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Fachartikel
Tributylzinn in Gesamtwasserproben
Entwicklung eines Referenzverfahrens für die EU-Wasserrahmenrichtlinie
Janine Richter, Ina Fettig, Christian Piechotta, Rosemarie Philipp und Norbert Jakubowski
Organozinnverbindungen sind eine
weitverbreitete Klasse von Umweltschadstoffen,
die zur Belastung
von Oberflächengewässern und der aquatischen
Ökosysteme in den letzten Jahrzehnten
beigetragen haben. Dabei weisen
Organozinnverbindungen eine Vielfalt an
physikalischen und chemischen Eigenschaften
auf, die verschiedenste Einsatzmöglichkeiten
in Industrie und Landwirtschaft
ermöglichen.
Der Eintrag in die Umwelt ist hauptsächlich
anthropogenen Ursprungs. Am populärsten
sind die Nutzung als Zusatz in Antifoulinganstrichen
für Schiffe, Additive in Polymeren,
Holzschutzmittel, Fungizide und
Insektizide. Seit 2003 ist die bedeutendste
Organozinnverbindung Tributylzinn (TBT)
in Antifoulingfarben in der EU zwar verboten
und auch andere Anwendungen sind
beschränkt oder rückläufig, dennoch ist
sie weitverbreitet und in Oberflächengewässern,
Biota, Schlamm und Sedimenten
nachweisbar.
Folgen des Eintrags von TBT
Es ist bekannt, dass Organozinnverbindungen
und insbesondere TBT toxische Wirkung
auf die aquatische Umwelt zeigen. Aufgrund
seines hohen ökologischen Schädigungspotentials
zählt TBT zu den stärksten bekannten
Umweltgiften. Schon im unteren ppt-
Bereich führt TBT zu akuten Vergiftungen
von Algen, Weichtieren wie Muscheln und
Fischlarven. Als Folge einer TBT-Belastung
kommt es unter anderem zu Schalendeformationen,
DNA-Schädigung, Beeinträchtigung
der Geschlechtsbildung und des
Wachstums. Auch das Imposex-Phänomen,
bei dem das Geschlecht gegensätzlich zum
bestehenden verändert wird, ist eine Folge
des Kontakts der Weichtiere mit TBT. Das
Umweltgift greift dabei in das Hormonsystem
von Schnecken und Austern ein. TBT
ist die bisher einzig bekannte androgen
wirkende Substanz, d. h. es kann zu einer
Vermännlichung von weiblichen Schnecken
kommen.
Für den Menschen stellen die Zinnverbindungen
ebenfalls eine Gefahr dar, da sie
durch Akkumulation in den aquatischen
Lebewesen in die Nahrungskette gelangen
können. Auch die Kontamination von
Trinkwasser ist eine mögliche Quelle zur
Aufnahme der Schadstoffe. Akute Vergiftungen
durch Tributylzinn können beim
Menschen zu Atemnot, Herzversagen und
Gehirnblutungen führen. Als Folge einer
chronischen Aufnahme kann das menschliche
Immunsystem geschädigt werden,
dabei werden die Funktionen der Immunzellen
gestört. Triorganozinnverbindungen
verursachen bei Säugern zudem hämatologische
Veränderungen und haben Effekte
auf verschiedene endokrine Organe. Auch
der Verdacht der Kanzerogenität besteht für
Tributylzinn.
Anforderungen an das Referenzverfahren
Die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)
2000/60/EG ist eine gesetzgebende Richtlinie,
deren angestrebtes Ziel der Schutz der
Binnen- und Küstenwasserqualität innerhalb
der Europäischen Union ist. Um die Wasserqualität
zu überwachen und zu beurteilen,
wurden prioritäre Schadstoffe und zugehörige
Grenzwerte festgelegt. Für diese Umweltschadstoffe
müssen vergleichbare und
rückführbare Messwerte innerhalb Europas
bereitgestellt werden um eine hohe Wasserqualität
nach den Maßgaben der WRRL zu
erreichen. Dies kann aber nur durch Referenzmethoden
ermöglicht werden, die als
Referenzpunkte für die Umsetzung einer
rückführbaren Infrastruktur dienen.
In einem europäischen Forschungsprojekt
des European Metrology Research Programmes
(EMRP) sollen solche analytische
Methoden für die quantitative Bestimmung
ausgewählter prioritärer Stoffe entwickelt
und validiert werden. Diese müssen in der
Lage sein, die geforderten geringen Umweltqualitätsnormen
(UQN) der WRRL in Gesamtwasserproben
von Grund-, Oberflächenund
Küstenwasser bestimmen zu können.
Das gemeinsame Forschungsprojekt ENV08
„Traceable measurements for monitoring critical
pollutants under the European Water
Framework Directive 2000/60/EC” setzt seinen
Fokus dafür auf die drei Analyten bzw.
Analytgruppen: Tributylzinn (TBT), polybromierte
Diphenylether (PBDE) und ausge-
586 ▪▪▪ GIT Labor-Fachzeitschrift 9/2013 Element- & Spurenanalytik