Posted in: Chemie, Klima, Umwelt, Technik 17. März 2011 14:38 1 Kommentar Weiter lesen →

Fischen nach Schadstoffen

Aufnahme aus dem All zeigt dunkle Erde und dunkelblaue Meere, ein helles, mit größeren Lichterpunkten besetztes Band läuft von unten bis zur Bildmitte und verzweigt sich dort zu einem Delta Spanische Chemiker haben eine Methode entwickelt, um auf einen Schlag Tausende von Substanzen in einer Wasserprobe zu finden. Indem sie die Substanzen mit einem herkömmlichen “Rührfisch” aus dem Wasser angeln, können sie selbst geringste Spuren potenzieller Schadstoffe nachweisen.

Der östliche Mittelmeerraum bei Nacht von der Internationalen Raumstation aus gesehen, im Vordergrund Ägypten. Bild: NASA

Wasseruntersuchungen beschränkten sich normalerweise auf einige wohlbekannte Schadstoffe, erläutern die Forscher um María José Gómez vom Forschungsinstitut IMDEA in Madrid. Diese wenigen Substanzen seien aber lediglich Teile eines immensen Mosaiks, zudem würden laufend neue Verbindungen entwickelt und in die Umwelt gebracht. Umso wichtiger sei es, sich einen umfassenden Überblick über ein Gewässer verschaffen zu können, schreibt die Gruppe im Fachblatt “Analytical Chemistry”.

Die von Gómez und ihren Kollegen entwickelte Methode bedient sich eines ebenso einfachen wie eleganten Tricks, um eine hohe Empfindlichkeit zu erzielen. In die unbehandelte Wasserprobe wird ein magnetisches Stäbchen gegeben, das sich – angetrieben durch einen Magneten außerhalb des Gefäßes – wie ein Propeller dreht und so die Probe laufend durchrührt. Dieser Rührfisch besitzt eine Silikonbeschichtung, auf der sich nach und nach die im Wasser enthaltenen Verbindungen ablagern.

Die Forscher fördern diesen Prozess, indem sie Kochsalz und Methanol in die Probe geben. Nach 14 Stunden fortwährenden Rührens wird der Rührfisch dann erhitzt, um die aufgelesenen Verbindungen aus dem Silikon auszutreiben. Die Ausdünstungen werden nacheinander durch zwei Gaschromatografen geleitet, in denen sie nach ihren chemischen Eigenschaften getrennt werden, und schließlich noch durch ein Massenspektrometer. Anhand der Messwerte zeichnet eine angeschlossene Software eine regelrechtes Gebirge, in dem jeder einzelne Gipfel eine bestimmte Verbindung und ihren Gehalt in der Wasserprobe widerspiegelt.

Gómez und Kollegen testeten ihre vollautomatische Methode an Wasserproben, die sie aus dem Fluss Henares entnommen hatten. Es zeigte sich, dass sie gezielt zugebene Substanzen typischerweise bis zu einer Konzentration von 1 Nanogramm (Milliardstel Gramm) pro Liter nachweisen konnten. Insgesamt fanden sie in den Proben aus dem Henares mehr als 2.700 Verbindungen – darunter Inhaltsstoffe von Pflege- und Kosmetikprodukten sowie Pestizide, aber auch Kokain und Wirkstoffe von Medikamenten. Anhand des “Gebirgspanoramas” ließ sich schon mit bloßem Auge verfolgen, wie die Konzentrationen einiger Substanzen im Wasser jäh stiegen, indem der Fluss die Kläranlage einer Großstadt passierte, und dann allmählich wieder sanken.

Forschung: María José Gómez Ramos und Amadeo R. Fernández-Alba, Instituto Madrileño de Estudios Avanzados – Agua, Madrid, und Departamento de Hidrogeología y Química Analítica, Universidad de Almería, Almería; und andere

Veröffentlichung Analytical Chemistry, DOI /10.1021/ac102909g

WWW:
IMDEA Agua
Hidrogeología y Química Analítica, Universidad de Almería
Wasser, Trinkwasser, Gewässerschutz
Multidimensionale Chromatografie
Analytische Chemie

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1 Kommentar zu "Fischen nach Schadstoffen"

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  1. ursman sagt:

    Kläranlagen sind betreffend Medikamenten und anderen Chemikalien zu wenig effektiv. Die erwähne Methode scheint relativ einfach und effektiv zu sein.

    Nicht alles muss durch die Kläranlagen besser aus dem Abwasser entfernt werden. Die Biologie eines Gewässers ist in der Lage Substanzen abzubauen. Es gibt Gewässer, die so rein sind, dass kein richtiger Fischbestand aufkommen kann. Ein Beispiel dafür ist der Brienzersee.

    Gewisse Chemikalien aus Medikamenten, wie zum Beispiel Hormone, die in das Abwasser gelangen sind aber sehr langlebig und können auf die Bieologie im Wasser eine Wirkung haben. Da sind präzise Messmethoden sicher sehr wichtig.

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