Dissertation

Leichtflüchtige ECD-aktive Verbindungen in der marinen Grundschicht (MBL) des Atlantischen Ozeans: Vorkommen, Quellen und Verteilung

Hintergrund meiner Dissertation:

Die Luft, die wir atmen, enthält weit mehr als nur Stickstoff, Sauerstoff, CO2 und ein paar Edelgase: tausende anorganischer  und organischer Verbindungen tummeln sich im nur aufwendig meßbaren Spuren- und Ultraspurenbereich. Auch wenn diese  Substanzen nur schwer meßbar sind und von uns kaum wahrgenommen werden, haben sie entscheidenden Einfluß auf unser  Leben: sie beeinflussen den Strahlenhaushalt der Atmosphäre (Stichwort Treibhauseffekt), sie können in die Stratosphäre  gelangen und die dortige Chemie beeinflussen (Stichwort Ozonloch), sie können Reizungen der Schleimhäute und  Gesundheitsstörungen auslösen (Stichwort Sommersmog, Photosmog, troposphärisches Ozon), sie haben Auswirkungen auf das regionale Klima (Stichwort: Wolkenkondensationskeime), sie können acide Folgeprodukte bilden (Stichwort saurer Regen, Waldsterben) und letztlich geschieht durch diese Spurenstoffe die Versorgung ganzer Ökosysteme mit wichtigen Nährstoffen.

Aus dem Gesagten wird deutlich, daß der Spurenstoffhaushalt der Atmosphäre erhebliche Bedeutung für das Leben auf der Erde hat. Die  Natur hat sehr empfindliche Gleichgewichte für die atmosphärischen Spurenstoffe eingerichtet. Der Mensch ist in der Lage, durch weltweite Emission von leichtflüchtigen Stoffen im Megatonnen-Maßstab diese Gleichgewichte empfindlich zu stören. Wie groß diese Störung durch den  Menschen ist, kann die Forschung auch heute noch kaum einschätzen wegen der Schwierigkeit von Messungen und den komplexen, kaum  überschaubaren Zusammenhängen. Der Streit um die Existenz und die Schwere des Treibhauseffekts macht dies nur allzu deutlich.

Ich hoffe mit meiner Forschung einen kleinen Beitrag dazu leisten zu können, unser Verständnis für die Vorgänge in der Atmsophäre zu  erweitern und Aussagen über zukünftige Entwicklungen zu erleichtern.

Leichtflüchtige halogenierte Kohlenwassertoffe (LHKW) sind Substanzen, die in dem oben aufgeführten Katalog der Auswirkungen von Spurenstoffen besonders zu Buche schlagen. Zu Ihnen gehören besipielsweise die FCKW, Halone oder chlorierte Lösungsmittel wie Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und Trichlorethen. Halogenierte Kohlenwasserstoffe gelten noch immer als 'naturfremd' und haben sich in  den Köpfen festgesetzt als die verheerendsten Buhmänner unter allem, was der Mensch bisher in die Umwelt entlassen hat. Tatsächlich haben uns diese Stoffe das Ozonloch beschert und sind nicht unwesentlich an anderen, schwerwiegenden Umweltproblemen beteiligt. Sie sind aber  keinesfalls 'naturfremd', sondern - wie schon eine Seite zuvor im Absatz zu meiner Diplomarbeit erläutert - durchaus weit verbreitet. So werden LHKW von vielen Algenarten und holzabbauenden Pilzen emittiert, und selbst höhere Organismen wie der Mensch nutzen halogenierende Enzyme bei der Herstellung körpereigener Botenstoffe.

Im Falle iodierter und bromierter Verbindungen ist die nach vorliegenden Erkenntnissen emittierte Menge aus natürlichen Prozessen so gewaltig, daß angenommen wird, daß diese Substanzen verantwortlich sind für die globale Versorgung von Ökosystemen mit Iod und Brom.  Auch muß vermutet werden, daß durch schiere Menge an emittiertem Brom der natürliche Anteil von ozonabbauenden Halogenatomen in der Stratosphäre sehr viel größer ist als bisher bekannt. Brom kann Ozon sehr viel schneller zerstören als Chlor. Die Prognosen zur weiteren  Entwicklung des stratosphärischen Ozonsabbaus müssen daher möglicherweise stark korrigiert werden.

