水、土壤及植物样品中1,2,4-三氯苯的提取和GC测定

<正> 1 引言三氯苯(1,2,4-TCB)是化学工业和合成农药的重要原料,但同时也是环境中广泛存在的污染物。早在1979年,1,2,4-TCB就被美国环保局列入129种优先控制的污染物之一。在我国1,2,4-TCB也是常见的一种有机污染物。水体和土壤中1,2,4-TCB的分析方法国内已见报道。但这些方法大多步骤复杂、操作困难,而且费时、试剂消耗量大。另外,目前尚没有植物样品中1,2,4-TCB分析方法的报道。本文建立了步骤简单、易操作、节约试剂的水、土壤、植物和作物籽实中1,2,4-TCB的提取和分析方法。

POSSIBLE NATURALLY-OCCURRING ZERANOL IN BOVINE BILE IN NORTHERN-IRELAND

Zeranol and two Fusarium toxins, alpha-zearalenol and beta-zearalenol, were confirmed by gaschromatography/mass spectrometry (GC/MS) in bovine bile samples referred to this laboratory for analysis. No evidence of zeranol abuse was found on-farm. Given the recent suggestion that zeranol might arise from the metabolism of these Fusarium toxins, and the finding of zeranol in bovine and ovine urine across the EU, it. was concluded that the residues had arisen as a result of natural metabolism.

DETECTION OF CLENBUTEROL RESIDUES IN BOVINE LIVER, MUSCLE, RETINA AND URINE USING GAS-CHROMATOGRAPHY MASS-SPECTROMETRY

A gas chromatographic/mass spectrometric method is described for the detection of clenbuterol residues in liver, muscle, urine and retina. Tissue samples are first digested using protease and any clenbuterol present is extracted using a simple liquid/liquid extraction procedure. The dried extracts are then derivatized using methylboronic acid and the derivatives are subjected to gas chromatography/mass spectrometry on a magnetic sector instrument. The detection limit of the assay is 0.05 ng g-1 clenbuterol in liver, muscle or urine using a 10 g sample size, and 4 ng g-1 in retina using a 0.5 g sample size. The assay is made very specific by using selected ion monitoring of three ions at a resolution of 3500 and by ion ratio measurements. The precision and reproducibility of the assay are enhanced by the use of a deuterated internal standard, with a typical coefficient of variation of 3%.

Untersuchungen zur mikrobiellen Methylquecksilberbildung in Termiten und im Faulschlamm

Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig eine in vivo Methylierung von Quecksilber in Insekten nachgewiesen. Des Weiteren wurde die Kinetik der Quecksilbermethylierung im Faulschlamm untersucht und eine Identifizierung der für die Methylierung verantwortlichen Bakteriengruppe durchgeführt. Die Methylquecksilberbestimmung erfolgte mittels Purge&Trap Gaschromatographie-Atomfluoreszenzspektrometrie nach einer sauren Phasenextraktion. Zur Untersuchung einer in vivo Methylquecksilberbildung in Insekten wurde die australischen Termite Mastotermes darwiniensis als Modellorganismus verwandt. Den Tieren wurde über einen Zeitraum von vierzehn Tagen Quecksilber(II)chlorid in unterschiedlichen Konzentrationen mit der Nahrung zugeführt und anschließend die Methylquecksilberkonzentration in den Termiten bestimmt. Mit zunehmender Quecksilberkonzentration in der Nahrung (0 µg bis 150 µg Hg2+/g) stieg die Methylquecksilberkonzentration von ca. 5 ng auf 53,8 ng pro g Termite Trockengewicht. Bei höheren Quecksilberkonzentrationen in der Nahrung wurde kein weiterer Anstieg in der Methylquecksilberkonzentration in den Termiten festgestellt. Die Untersuchung der Methylquecksilberbildung im Faulschlamm des Klärwerks Mainz-Mombach zeigte, dass die Methylquecksilberkonzentration zu Beginn der Inkubationsphase rasch anstieg und mit zunehmender Inkubationsdauer eine Sätti-gung erreichte. Nach 164 Stunden waren insgesamt 2,6 % des eingesetzten Quecksilbers zu Methylquecksilber umgesetzt. Anhand von Hemmstoffversuchen wurden Sulfat-reduzierende Bakterien als hauptverantwortliche Organismengruppe für die Quecksilbermethylierung identifiziert.

