Organisch-hydrochemische Laborübung



Teilnehmer:
Mario Gehre (Leipzig),
Susanne Henke,
Corinna Hoff,
Michael Laaß,
Ronny Lähne,
Janine Levin,
Dirk Schlesier,
Ahmed Sefelnasr,
Tilmann Steinmetz,
Andrea Wagner

Leitung:
Dr. W. Gossel


Rahmenbedingungen der Lehrveranstaltung

In diesem Jahr fand zum ersten Mal eine organisch-hydrochemische Laborübung statt, bei der die wichtigsten Arbeitsmethoden zur laborativen Aufbereitung und Analytik von Wasser- und Boden/Gesteinsproben vermittelt werden sollten. Die Lehrveranstaltung ist angebunden an die Vorlesungen und Übungen zur Hydrochemie und Umweltgeologie (I und II), in denen das grundlegende Wissen zum Auftreten und Verhalten organischer Stoffe in der Umwelt vermittelt werden. Die Durchführung einer solchen Veranstaltung wurde ermöglicht durch den Neubau  und Einrichtung von zwei organischen Laboren im Institut für Geologische Wissenschaften und durch die Neubeschaffung von Analysengeräten im Institut für Geologie und im Institut für Geographie (HPLC, GC und TOC).
Der Ablauf der dreitägigen Blockveranstaltung sah vorlesungsähnliche Abschnitte mit Erläuterung der Arbeitsschritte und der Analytik und die eigentliche Untersuchung von Wasser- und Bodenproben vor.


Probenmaterial

Aufgrund der Anbindung an Hydrochemie und Umweltgeologie wurden folgende Proben untersucht:

Wasser:
Mineralölkontaminiertes Grundwasser einer Altlast
Wasser eines Kleingewässers nahe dem Institut
Grundwasser einer "Megasite"-Altlast

Gestein/Boden:
Boden der mineralölkontaminierten Altlast
Braunkohle
Kupferschiefer


Aufbereitung und Analytik der Proben

Die Boden/Gesteinsproben wurden gemahlen, (bei geringen Temperaturen) getrocknet und mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert.




Fest-Flüssig-Extraktion (Soxhlet-Extraktion)


Die (Grund-)Wasserproben wurden mit einem organischen Lösungmittel ausgeschüttelt, so dass die zu untersuchenden Stoffe gleichzeitig angereichert wurden.
Die weitere Aufbereitung der Extrakte erfolgte über die Säulenchromatographie mit verschiedenen Lösungsmitteln, durch die die Stofftrennung besonders gut sichtbar wurde.



Einengung der Extrakte und Aufziehen auf Kieselgel für die Säulenchromatographie



Vorbereitung der Säulenchromatographie


Aus den Fraktionen der Säulenchromatographie konnten anschließend Einzelstoffe in der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) und Gaschromatographie getrennt und identifiziert werden.



Hochleistungs-Flüssigkeitschromatograph




Gaschromatograph


Ergebnisse

Schwerpunkt der Auswertungen waren die Alkanfraktionen und z.T. die Aromatenfraktionen. Die vergleichenden Analysen der Chromatogramme zeigen sehr deutlich die Wirkung verschiedener Prozesse: Die Einwirkung von Druck und Temperatur bei der Gesteinsbildung (Diagenese), den biologischen Abbau bestimmter organischer Stoffe und evtl. neu entstehende Verbindungen. In den Altlastenfällen können hieraus Rückschlüsse auf die Sanierungsfähigkeit und die einzusetzenden Methoden abgeleitet werden.