Zusammenfassung
In der Umweltmeßtechnik kann die Analytik von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) eine Vorreiterrolle spielen bei der Einführung und Etablierung neuer Nachweisverfahren für den in-situ Einsatz [1]. Die Empfindlichkeit der Laserfluoreszenzspektroskopie (laser-induced fluorescence, LIF) übersteigt deutlich die anderer Meßverfahren und kann sonst wohl nur durch Ionenmeßtechniken erreicht werden. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit und Selektivität sowie der Möglichkeit der Fernaufklärung werden LIF-spektroskopische Verfahren seit ca. 20 Jahren stark in der Atmosphärenforschung und der Untersuchung von Gewässeroberflächen eingesetzt [2–4]. Wesentlich seltener sind Anwendungen in den Bereichen der Hydro- und der Pedosphäre sowie bei Vegetationsuntersuchungen. In diesem Artikel sollen Möglichkeiten und Bedingungen der LIF-Spektroskopie zur Untersuchung von PAK und Mineralölen direkt an Bodenproben aufgezeigt werden (s. Abb. 1). Dabei werden unsere aktuelle Ergebnisse dargestellt und es wird Bezug genommen auf frühere Arbeiten zur LIF-Analytik von Bodenoberflächen und in Bodenreaktoren [5–10], zu den Wechselwirkungen von PAK mit Huminstoffen [11, 12] sowie zu chemometrischen Verfahren [13]; eine Übersicht der Arbeiten findet sich in [14, 15].
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Literatur
Eastwood D, Lidberg RL, Simon SJ und Vo-Dinh T (1991) An overview of advanced spectroscopic field screening and in-situ monitoring instrumentation and methods, S 97–111 in: L Pawlowski (ed), Chemistry for the Protection of the Environment, Environmental Analytical Chemistry Bd. 42, Plenum Press, New York
Measures R (1984) Laser Remote Sensing: Fundamentals and Applications, Wiley, New York
Werner C, Klein V, und Weber K (eds) (1992) Laser in Remote Sensing, Springer, Berlin
Clark RJH, und Hester RE (eds) (1995) Spectroscopy in Environmental Science, Advances in Spectroscopy Bd. 24, Wiley, Chichester
Haberz A, Müller-Hurtig R, Wagner F, Kumke MU, Löhmannsröben H-G, und Roch Th, (1992) Microbial degradation and luminescence analysis of PAH/alkane mixtures in a stirred reactor with 10% soil content, S 1017–1021 in: Kreysa G, und Driesel AJ (eds), DECHEMA Biotechnology Conferences, Bd. 5B, VCH, Weinheim
Kumke MU, Löhmannsröben H-G, und Roch Th, (1993) Luminescence spectroscopy of polynuclear aromatic compounds on soil surfaces. Polycyclic Aromatic Compd 3 (Suppl.): 459–466
Kumke MU, Löhmannsröben H-G, Roch Th, Czeschka K, und Müller-Hurtig R, (1994) Stationary and time-resolved fluorescence spectroscopy of polynuclear aromatic compounds in environmental monitoring, S 744–755 in: Optical Sensing for Environmental Monitoring, Air & Waste Management Association, Pittsburgh
Löhmannsröben H-G, Kumke MU, Meyer Th, Roch Th, und Zimmermann U, (1995) Laser-induced fluorescence spectroscopy of polynuclear aromatic compounds and model oils in humic acid-and soil-containing compartments, in: Proc Fourth Intern Symp Field Screening Methods for Hazardous Wastes and Toxic Chemicals, Las Vegas, im Druck
Roch Th, Löhmannsröben H-G, und Meyer Th (1995) Laser-induced fluorescence analysis of PAC-doped model oils on alumina, sand and soil surfaces, S 453–464 in: Vo-Dinh T, und Nießner R, (eds), Environmental Monitoring and Hazardous Waste Site Remediation, Proceedings SPIE, Bd. 2504
Kretschmann St, Löhmannsröben H-G, und Meyer Th (1996) Aqueous Ozonation of 3, 9-Per-ylenedicarboxylic Acid (PDA) in the presence of humic substance and soil investigated with LIF-spectroscopy. Polycyclic Aromatic Compd, im Druck
Kumke MU, Löhmannsröben H-G, und Roch Th (1994) Fluorescence quenching of polynuclear aromatic compounds by humic acid. Analyst 119: 997–1001
Kumke MU, Löhmannsröben H-G, Roch Th, und Scheid HA (1996) Fluorescence quenching of polycyclic aromatic compounds by humic acid. II. Influence of pH and temperature on quenching efficiencies. Analyst, Manuskript in Vorbereitung
