Chromatographische Methoden zur Bewertung der Luftverschmutzung durch SVOC und PAK

Vietnam befindet sich auf einem starken wirtschaftlichen Wachstumskurs, was leider im ganzen Land mit einer Verschlechterung der Luftqualität vor allem in Großstädten einhergegangen ist. Dieses akute Problem wird auch in der Bevölkerung zunehmend kritisch wahrgenommen (ecologio berichtet in diesem Beitrag von den Maßnahmen) und so geht man den konkreten Ursachen der Luftverschmutzung nun stärker auf den Grund.

Hanoi ist ein typisches Beispiel für eine Großstadt in einem sich schnell entwickelnden Land. Hier wird eine breite Palette von Chemikalien hergestellt und auch in der lokalen Industrie selber eingesetzt, wodurch neben vielen Umweltbelastungen auch die Luftverschmutzung dramatisch zugenommen hat. Der gestiegene Verkehr durch Autos und Lastwagen verschlimmert die Situation zusätzlich.

Die öffentliche Besorgnis über die zunehmende Luftverschmutzung steigt allerdings ebenfalls, vor allem, weil nur wenig Informationen zur Luftqualität verfügbar sind. Obwohl zahlreiche Pestizide auch in großen Städten Vietnams eingesetzt werden, sind die Informationen über ihre Konzentrationen in atmosphärischen Feinstaubpartikeln (APM) begrenzt.

H. T. Thuong und seine Mitarbeiter haben sich zum Ziel gesetzt, die Häufigkeit und Konzentration von 970 mittel bis schwer flüchtigen organischen Verbindungen (SVOC) in 48 Luftpartikelproben nachzuweisen. Diese großvolumigen Luftproben wurden in Hanoi gesammelt und mittels Target-Screening-Verfahren und einer Datenbank für Gaschromatographie-Spektrometrie (GC/MS) analysiert.
 

Nachweis von mittel flüchtigen organischen Verbindungen

Insgesamt 118 Verbindungen (12,2 % der 970 SVOCs) wurden mindestens einmal in den Proben nachgewiesen. Die Anzahl der in jeder Probe nachgewiesenen Stoffe lag im Bereich von 85 bis 103 (Median 92). Es überrascht nicht, dass die Konzentration in Proben, die in der Nähe stark befahrener Straßen entnommen wurden, tagsüber höher war als in Proben, die nachts entnommen wurden. 

In nahezu 100 % der Proben wurden 16 für Mensch und Umwelt als problematisch eingestufte Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) in hohen Konzentrationen nachgewiesen. Die Proben enthielten sogar achtzehn Pestizide. Dabei kam Permethrin in über 70 % der Proben und damit am häufigsten vor. Dies kann durch die Verwendung von Permecide 50 EC auf Permethrinbasis zur Dengue-Fieber-Bekämpfung während des Probenahmezeitraums erklärt werden. 

Chemikalien mit endokriner Wirkung (z. B. Bisphenol A, 4-Nitrophenol) sowie Arzneimittel und Körperpflegeprodukte (Diethyltoluamid, Koffein) wurden in über 90 % der Proben nachgewiesen. In den Proben wurden sieben Sterine, fünf Phthalatverbindungen und fünf Organophosphor-Flammschutzmittel nachgewiesen.

Nachweis von Pestiziden in den Großstädten

In einem zweiten Ansatz wurde das Vorkommen verschiedener Pestizide in Vietnams Großstädten und ihre gesundheitlichen Auswirkungen untersucht. Zum Nachweis von 187 Pestiziden in atmosphärischem Feinstaub wurde eine spezielle chromatographische Methode verwendet: LC-QTOF-MS-SWATH (Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Quadrupole Time of Flight-Sequential Window Acquisition of All Theoretical Fragment Ion Spectra Method). In der Trocken- und Regenzeit wurden insgesamt 22 Pestizide (16 Fungizide und 6 Herbizide) quantifiziert. Glücklicherweise waren die Werte der täglichen Gesamtaufnahme und die der höchsten Gefahrenquotienten für Erwachsene, Kinder und Säuglinge geringer als 1, was auf vernachlässigbare Risiken hinweist.

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Der Nachweis der verschiedenen SVOCs und Pestizide mit den aufgeführten Methoden erfordert absolutes Vertrauen in die Qualität des Reinstwassers. H. T. Thuong und seine Mitarbeiter:innen setzten dafür ein PURELAB Chorus 1-System von ELGA LabWater ein. Unsere PURELAB Rein- und Reinstwasseranlagen bieten zuverlässige Qualität, ideal für die hohen Anforderungen sensibler chromatographischer Methoden.

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Quellenangaben:

1. Target screening analysis of 970 semi-volatile organic compounds adsorbed on atmospheric particulate matter in Hanoi, Vietnam H.T. Duong, K. Kadokami, H.T. Trinh, T.Q. Phan, G.T. Le, D.T. Nguyen, et al. Chemosphere, 219 (2019), pp. 784-795
2. Occurrence and risk assessment of herbicides and fungicides in atmospheric particulate matter in Hanoi, Vietnam H.T.Duong, N.H.Doan, H.T.Trinh, K.Kadokami Science of The Total Environment,  Volume 787 (2021), 147674