Huminstoffe

Huminstoffe sind komplexe organische Makromoleküle, die aus abgestorbenem tierischem und pflanzlichem Material entstehen. Sie bilden in fester bzw. gelöster Form den wesentlichen Bestandteil der organischen Substanz in Böden und Gewässern.

Ein Untersuchungsschwerpunkt im Department sind die Wechselwirkungen von gelösten Huminstoffen (Dissolved humic substances - DHS) mit organischen Schadstoffen. Insbesondere hydrophobe (schlecht wasserlösliche) organische Stoffe können auf Grund der Sorption an DHS stark in ihrem Umweltverhalten beeinflusst werden.

Zur Untersuchung der Sorptionsgleichgewichte kommen die Festphasen-Mikroextraktion (SPME) sowie die Fluoreszenz-Quench-Technik (FQT) zum Einsatz. Um die Kinetik der Sorptions-/Desorptionsprozesse in hoher Zeitauflösung untersuchen zu können, wurde eine neue experimentelle Methode, die sogenannte zeitaufgelöste Kapillar-Festphasenmikorextraktion (time-resolved in-tube solid-phase microextraction, TR-IT-SPME) entwickelt. Mit Hilfe dieser Methode können Desorptionprozesse, die in einer Zeitskala von wenigen Sekunden ablaufen, zeitlich verfolgt werden.

Gelöste Huminstoffe können als amphiphile, oberflächenaktive Moleküle einen deutlichen Effekt auf Stofftransportprozesse an Phasengrenzflächen, wie z.B. den Wasser/Luft-Austausch von organischen Schadstoffen ausüben. Hierbei untersuchen wir direkte Effekte von DHS auf die hydrodynamischen Bedingungen an der Wasseroberfläche sowie indirekte Effekte, die eintreten, wenn hydrophobe Schadstoffe an Huminstoffmoleküle gebunden und mit diesen transportiert werden (‚Shuttle-Effekt’).

Chemische Umwandlungen von Chemikalien, z.B. durch Hydrolyse, Oxidation oder Reduktion, können ebenfalls durch die Sorption an DHS beeinflusst werden. Ein grundlegendes Verständnis dieser Effekte sowie die Ableitung von möglichen Handlungsoptionen für die Vermeidung oder Beseitigung von Kontaminationen in der Umwelt sind Ziel der Arbeiten im Department.

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