Organische Analytik - Flüssigkeitschromatographie

Zu den analysierten Substanzklassen gehören:

  • Pflanzenschutzmittel und deren Metabolite
    • chlorierte schwerflüchtige Verbindungen
    • phosphor- und stickstofforganische Verbindungen
    • Phenoxyalkancarbonsäuren
  • Perfluorierte Tenside (PFT, mit Schwerpunkt PFOS)
  • Hormone
  • Arzneimittelwirkstoffe (z.B. Diclofenac und Ibuprofen)
  • Röntgenkontrastmittel
  • Tierarzneimittel
  • Flammschutzmittel (Hexabromcyclododecan)
  • Glyphosat/AMPA

Die Untersuchungen werden sowohl in flüssiger Matrix, also Grund- und Oberflächenwasser, wozu Flüsse und Talsperren zählen, wie auch festen Proben (Schwebstaub und Luftfilterproben) durchgeführt. Für die Analyse der geforderten Parameter in den entsprechenden Matrices finden (U)HPLC Systeme gekoppelt mit TripleQuad- und TripleToF-Massenspektrometern Verwendung.

Glyphosat – Analytik in Thüringens Gewässern

Seit 1974 wird Glyphosat in Deutschland aufgrund seiner art- bzw. organismusunspezifischen Wirkungsweise als Total- bzw. Breitbandherbizid (Unkrautvernichtungsmittel) eingesetzt. Anwendung findet es in Land- und Forstwirtschaft (z.B. Soja, Mais, Raps), im heimischen Garten oder auf deutschen Bahnstrecken.

Eintrag in die Umwelt:

Durch den direkten Auftrag, Regen oder über das Pflanzenmaterial selbst dringt das Herbizid in Böden und Sedimente und wird dort adsorbiert. Als Folge von Auswaschung und Oberflächenabfluss gelangt der Wirkstoff in das aquatische System. Durch mikrobiellen Abbau entsteht der Metabolit AMPA (Aminomethylphosphonsäure), welcher neben Glyphosat in hohen Mengen nachgewiesen werden kann.

 

Traktor auf einem Feld während der Pflanzenschutzmittelausbringung größere Ansicht verfügbar
Pflanzenschutzmittelausbringung auf das Feld.
Chromatogramm und Strukturformel: FMOC-Glyphosat größere Ansicht verfügbar
Chromatogramm und Strukturformel: FMOC-Glyphosat.

Wirkungsweise:

Glyphosat stört einen für Pflanzen zentralen Stoffwechselpfad und hemmt damit die Bildung eines wichtigen Enzyms. Der Aufbau essentieller Aminosäuren (Phenylalanin, Tryptophan und Tyrosin) ist gestört. Als Folge können Naturstoffe, ohne die eine Pflanze nicht überlebensfähig ist, nicht mehr gebildet werden, sie stirbt.

Analytik in Grund- und Oberflächengewässern:

Glyphosat und AMPA sind niedermolekulare, sehr polare Analyten mit einer hohen Wasserlöslichkeit.
Durch Derivatisierung mit FMOC-Cl im basischen Milieu wird die Polarität der Analyten herabgesetzt und der Routineanalytik zugänglich gemacht.
Einer chromatographischen Trennung mittels RP-HPLC folgt die massenspektrometrische Detektion an einem TripleToF-MS mit einer Nachweisempfindlichkeit von 5 ng/L.

 

 

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