Optimierung der MTBE-Bestimmung in Umweltproben mittels HS-SPME und GC/FID-Analyse

Inhaltsangabe:Einleitung: Die Idee Kraftstoffe mit Zusätzen zu optimieren ist beinahe so alt wie die Verwendung von petrochemischen Kraftstoffen selbst. Insbesondere die Verbesserung der Octanzahl und der Verbrennung sind schon immer ein großes Ziel der Veredelung gewesen. Bereits in den 1930er Jahren wurde in den USA Kraftstoffen Ethanol zugemischt um die Octanzahl zu erhöhen. Im Laufe der Zeit wurden weitere Additive eingeführt wie beispielsweise Benzol oder auch Verbindungen organometallischer Natur, wie zuletzt das Bleitetraethyl (TEL). TEL ist toxisch und resultiert in hohen Bleikonzentrationen im Körper und in der Umwelt. Bleiverbindungen sind seit 1988 in Deutschland, seit 1995 in den USA und seit 2000 in der EU gesetzlich verboten, als Antiklopfmittel wird seitdem Methyltertiär- butylether (MTBE) eingesetzt. MTBE, ein aliphatischer Ether, ist weltweit eine der wichtigsten synthetischen Chemikalien, die zum einen als Additiv in Ottokraftstoffen, zum anderen als Lösungsmittel in der organischen Chemie großtechnische Bedeutung erlangt hat. So ersetzt es im Ottokraftstoff sowohl Tetraethylblei als Antiklopf-Additiv als auch einen Teil aromatischer Kohlenwasserstoffe, die für die Bildung von Smog verantwortlich gemacht werden und gesundheitlich nicht ganz unbedenklich sind. Gegenwärtig werden ca. 98 % des weltweit produzierten MTBE als Kraftstoffzusatz verwendet. Der kraftstoffbezogene Verbrauch – bei einem durchschnittlichen Anteil von 2,45 Vol.-% im Ottokraftstoff – belief sich in Deutschland im Jahr 2005 auf ca. 575.000 Tonnen. Durch Unfälle wie Tankleckagen aber auch beim regulären Umgang und Gebrauch wird MTBE in die Umwelt emittiert. In diesem Zusammenhang kommt es durch eine Kombination ungünstiger physikochemischer Eigenschaften zu einer Anreicherung in der Umwelt, insbesondere in aquatischen Systemen. Für MTBE liegen unterschiedliche Toxizitätsangaben vor, jedoch wird es weder als kanzerogen, noch mutagen oder reproduktionstoxisch eingestuft. MTBE ist nicht nur gut in Wasser löslich, es besitzt auch einen relativ hohen Dampfdruck und adsorbiert kaum an Bodenpartikel. Als Folge wird es mit Regenwasser aus Luft und Boden nahezu vollständig ausgewaschen und zügig in das Grundwasser verlagert. Allgemein gilt, dass MTBE in der Umwelt einem mikrobiellen Abbau nur schwer zugänglich ist bzw. ein Abbau nur durch spezielle Mikroorganismen und Milieubedingungen möglich ist. Aus den beachtlichen Verbrauchsmengen, den physikochemischen sowie [...]