Auf der Suche nach Kleinstmengen

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Claudia Reckling beschäftigt sich mit dem Nachweis von Glyphosat im Trinkwasser.
Claudia Reckling beschäftigt sich mit dem Nachweis von Glyphosat im Trinkwasser. (Foto: Anna-Lena Buchmaier)

In den nächsten Wochen wird Claudia Reckling ihre Bachelorarbeit an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen über die Bestimmung von Glyphosat im Trinkwasser fertigstellen. Am Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt Sigmaringen (CVUA) identifiziert sie mithilfe eines alternativen Verfahrens, der Ionenchromatographie, den Glyphosatgehalt in verschiedenen Wasserproben – in Konzentrationen, die etwa einer Messerspitze voll Salz in zwei Tanklastzügen voll Wasser entspricht. Die Methode könnte künftig in Laboren eingesetzt werden, um geringe Konzentrationen des mutmaßlich krebserregenden Herbizids im Trinkwasser nachzuweisen.

Sowohl die Verbraucherschutzbehörde als auch im Endeffekt Verbraucher profitieren von Recklings Forschung. „Man kann über die Gefährdung eines Stoffs für den Menschen nur etwas sagen, wenn man die Konzentration kennt“, sagt Recklings Bachelorarbeitsbetreuer bei der CVUA, Dr. Gerhard Thielert. Die 25-jährige Claudia Reckling studiert „Lebensmittel, Ernährung, Hygiene“. Mit ihrer Abschlussarbeit begibt sie sich seit März in die analytische Chemie, in die Ultraspurenanalytik.

Reckling arbeitet mit empfindlichen Geräte

Je kleiner die nachzuweisende Menge einer Substanz in einer Probe, umso aufwändiger das Verfahren und umso empfindlicher die Geräte, mit denen Wissenschaftler arbeiten. Reckling gibt Proben mit Mikrogramm pro Liter in den Ionenchromatographen, der die in der Probe enthaltenen Ionen in einer Trennsäule „sortiert“ und detektiert. Am Computer erscheint eine Kurve in einem Diagramm mit vielen Ausschlägen, sprich Signalen, die Reckling den verschiedenen Stoffen zuordnen muss. Auch das Molekül Glyphospat taucht dort in der Kurve auf. „Typischerweise zwischen Minute 14,5 und Minute 15,2 auf der Zeitachse“, weiß Reckling. Andere Moleküle werden früher vom Gerät erkannt. Das liegt daran, dass Glyphosat auf der Trennsäule stärker zurückgehalten wird.

Zu Beginn nahm Reckling sogenannte Standardmessungen mit Reinstwasser vor, um den gewünschten Stoff schnell bestimmen zu können und um das Gerät zu kalibrieren.

Bei der alternativen Methode kann zur Bestimmung ein kostengünstigeres Gerät für rund 120 000 Euro eingesetzt werden, als ein üblicherweise eingesetztes, sogenanntes HPLC-MS/MS-Gerät (400 000 Euro), das Substanzen ebenfalls in ihre Einzelbestandteile zerlegt und im Massenspektrometer analysiert.

Das Problem ist: Je geringer die Konzentration, umso schwieriger wird es für das Gerät, die Ionen zu detektieren. Reckling muss ein Anreicherungsverfahren nutzen, um noch geringere Werte in den Wasserproben messen zu können. Wie auch bei der üblich eingesetzten Methode kann man zudem, so Recklings Ansatz, mit dem Ionenchromatographen aufgrund der niedrigen Nachweisgrenzen die Bestimmung verfeinern. Konzentrationen von 0,03 Mikrogramm pro Liter anstelle von 5 Mikrogramm pro Liter kann man so generieren

Nicht immer klappt das. Aber: Auch vermeintliche Rückschläge gehören zur Forschung. Claudia Reckling hat es fast geschafft. Bald kann sie ihre Bachelorarbeit abgeben. Ob sie sich auch danach weiterhin als Spurenleserin der analytischen Chemie verschreibt? „Mal sehen, ich weiß es noch nicht“, sagt die Studentin.

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