Roch Th (1996) Evaluation of total luminescence data with ehemometrical methods: a tool for environmental monitoring. Chemometrics Inteli Lab Sys, zur Veröffentlichung eingereicht
Kumke MU, Löhmannsröben H-G, und Roch Th (1995) Fluorescence spectroscopy of polynuclear aromatic compounds in environmental monitoring. J Fluoresc 5: 139–153
Löhmannsröben H-G, Kumke MU, und Roch Th (1995) PAK-Huminstoffe-Böden: Fluoreszenzspektroskopie für die Umweltanalytik. GIT Fachz Lab 39: 112–116
Göpel W, Hesse J, Zemel JN, Grandke T, und Ko WH (eds) (1989), Sensors - A Comprehensive Survey, Bd. 1, Verlag Chemie, Weinheim
Zander M (1995) Polycyclische Aromaten, Teubner, Stuttgart
Käss W (1992) Geohydroiogische Markierungstechnik, Gebrüder Boratraeger, Berlin
Goldberg MC (ed) (1989) Luminescence Applications in Biological, Chemical, Environmental and Hydrological Sciences, ACS Symposium Series, Bd. 383, Washington DC
Marquardt H, und Schäfer SG (eds) (1994) Lehrbuch der Toxikologie, Wissenschaftsverlag, Mannheim
Schwarzenbach RP, Gschwend PM, und Imboden DM (1993) Environmental Organic Chemistry, Wiley, New York
Gerstl Z, Chen Y, Mingelgrin U, und Yaron B (eds) (1989) Toxic Organic Chemicals in Porous Media, Springer, Berlin
Yaron B (1989) On the behavior of petroleum hydrocarbons in the unsaturated zone: abiotic aspects, S 211–230 in: Gerstl Z, Chen Y, Mingelgrin U, und Yaron B (eds), Toxic Organic Chemicals in Porous Media, Springer, Berlin
Hellmann H (1995) Umweltanalytik von Kohlenwasserstoffen, VCH, Weinheim
Trinkw V (1990) Verordnung über Trinkwasser und Wasser für Lebensmittelbereiche (Trinkwasserverordnung) vom 5. Dezember 1990, S 2612–2629 in: Bundesgesetzblatt, Bd. 66 Teil 1, berichtigt am 23.01.1991 Bundesgesetzblatt Teil 1, S 227
Rosenkranz D, Einsele G, und Harreß H-M (eds) (1988) Niederländischer Leitfaden zur Bodenauswertung und Bodensanierung, Kap. 8935, S 1–27; Niederländische Liste 1994: Inter-ventions-(I-Werte) und Referenzwerte (S-Werte) für Böden und Grundwasser, Kap. 8936, S 1–4 in: Bodenschutz, Bd. 2, E. Schmidt, Berlin
DIN Deutsches Institut für Normung (1981) DIN 38409 Summarische Wirkungs- und Stoffkenngrößen (Gruppe H), Teil 18 Bestimmung von Kohlenwasserstoffen, Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung, Beuth Verlag, Berlin
Kolb M, und Bahadir M (1995) Analyse schwerflüchtiger organischer Stoffe in Sedimenten, S 143–181 in: Günzler H, Bahadir MA, Borsdorf R, Danzer K, Fresenius W, Huber W, Lüderwald I, Schwedt G, Tölg G, Wisser H (eds) Analytiker-Taschenbuch, Bd. 13, Springer, Berlin
Schröder W, Matz G (1995) Boden-GC/MS-Screening im Gelände, Terra Tech 4: 32–40
Birks JB (1970) Photophysics of Aromatic Molecules, Wiley, London
Eaton DF (1988) Reference materials for fluorescence measurement. J Photochem Photobiol B 2: 523–531
Eaton DF (1990) Recommended methods for fluorescence decay analysis. Pure & Appl Chem 62: 1631–1648
Demas JN (1983) Excited State Lifetime Measurements, Academic Press, New York
O’Connor DV, und Phillips D (1984) Time-correlated Single Photon Counting, Academic Press, London
Hart LP, und Daniels M (1992) Lifetime analysis of weak emissions and time-resolved spectral measurements with a subnanosecond dye laser and gated analog detection. Appl Spectroc 46: 191–205
Vo-Dinh T (1978) Multicomponent analysis by synchronous luminescence spectrometry. Anal Chem 50: 396–401
Rubio S, Gomez-Hens A, und Valcarcel M (1986) Analytical applications of synchronous fluorescence spectroscopy. Talanta 33: 633–640
Stevenson CL, und Vo-Dinh T (1993) Laser-excited synchronous luminescence spectroscopy. Appl Spectrosc 47: 430–435
Ndou TT, und Warner IM (1991) Applications of multidimensional absorption and luminescence spectroscopies in analytical chemistry. Chem Rev 91: 493–507
Gemperline PJ (1989) Mixture analysis using factor analysis I: calibration and quantitation. J Chemom> tries 3: 549–568
Ho C-N, Christian GD, und Davidson ER (1980) Application of the method of rank annihilation to fluorescent multicomponent mixtures of polynuclear aromatic hydrocarbons. Anal Chem 52: 1071–1079
