrukturen bestimmt werden. Hier besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem HASYLAB am DESY (Hamburg), wo diese Messeinrichtung zur Verfügung steht. Es bestehen noch große Forschungsdefizite in der direkten Spezifikation feststoffgebundener Metalle. Große Bedeutung wird deshalb in einer effektiven Kombination von sequentiellen Extraktionsverfahren und elektronenmikroskopischen Untersuchungsmethoden sowie im Vergleich mit der XAFS-Methode gesehen. Für Sanierungsuntersuchungen ist es wichtig, sowohl die P
Das Projekt "Bestimmung der Bindungsformen von Schwermetallen, insbesondere Cadmium, in pflanzlichem Material" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Anorganisch-Chemisches Institut durchgeführt. Die reine Elementaranalyse spielt zwar heute noch eine zentrale Rolle in der analytischen Forschung, daneben werden jedoch Aussagen ueber Bindungsformen der Elemente , eben der Elementspezies, immer wichtiger. Nur bei Kenntnis des Bindungszustandes koennen die Bioverfuegbarkeiten eines Elementes genau beurteilt werden und damit toxikologisch sowie ernaehrungsphysiologisch relevante Aussagen getroffen werden. Neben Studien ueber das Mobilisationsverhalten von Schwermetallen in Flussedimenten (Metallspezifizierung in geologischem Matrizes) bestand der Schwerpunkt unserer Untersuchungen hauptsaechlich in der Aufklaerung der Bindungsformen von Cadmium, Thallium und Kupfer in Pflanzen (Metallspezifizierung in biologischen Matrizes). Dabei wurden die Schwermetallspezies nach der Herstellung von Pflanzencytosolen mittels Gelpermeations- und Anionenaustauschchromatographie teilweise isoliert und durch chemische und physikalische Untersuchungen naeher charakterisiert.