Passive Probenahme spürt Chemikalien in Flüssen sicher auf

Auf dem Bild hält eine Person einen verschmutzten Silikonstreifen in der Hand.zum Vergrößern anklicken
Passivsammler aus Silikon nach dem Einsatz im Gewässer.
Quelle: BfG Referat Biochemie/Ökotoxikologie (G3)

Eine Studie im Auftrag des UBA kommt zu dem Ergebnis, dass sogenannte Passivsammler sehr nützlich für die chemische Gewässerüberwachung sind. Diese Probenahmetechnik arbeitet mit Silikonstreifen und ist konventionell genommenen Wasserproben häufig überlegen, da sie auch sehr niedrige Konzentrationen, kurzzeitige Stoffeinträge und unbekannte Einleitungen in Gewässer nachweisen kann.

Im Projekt „Anwendung von Passivsammlern in Überwachungsprogrammen gemäß WRRL und MSRL – Identifizierung von Kontaminationsschwerpunkten, Referenzstandorten und neuen Schadstoffen (AnPassa)“ hat das Umweltbundesamt (UBA) in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) Passivsammler zur Ermittlung von Kontaminationsquellen und Stoffmustern in Flüssen erprobt.

Exemplarische Feldstudien in Flüssen zeigen, dass Passivsammler kontaminierte von weniger kontaminierten Standorten unterscheiden und die Quellen der Verunreinigungen oder zeitliche Veränderungen von Stoffkonzentrationen aufdecken können. So konnte in diesem Projekt beispielsweise ein Kontaminationsschwerpunkt von umweltschädigenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in einem Zufluss der Saar identifiziert werden. 

Die mit Passivsammlern ermittelten Gehalte für PAK stimmen mit den Konzentrationen dieser Stoffe in Muscheln, die von der Umweltprobenbank des Bundes ermittelt wurden, überein. Das bestätigt Forschungsergebnisse zur Wasserbeprobung mit Passivsammlern als „künstliche Muschel“. Ein Screening von 140 Pflanzenschutzmittelwirkstoffen zeigt ein weiteres Anwendungsfeld für ereignisbezogene Messungen in landwirtschaftlich geprägten Gewässern.

Die Studie liefert wichtige Hinweise zur praktischen Handhabung, zur Installation im Gewässer und zur Vor- und Aufbereitung sowie Lagerung im Labor. Die Berechnung der Stoffkonzentration und qualitätssichernde Maßnahmen gemäß DIN EN ISO 5667-23:2011-06 werden ebenfalls diskutiert.

Funktionsweise von Passivsammlern

Passivsammler reichern Stoffe mit geringer Wasserlöslichkeit über mehrere Wochen direkt aus dem Gewässer an. Treibende Kraft ist der Verteilungskoeffizient zwischen Wasser- und Sammlerphase. Chemikalien diffundieren aus dem Wasser in den Passivsammler und reichern sich dort an. Nach einer bestimmten Sammeldauer werden die Passivsammler im Labor mit Lösemittel extrahiert und die Stoffkonzentrationen analysiert. Auf diese Weise wird der integrierende Gehalt der Stoffe ermittelt. So lassen sich auch Stoffe nachweisen, die wegen ihrer niedrigen Konzentrationen im Wasser schwer zu bestimmen wären. Temporäre Einträge während des Sammelns werden ebenfalls erfasst. 

 

Zeitlicher Verlauf von Schadstoffkonzentrationen im Gewässer (schwarz), in Wasserstichproben (blau) und im Passivsammler (grün).

<>
  1. Schadstoffkonzentrationen im Gewässer