Innovative Methoden zur Abbaubewertung und Quellenidentifizierung chiraler Pestizide im Grundwasser

Anko Fischer1, Katerina Tsitonaki2, Stella Dalby Agger3, Nanette Levanius Schouw Christiansen3, Kevin Kuntze1
1 Isodetect GmbH
2 Orbicon | WSP, Dänemark
3 The Region of Zealand, Dänemark

V 6.4 in Hydrogeologie in der Praxis

24.03.2022, 09:45-10:00, HS 2

In landwirtschaftlich genutzten Gebieten führen diffuse Einträge von Pestiziden ins Grundwasser zu starken Beeinträchtigungen von Trinkwasserressourcen. Belastete Brunnen können zur Trinkwassergewinnung nicht mehr genutzt werden. Ganz massiv wird diese Problematik in Dänemark deutlich, wo jährlich ca. 100 Trinkwasserbrunnen aufgrund von zu hohen Pestizidbelastungen geschlossen werden müssen. Durch ein besseres Verständnis von Eintragsquellen und natürlichen Rückhalteprozessen, vor allem des biologischen Abbaus, können Strategien entwickelt werden, um Grundwasserverunreinigungen durch Pestizide zu vermeiden bzw. zu vermindern. Dafür bedarf es geeigneter Untersuchungskonzepte mit aussagekräftigen Monitoringverfahren. Eine Vielzahl der problematischsten Pestizide wurde und wird als Gemisch aus spiegelbildlichen Molekülstrukturen (Enantiomere, chirale Moleküle) eingesetzt (z. B. Dichlorprop, Mecoprop). Für diese sind die Bestimmung von Enantiomerverhältnissen und die Enantiomer-selektive Kohlenstoffisotopenanalyse (13C/12C) aussagekräftige Methoden zur Abbaubewertung sowie Quellenidentifizierung.

Die Anwendbarkeit der Kombination dieser beiden Methoden wurde an einem mit den chiralen Pestiziden Dichlorprop, Mecoprop und 4-CPP belasteten Grundwasserleiter in Dänemark aufgezeigt. Primäre und sekundäre Schadstoffquellen konnten anhand unterschiedlicher 13C/12C-Werte sowie  Enantiomerverhältnisse identifiziert werden. Signifikante Veränderungen der 13C/12C-Werte der Enantiomere sowie deren Verhältnisse belegten zudem den biologischen Abbau der Herbizide. So nahm im Abstrom des jeweiligen Schadenszentrums der Anteil des rechtsdrehenden Enantiomers R-4-CCP ab (0,8 auf 0,52). Zugleich wurden für R-4-CPP positivere 13C/12C-Werte ermittelt. Darüber hinaus konnte der Abbau von Dichlorprop anhand der Verringerung des R-Enantiomerverhältnisses (von 0,72 auf 0,52) nachgewiesen werden.

Anhand der Untersuchung des Standortes ließen sich die Voraussetzungen, potenzielle Limitationen und vielversprechenden Perspektiven für die verwendete Methodenkombination aus der Bestimmung von Enantiomerverhältnissen und der Enantiomer-selektiven Isotopenanalyse ableiten. Neben chiralen Pestiziden (z. B. Phenoxysäuren, a-Hexachlorcyclohexan, Heptachlor, Bromacil) können diese Verfahren auch für chirale Arzneimittelrückstände (z. B. Ibuprofen, Naproxen, Metoprolol, Venlafaxin, Salbutamol), Pflegeprodukte (z. B. Climbazol) und Biozide (z. B. Icaridin) verwendet werden.



Export as iCal: Export iCal