Münster (upm), 14. September 2010
Es ist eine erfreuliche Nachricht für Prof. Dr. Christine Achten und ihre Arbeitsgruppe am Institut für Geologie und Paläontologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU): Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt die Anschaffung eines neuen ultrahochauflösenden Massenspektrometers. Mit dem rund 573.000 Euro teuren Großgerät können die Wissenschaftler demnächst unter anderem Spuren von Umweltschadstoffen aufspüren, die mit herkömmlichen Methoden nicht nachweisbar sind.
Das Spezialgebiet der Wissenschaftler sind bestimmte Substanzen, die auf Organismen schädlich wirken können: sogenannte aromatische Kohlenwasserstoffe, die beispielsweise im Wasser und im Boden vorkommen. Mit der herkömmlichen, häufig eingesetzten Methode der "Gaschromatografie-Quadrupol-Massenspektrometrie" werden nicht alle dieser Kohlenwasserstoff-Verbindungen in den untersuchten Proben aufgespürt oder richtig bestimmt. Das neue Gerät basiert auf einer neuartigen Messtechnik und wird es den Forschern zum Beispiel ermöglichen, bereits geringste Spuren von Schadstoffen im Feinstaub nachzuweisen. Diese Methode hat einen komplizierten Namen: "Gaschromatografie-Atmosphärendruck-Laserionisierungs-Ultrahochauflösungs-Quadrupol-Flugzeitmassenspektrometrie".
Mithilfe des neuen Massenspektrometers will die Arbeitsgruppe "Angewandte Geologie", die derzeit von Christine Achten aufgebaut wird, innovative analytische Methoden für organische Umweltschadstoffe entwickeln. "Häufig liegen sehr komplexe organische Gemische vor, aus denen die analytische Bestimmung organischer Spurenstoffe immer noch eine Herausforderung darstellt", betont Christine Achten. Dabei wollen die Wissenschaftler das Gerät erstmals mit einem sogenannten zweidimensionalen Gaschromatografen koppeln. Diese Entwicklung soll die Trennung sehr ähnlicher Stoffe voneinander ermöglichen und die Messempfindlichkeit noch weiter steigern.
Im Fokus steht die chemische Gruppe der sogenannten polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), die weltweit verbreitet und für ihr krebserregendes Potenzial bekannt sind. "Das Dibenzo[a,l]pyren ist beispielsweise die PAK-Verbindung mit dem stärksten bisher bekannten krebserregenden Potenzial. Es wurde auch als die Verbindung mit dem stärksten bisher bekannten krebserregenden Potenzial aller gemessenen organischen Verbindungen bezeichnet. Und gerade bei dieser Verbindung liegen oft zahlreiche weitere, chemisch sehr ähnliche Verbindungen in Umweltproben vor", erklärt Christine Achten. "Daher ist die Frage, in welcher Menge diese Substanz und ähnliche Verbindungen in der Umwelt vorkommen, von außerordentlicher Bedeutung, um eine verlässliche Datenbasis für deren Risikobewertung zu schaffen."
Mittels des neuen Gerätes sollen nicht nur erstmals aromatische Substanzen in winzigen Mengen detektiert werden. Die Forscher wollen das Gerät auch einsetzen, um beispielsweise Spuren sogenannter polarer organischer Schadstoffe wie Arzneimittel, Pestizide oder Abbauprodukte im Wasser aufzuspüren. Außerdem soll das neue Ultrahochauflösungs-Massenspektrometer durch eine möglichst exakte Bestimmung der chemischen Massen sowie durch weitere Fragmentierungsmöglichkeiten helfen, bisher unbekannte Schadstoffe zu identifizieren. Christine Achten betont: "Dies ist für uns und die Ökosysteme von besonderer Bedeutung, da neu entwickelte Untersuchungsmethoden am Beginn der Kausalkette 'Schadstoffe erkennen - verstehen - regulieren' stehen."