Dokument 1.pdf

1 Einführung und Zielsetzung
Es wird vermutet, dass Emissionen von Kraftfahrzeugen
zu Einträgen von Mineralölkohlenwasserstoffen
(MKW), Naphthalin und Methyl-tertiär-Butylether
(MTBE) in den Aufwuchs straßenbegleitender
Grünflächen und Bankette führen.
Hauptemissionsquellen von Mineralölkohlenwasserstoffen
sind Tropfverluste, Leckagen, Unfälle
sowie eine unvollständige Kraftstoffverbrennung.
Der Parameter „Mineralölkohlenwasserstoffe“ ist
ein Summenparameter, der sowohl die offenkettigen
aliphatischen Kohlenwasserstoffe als auch die
einkernigen aromatischen Verbindungen wie Benzol,
Toluol und Xylol erfasst.
Naphthalin ist ein polycyklischer aromatischer
Kohlenwasserstoff (PAK), der aus zwei miteinander
kondensierten aromatischen Systemen besteht.
Die PAK entstehen hauptsächlich durch unvollständige
Verbrennung des Kraftstoffs. Durch Einführung
von Abgaskatalysatoren werden die PAK-
Emissionen stark reduziert. Allerdings enthalten
auch Fahrzeugreifen in geringen Konzentrationen
PAK, welche durch Oberflächenabfluss in den
Straßenrandbereich gelangen können.
Der Kraftstoffzusatz Methyl-tertiär-Butylether wird
in Deutschland seit Mitte der 80er Jahre als sauerstoffhaltige
Verbindung verwandt, um die Oktanzahl
zu erhöhen und den PAK-Ausstoß der Kraftfahrzeuge
durch Verbesserung des Verbrennungsverhaltens
des Kraftstoffs zu senken. MTBE gelangt
als unverbrannter Kraftstoffanteil in die Umwelt
und ist dort aufgrund seiner hohen Wasserlöslichkeit
sehr mobil.
Das Mähgut im Intensivpflegebereich straßenbegleitender
Grünflächen soll auf Mineralölkohlenwasserstoffe,
Naphthalin und Methyl-tertiär-Butylether
untersucht werden. Dazu werden zwei
gaschromatografische Methoden, basierend auf
der GC/FID- und GC/MS-Technik in Verbindung mit
SPME (Festphasenmikroextraktion), entwickelt
(FID = Flammenionisationsdetektion, MS = Massenspektrometrie).
Die Ergebnisse der Bestimmung
von Mineralölkohlenwasserstoffen in Grasproben
werden mit denen einer infrarotspektrometrischen
Bestimmung gemäß DIN 38409 Teil 18
verglichen. Die Ergebnisse dienen der Beurteilung
der Einträge von Mineralölkohlenwasserstoffen,
Naphthalin und Methyl-tertiär-Butylether gemäß
Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV) und
sollen eine Entscheidungshilfe zu der Frage leisten,
109
wie mit der Entsorgung bzw. Verwertung von
Schnittgut zu verfahren ist.
Die Gras- und Bodenproben wurden auf Banketten
von Autobahnabschnitten der A 1, A 2, A 3, A 4,
A 59 und A 61 genommen.
2 Nachweis von Methyl-tertiär-
Butylether in Gras- und Bodenproben
2.1 Bestimmung von MTBE in Grasproben
mittels SPME-GC/MS
Zurzeit gibt es kein genormtes Verfahren für die
analytische Bestimmung von MTBE, in der Regel
wird ein Gaschromatograf (hier AutoSystem XL
von Perkin ELMER) in Verbindung mit einem Massenspektrometer
(GC/MS) eingesetzt (hier Turbo-
Mass von Perkin ELMER) [1], [2]. MTBE ist eine
leichtflüchtige Verbindung mit einer Siedetemperatur
von nur 55 °C. Das Entweichen von MTBE
während der Probenvorbereitung und der analytischen
Bestimmung muss deshalb unbedingt vermieden
werden. Eine geeignete Probenvorbereitungstechnik
ist die Anreicherung von MTBE aus
dem wässrigen Eluat der Grasproben mit Hilfe der
Festphasenmikroextraktion, bei der eine Carboxen-PDMS-Faser
der Schichtdicke 75 µm eingesetzt
wurde.
Dazu wurden 20 g einer Grasprobe mit 80 ml destilliertem
Wasser eine Stunde auf der Schüttelmaschine
eluiert und anschließend eine Stunde stehen
gelassen. 4 ml der überstehenden Lösung
wurden dekantiert, mit 1 g NaCl versetzt und anschließend
unter Rühren eine Stunde mit der Mikrofaser
extrahiert. Die Faser wurde in das Injektionssystem
des GC/MS gebracht und die zuvor
extrahierten Substanzen bei 200 °C desorbiert. Die
auf der Säule getrennten Substanzen wurden bei
folgenden Bedingungen massenselektiv detektiert:
Probenaufgabe splitless, Injektortemperatur 250
°C, GC-Säule: SE 54 60 m x 0.25 mm, Temperaturprogramm:
35 °C (6 min halten), bis 250 °C (25
°C/min), 4 min halten. Als Trägergas wurde Helium
verwendet.
Mehrere Grasproben, die auf Banketten der A 4 genommen
wurden, wurden auf diese Weise analysiert.
In Bild 1a ist das Chromatogramm einer mit
0,125 mg/kg MTBE dotierten Grasprobe und in Bild
1b das Chromatogramm einer Originalprobe abge-