Entwicklung einer online Kopplungsmethode von GC mit ECD- und ICPMS-Detektion zur Bestimmung biogener leichtflüchtiger bromierter und iodierter Kohlenwasserstoffe in Meerwasser und der Atmosphäre

In dieser Arbeit wurde ein zweidimensionales Kopplungssystem zur Bestimmung von leichtflüchtigen bromierten und iodierten Kohlenwasserstoffen (LHKW) in Wasser- und Luftproben entwickelt. Hierzu wurde ein Gaschromatograph mit einem Elektroneneinfangdetektor (ECD) on-line an ein elementselektives induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICPMS) gekoppelt. Dieses extrem nachweisstarke Analysensystem ermöglicht eine simultane Identifizierung unbekannter und koeluierender Peaks sowie eine vereinfachte Quantifizierung mittels ICPMS. Beim Vergleich des GC-ECD-ICPMS-Kopplungssystem mit den herkömmlichen Detektionsmethoden wie dem Massenspektrometer mit Elektronenstoss-Ionisation und dem Atomemissionsdetektor mit mikrowelleninduziertem Plasma schnitt das neu entwickelte Kopplungssystem ausgezeichnet ab. Für die Isolierung der LHKW aus Meerwasserproben wurde die Purge und Trap Technik verwendet, Luftproben wurden durch Besaugung auf Adsorptionsmaterial angereichert. Im Rahmen des BMBF-Teilprojektes ReHaTrop/AFOHAL wurden im August 2001 und im April/Mai 2002 an der Deutschen Nordseeküste Probenahmen durchgeführt. Die Konzentrationen der Wasserproben lagen im Bereich von 0,1-158 ng L-1, die der Luftproben im Bereich von 0,01-470 pptv. Die Messungen bestätigen die wichtige Rolle von Makroalgen im Zusammenhang mit der Produktion von halogenierten Kohlenwasserstoffen. Die Konzentration der iodierten und bromierten Kohlenwasserstoffe war immer höher in Proben, die direkten Kontakt mit Makroalgen hatten. Inkubationsexperimente zeigen für verschiedene braune und grüne Makroalgen individuelle „Fingerprints“ der biogenen LHKW-Produktion. Bei den Messungen an der Nordseeküste wurden Abhängigkeiten zwischen den LHKW und meteorologischen Parametern gefunden.In this work a two-dimensional detection system was designed for the determination of volatile halogenated hydrocarbons in aquatic and air samples. Capillary GC with a highly sensitive electron capture detector (ECD) was on-line coupled with an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICPMS) to utilize its element-selective information. This powerful coupling system allows simultaneous identification of unknown and coeluting peaks as well as simplified quantification by ICPMS. In comparison with conventional detection methods like mass spectrometer with electron impact ionization and atomic emission detector with microwave-induced plasma the developed GC-ECD-ICPMS coupling system performed excellently. A purge and trap technique was used to isolate the halogenated compounds from seawater samples, whereas air samples were collected by an adsorption tube. In cooperation with other research groups measurements were accomplished at the German North Sea Coast in August 2001 and in April/May 2002. The concentration levels of the water samples were within the range of 0,1-158 ng L-1, the levels of the air samples were within the range of 0,01-47 pptv. The measurements confirm the important role of macroalgae producing halogenated compounds. In all cases the concentration of iodinated and brominated hydrocarbons was higher for samples which had been in touch with algae. Incubation experiments show individual fingerprints for the different brown and green macroalgae. During the measurements at the North Sea Coast significant dependencies between LHKW and meteorological parameters were found