Bildung und Verhalten kritischer Transformationsprodukte von Aminopolyphosphonaten in Umweltsystemen und Wasseraufbereitungsprozessen.

02.09.2025 bis 02.09.2025

Aminopolyphosphonate (APPs) sind starke Komplexbildner für Metalle mit hohen Produktionsmengen und breiter Anwendung in Industrie und Haushalt. Sie sind persistent und besitzen eine hohe Wasserlöslichkeit, geringe Flüchtigkeit und eine hohe Affinität zu mineralischen Phasen. Die Sorption an Klärschlamm ist somit der wichtigste Eliminationsprozess in Kläranlagen. Die Konzentrationen von Aminpolyphosphonaten in deutschen Flüssen liegen aktuell im Bereich von ng/L bis niedrigen µg/L. Es wird jedoch prognostiziert, dass die APP Konzentrationen infolge steigender Produktions- und Nutzungsraten ansteigen werden.
Neue Untersuchungen zeigen, dass das Herbizid Glyphosat ein Transformationsprodukt wichtiger APPs ist. APPs in Abwässern, insbesondere DTPMP (Amino-tris(methylenphosphonsäure) und EDTMP (Ethylendiamin-tetra-(methylenphosphonsäure), stellen somit eine bislang unbeachtete Quelle für Glyphosat in der Umwelt dar. Eine genaue Analyse des Abbauverhaltens solcher APPs in Umwelt- und technischen Systemen und die damit verbundene Bildung kritischer Transformationsprodukte wie Glyphosat ist somit dringend geboten.
Gegenstand der vorgeschlagenen Forschung ist daher, eine umfassende Untersuchung der Faktoren, die das Produktespektrum und die Ausbeute an kritischen APP-Transformationsprodukten wie Glyphosat in ökologischen und technischen Systemen kontrollieren. Dies ist angesichts des Nachweises des Herbizids Glyphosat als Transformationsprodukt von großer Bedeutung, um ein umfassendes Verständnis der Eintragspfade dieses Stoffes zu erreichen.
Wir schlagen vor, die Auswirkungen wichtiger Umweltfaktoren auf Abbauprozesse von APPs in sorgfältig konzipierten Laborexperimenten anhand von DTPMP und EDTMP zu untersuchen. Durch die Kombination von Isotopenanalytik und hochauflösender Massenspektrometrie unter Einbeziehung weiterer moderner Verfahren sollen für wichtige Transformationsprozesse die Umwandlungsprodukte von APPs identifiziert werden. Mit Hilfe etablierter Verfahren zur komponentenspezifischen Isotopenanlytik (CSIA) und durch die Entwicklung einer neuen C/N IsoOrbitrap-Methode sollen die Möglichkeiten der Quellzuordnung, d.h. eine Unterscheidung von Glyphosat aus der Herbizid Anwendung von Glyphosate aus der Umwandlung aus APPs, evaluiert werden.