Messungen von LHKW in Reinluft und Reinwasser fern anthropogener Einflüsse

Um feststellen zu können, wie groß der Anteil des Menschen an den in der Luft vorhanden Spurenstoffen ist, und wieviel aus natürlichen  Prozessen stammt, muß weit entfernt von direkten menschlichen Einflüssen gemessen werden. Zu diesem Zweck begeben wir uns aufs Meer. Das deutsche Polarforschungsschiff Polarstern ist ein ideales Mittel für uns, weil es regelmäßig Reinluftgebiete auf der Nord- und Südhalbkugel  durchquert. Bei meinen Proben lege ich Wert darauf, möglichst viele Verbindungen zu identifizieren und zu quantifizieren: je mehr Information  aus einer Probe extrahiert werden kann, desto besser kann die Probe hinsichtlich der Herkunft ihrer Bestandteile charakterisiert werden. Über  die Kombination modernster und leistungsfähigster Meßmethoden (Kapillar-GC-ECD, O2-gedoptem ECD und GC-MS, Probenahme auf  Tenax und Mehrbettadosptionskartuschen auf Basis von Kohlenstoffmolekularsieben, 500 ml-Wasserproben mit Purge&Trap) gelang es mir, zum ersten Mal alle bisher in Luft gefundenen LHKW sowie viele neue nachzuweisen.

Gegen den Wind: Probenahme bei schneller Luft

Unser mobiles Labor: die Polarstern

hier meine Polarsternseite...

 

 

Zusammenfassung einiger Ergebnisse: es wurden Proben von Luft und Wasser untersucht. Dabei wurden

in Luft

 

eindeutig identifiziert

89 Verbindungen

sicher identifiziert

98 Verbindungen

unsicher zugeordnet

133 Verbindungen

nicht identifiziert

100-200 Verbindungen

in Wasser

 

eindeutig identifiziert

52 Verbindungen

sicher identifiziert

103 Verbindungen

unsicher zugeordnet

164 Verbindungen

nicht identifiziert

100-200 Verbindungen

ECD-aktive Verbindungen in der MBL

Berichte anderer bestätigt:

FCKW CF3Cl, 1,2-Dichlortetrafluorethan ...Chloralkane CH2Cl2, CHCl3, CCl4 ...Bromalkane CH3Br, CHBr3, 1,2-Dibromethan ...Iodalkane CH3IAlkylnitrate C1, C2, 1C3, 2C3 ...

Neu entdeckt in der MBL des Atlantik:

FCKW-Ersatzstoffe CHFCl2, CF3-CHCl2, CHFCl-CH2ClHalone CF2Br2, CFBr2ClChloralkane 1-Chlorpropan, 2-Chlorpropan CBrCl3...Bromalkane Brompropane, BrombutaneIodalkane Iodethan, Iodpropane, IodbutaneHalonitrile Chlorcyan, Bromcyan, Chloracetonitril ...Haloketone Chloraceton, 1,1-Dichloraceton, Bromaceton 

ECD-aktive Verbindungen in Seewasser

Neu entdeckt in Seewasser des Atlantik:

CF3Cl, CHFCl2 + andere HCFC, CF3Br + andere Halone, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethen, Tetrachlorethen, 1C3-Nitrat, 2C3-Nitrat, Iodethan

Bildchen und Chromatogramme gibt es im Dissertationsvortrag.

Seit Sommer 2004 ist die Dissertation erhältlich im Dr. Hut-Verlag, München. ISBN  3-89963-058-0. Sorry für den Preis: es sind 730 Seiten...

Erstellt im August 2001
Letzte Änderung: Sep 2011

Kontakt

© Alle Texte, Bilder und andere Dateien in Urhahn.net sind Eigentum der Familie Urhahn und dürfen nicht ohne schriftliche Genehmigung weitergegeben oder publiziert werden.