Development and application of a GC system for NMHC analyses of air samples from the CARIBIC aircraft project

The subject of this thesis is the development of a Gaschromatography (GC) system for non-methane hydrocarbons (NMHCs) and measurement of samples within the project CARIBIC (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the atmosphere Based on an Instrument Container, www.caribic-atmospheric.com). Air samples collected at cruising altitude from the upper troposphere and lowermost stratosphere contain hydrocarbons at low levels (ppt range), which imposes substantial demands on detection limits. Full automation enabled to maintain constant conditions during the sample processing and analyses. Additionally, automation allows overnight operation thus saving time. A gas chromatography using flame ionization detection (FID) together with the dual column approach enables simultaneous detection with almost equal carbon atom response for all hydrocarbons except for ethyne. The first part of this thesis presents the technical descriptions of individual parts of the analytical system. Apart from the sample treatment and calibration procedures, the sample collector is described. The second part deals with analytical performance of the GC system by discussing tests that had been made. Finally, results for measurement flight are assessed in terms of quality of the data and two flights are discussed in detail. Analytical performance is characterized using detection limits for each compound, using uncertainties for each compound, using tests of calibration mixture conditioning and carbon dioxide trap to find out their influence on analyses, and finally by comparing the responses of calibrated substances during period when analyses of the flights were made. Comparison of both systems shows good agreement. However, because of insufficient capacity of the CO2 trap the signal of one column was suppressed due to breakthroughed carbon dioxide so much that its results appeared to be unreliable. Plausibility tests for the internal consistency of the given data sets are based on common patterns exhibited by tropospheric NMHCs. All tests show that samples from the first flights do not comply with the expected pattern. Additionally, detected alkene artefacts suggest potential problems with storing or contamination within all measurement flights. Two last flights # 130-133 and # 166-169 comply with the tests therefore their detailed analysis is made. Samples were analyzed in terms of their origin (troposphere vs. stratosphere, backward trajectories), their aging (NMHCs ratios) and detected plumes were compared to chemical signatures of Asian outflows. In the last chapter a future development of the presented system with focus on separation is drawn. An extensive appendix documents all important aspects of the dissertation from theoretical introduction through illustration of sample treatment to overview diagrams for the measured flights.

Speziation mikrobiologisch alkylierter, leichtflüchtiger Selenverbindungen in Abhängigkeit der geochemischen Verfügbarkeit des Selens

Selen kann in verschiedenen Oxidationszuständen (+6, +4, ±0, -2) in unterschiedlichen Umweltkompartimenten auftreten. Verbundenen damit sind verschiedene Eigenschaften, wie z. B. die Wasserlöslichkeit, die in direktem Zusammenhang mit der Migrationsfähigkeit sowie der Bioverfügbarkeit steht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Verfügbarkeit anorganischer Selenspezies und damit die Mobilisierbarkeit dieser in verschiedenen Laborexperimenten untersucht. Hierbei wurde an Goethit adsorbiertes Selenit sowohl mit einer Reinkultur des aktiv methylierenden Pilzes Alternaria alternata als auch mit einer angereicherten Umweltmischkultur inkubiert und die mikrobiologische Zugänglichkeit anhand der Bildung leichtflüchtiger, alkylierter Selenmetabolite wie z. B. Dimethylselenid und Dimethyldiselenid beobachtet. Zur Analyse dieser wurde eine cryotrapping-cryofocussing-GC-ICP-MS-Kopplung etabliert. Die Anteile der methylierten Selenverbindungen stiegen bei Verwendung von A. alternata mit der Inkubationszeit auf 10 % des gelösten Selens und 1 % des Gesamtselens an. Dieser Trend konnte während der Inkubation der Umweltmischkultur nicht beobachtet werden. Hier lagen die Anteile über den gesamten Untersuchungszeitraum bei ca. 0,5 % des gelösten bzw. 0,1 % des Gesamtselens, inklusive eines leichten Abwärtstrends, welcher wahrscheinlich durch die Nutzung der Alkylselenide als Kohlenstoffquelle hervorgerufen wurde. Weiterhin wurde das reduzierte Eisenselenidmineral Ferroselit eingesetzt, um dessen Stabilität gegenüber der Aktivität des sulfatreduzierenden Bakteriums Desulfovibrio gigas zu untersuchen. Mit zunehmender Inkubationszeit und damit verbundener, zunehmender Reduktion des im Nährmedium vorhandenen Sulfates konnte ein Anstieg leichtflüchtiger Organoselenverbindungen in der Gasphase der Kulturansätze festgestellt werden, die im unteren Nanogrammbereich lagen. Einhergehend damit wurde auch die Zunahme der Gehalte an gelöstem Selen und somit die biologisch bedingte Rücklösung aus der Mineral- in die Wasserphase beobachtet. Es konnte gezeigt werden, dass die Aktivität von Mikroorganismen einen deutlichen Einfluss auf die Stabilität von Oberflächenkomplexen des Selenits als auch von mineralischen Selenidspezies hat.