Knorr FJ, und Harris JM (1981) Resolution of multicomponent fluorescence spectra by an emission wavelength-decay time data matrix. Anal Chem 53: 272–276
Huber W (1994) Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze, S 21–34 in: Günzler H, Bahadir MA, Borsdorf R, Danzer K, Fresenius W, W Huber, I Lüderwald, G Schwedt, G Tölg, H Wisser (eds) Analytiker-Taschenbuch, Bd. 12, Springer, Berlin
Miller JC, Miller JN (1993) Statistics for Analytical Chemistry, 3. Aufl., Ellis Horwood PTR Prentice Hall, New York
Czeschka K (1995) Einfluß von Starterkulturen und Tensiden auf den Abbau von Kohlenwasserstoffen in Bodenfestbettreaktoren, Dissertation, TU Braunschweig
Roch Th (1994) Fluoreszenzspektroskopische in-situ Analyse von polycyclischen aromatischen Verbindungen in mineralölkontaminierten Böden, Dissertation, TU Braunschweig
Downare TD, und Mullins OC (1995) Visible and near-infrared fluorescence of crude oils. Appl Spectrosc. 49: 754–764
Mullins OC, Mitra-Kirtley S, und Zhu Y (1992) The electronic absorption edge of petroleum. Appl Spectrosc 46: 1405–1411
Hengstermann T, und Reuter R (1992), Optical Spectra of Fluorescent Pollutants in Aquatic Environments, Bd. 1, Universität Oldenburg, Oldenburg
Bublitz J, und Schade W (1995) Multiwavelength laser-induced fluorescence spectroscopy for quantitative classification of aromatic hydrocarbons, S 265–277 in: Vo-Dinh T, Niener R (eds) Environmental Monitoring and Hazardous Waste Site Remediation, Proceedings SPIE, Bd. 2504
Eastwood D (1981) Use of luminescence spectroscopy in oil identification, S 251–275 in: Wehry EL (ed), Modern Fluorescence Spectroscopy, Bd. 4, Heyden, New York
Hellmann H (1993) Eignung der Sychron-Fluoreszenzspektroskopie bei der Analyse von kontaminierten aquatischen und terrestrischen Sedimenten. Vom Wasser 80: 79–88
Wilson BE, Sanchez E, und Kowalski BR (1989) An improved algorithm for the generalized rank annihilation method. J Chemometrics 3: 493–498
Kotzick R, und Nießner R (1996) Application of time-resolved, laser-induced and fiber-optically guided fluorescence for monitoring a PAH-contaminated remediation site. Fresenius J Anal Chem 354: 72–76
Stevenson FJ (1982) Humus Chemistry - Genesis, Composition, Reactions. Wiley, New York
Paul RJ, Schneckenburger H (1996) Oxygen concentration and the oxidation-reduction state of yeast: determination of free/bound NADH and flavins by time-resolved spectroscopy. Naturwissenschaften 83: 32–35
Hengstermann T, und Reuter R (1992) Laserfluorosensing of mineral oil spills: a quantitative approach. EARSeL Adv in Remote Sensing 1: 52–60
Frey HP, und Zieloff K (1993) Qualitative und quantitative Dünnschichtchromatographie, VCH, Weinheim
Malley DF, und Nilsson M (1995) Environmental applications of near infrared spectroscopy: seeing the environment in a different light. Spectroscopy Europe 7(6): 8–16
Dalai RC, und Henry RJ (1986) Simultaneous determination of moisture, organic carbon, and total nitrogen by near infrared reflectance spectrophotometry. Soil Sci Soc Am J 50: 120–123
Lieberman SH, Theriault GA, Cooper SS, Malone PG, Olsen RS, und Lurk PW (1991) Rapid, subsurface, in-situ field screening of petroleum hydrocarbon contamination using laser induced fluorescence over optical fibers, S 57–63 in: Proc Second Intern Symp Field Screening Methods for Hazardous Wastes and Toxic Chemicals, Las Vegas
Nielsen BJ, Gillispie G, Bohne DA, und Lindstrom DR (1995) A new site characterization and monitoring technology, S 278–290 in: Vo-Dinh T, und Nießner R (eds), Environmental Monitoring and Hazardous Waste Site Remediation, Proceedings SPIE, Bd. 2504
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Löhmannsröben, HG., Roch, T. (1997). Laserfluoreszenzspektroskopie als extraktionsfreies Nachweisverfahren für PAK und Mineralöle in Bodenproben. In: Günzler, H., et al. Analytiker-Taschenbuch. Analytiker-Taschenbuch, vol 15. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-60430-0_7
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