Thermodynamisches Verhalten von verzweigten im Vergleich zu linearen Polymeren

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Unterschieden zwischen linearen und verzweigten Oligomeren/Polymeren mit praktisch gleichem chemischem Bau. Untersucht wurden eine Reihe von ungeladenen Polymeren in Hinsicht auf deren Wechselwirkungsparameter mit Lö-sungsmitteln sowie peripher geladene Dendrimere im Hinblick auf deren Staudingerindices in Wasser. Bei den ungeladenen Oligomeren/Polymeren handelt es sich um Oligoisoprene, Polygly-cerine und Oligo-Dimetylsiloxane. Vor den thermodynamischen Messungen war es notwen-dig, die verzweigten Produkte durch diskontinuierliche Spinn-Fraktionierung von linearen Bestandteilen zu befreien. In diesem Zusammenhang wurden die Phasendiagramme der Aus-gangsproben und der fraktionierten Proben bestimmt und mit denen der entsprechenden linea-ren Polymeren verglichen. Die Ergebnisse zeigen deutliche Einflüsse der Molekularchitektur, wobei Mischungen aus linearen und verzweigten Polymeren plus niedermolekularen Flüssig-keiten infolge der Unverträglichkeit der hochmolekularen Komponenten ungewöhnliches Verhalten zeigen. Die Flory-Huggins Wechselwirkungsparameter von linearen und verzweigten Polyme-ren wurden mit Hilfe von Dampfdruckmessungen (Headspace-Gaschromatographie) und dampfdruckosmometrischen Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen bestimmt. Es zeigt sich, daß die -Werte in komplexer Weise von der Konzentration abhängen und mit einem Ansatz nach Wolf (Gleichung 26 und 31) quantitativ modellierbar sind. Allgemein gilt die folgende Ungleichung: bra > lin. Die Untersuchungen bezüglich der Staudingerindeces von Polyelektrolyten wurden an vier Generationen von peripher geladenen Dendrimeren durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die [ ] Werte mit zunehmender Generation deutlich sinken. Bei der 1. Generation ver-hält sich das Dendrimer noch sehr ähnlich wie lineare Polyelektrolyte. Mit steigender Zahl der Generationen nimmt der Staudingerindex trotz zunehmendem Molekulargewicht deutlich ab, da der Polyelektrolyteffekt (Aufweitung der Knäuel durch elektrostatische Wechselwirkung) an Bedeutung verliert. Der Grund dafür liegt in einer Zunahme des Abstands der Ladungen zur Hauptkette und der Tatsache, dass der Zahl der Ladungen pro Molekül bei konstantem n entsprechend einer quadratischen Reihe zu (2, 4, 8, 16) zunimmt. Wie aus Messungen an der ETH Zürich bekannt ist, verhalten sich ungeladene Dendrimere in organischen Lösungsmit-teln wie die Lösungen von linearem Polystyrol.

Intermediate pyrolysis and product identification by TGA and Py-GC/MS of green microalgae and their extracted protein and lipid components

The thermo-chemical conversion of green microalgae Chlamydomonas reinhardtii wild type (CCAP 11/32C), its cell wall deficient mutant C. reinhardtii CW15 (CCAP 11/32CW15) and Chlorella vulgaris (CCAP 211/11B) as well as their proteins and lipids was studied under conditions of intermediate pyrolysis. The microalgae were characterised for ultimate and gross chemical composition, lipid composition and extracted products were analysed by Thermogravimetric analysis (TG/DTG) and Pyrolysis-gaschromatography/mass-spectrometry (Py-GC/MS). Proteins accounted for almost 50% and lipids 16-22 % of dry weight of cells with little difference in the lipid compositions between the C. reinhardtii wild type and the cell wall mutant. During TGA analysis, each biomass exhibited three stages of decomposition, namely dehydration, devolatilization and decomposition of carbonaceous solids. Py-GC/MS analysis revealed significant protein derived compounds from all algae including toluene, phenol, 4-methylphenol, 1H-indole, 1H-indole-3methyl. Lipid pyrolysis products derived from C. reinhardtii wild type and C. reinhardtii CW15 were almost identical and reflected the close similarity of the fatty acid profiles of both strains. Major products identified were phytol and phytol derivatives formed from the terpenoid chain of chlorophyll, benzoic acid alkyl ester derivative, benzenedicarboxylic acid alkyl ester derivative and squalene. In addition, octadecanoic acid octyl ester, hexadecanoic acid methyl ester and hydrocarbons including heptadecane, 1-nonadecene and heneicosane were detected from C. vulgaris pyrolysed lipids. These results contrast sharply with the types of pyrolytic products obtained from terrestrial lignocellulosic feedstocks and reveal that intermediate pyrolysis of algal biomass generates a range of useful products with wide ranging applications including bio fuels.