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Promotionsvortrag Thorsten Urhahn

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Promotionsvortrag Thorsten Urhahn

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  1. Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Leichtflüchtige ECD-aktive Verbindungen in der marinen Grundschicht (MBL) des Atlantischen Ozeans Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  2. Inhalt & Thema Inhalt • Thema • Probenahme & Analysenmethode • ECD-aktive Substanzen in Luft & Wasser • Haloalkane und Alkylnitrate - Zusammenhang zwischen den homologen Reihen? • Globale Modellierung am Beispiel Trichlorethen • Algen als Produzenten ECD-aktiver Substanzen Thema Diplomarbeit  Muster leichtflüchtiger halogenierter Kohlenwasserstoffe (LHKW) aus In-Vitro-Experimenten mit Algen-Enzymen  Gibt es diese Muster auch in Realproben? Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  3. Thermodesorption Kryofokussierung, LN2 HRGC-WCOT-Dickfilm-Kapillare ECD, O-doped ECD, EI-MS, NCI-MS Probenahme & Analytische Methode Leichtflüchtige KW Atlantik Luft 1 - 80 l Wasser 500 ml Alge, Labor 500 ml PFS Polarstern Juni 1998, Dez 1998, Dez 1999 Wasserabtrennung Tenax TA Carboxen Transport, Lagerung Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  4. -30° -20° -10° 0° 10° 20° L1 L2 45° 45° L3 L4 Azoren L5 Madeira L6 Kanarische Inseln 30° 30° L7 L8 Kap Verden L9 15° 15° L10 L11 L12 L13 Sao Pedro e Sao Paulo L14 0° 0° Fernando de Noronha L15 Ascension L16 -15° -15° St. Helena Isla da Trinidade L17 Isla Martin Vaz L18 L19 -30° -30° -30° -20° -10° 0° 10° 20° ECD-aktive Substanzen in der marinen Grenzschicht I: Fahrtverlauf Probenahmepunkt Rückwärts-trajektorie 108 h, 5 m ITCZ Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  5. ECD-aktive Substanzen in der marinen Grenzschicht II: Luftproben TCT-HRGC(Vocol)-ECD: 5,4 l Seeluft auf Kohlenstoff-Multibett-Adsorbens - ANT XVII/1 21,84°N 18,92°W TCT-HRGC(Vocol)-ECD: 27,6 l Seeluft auf Tenax-Adsorbens - ANT XVII/1 22,06°N 18,79°W Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  6. ECD-aktive Substanzen in der marinen Grenzschicht III: Zoom Luftprobe TCT-HRGC(Vocol)-ECD: 27,6 l Seeluft auf Tenax-Adsorbens - ANT XVII/1 22,06°N 18,79°W Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  7. ECD-aktive Substanzen in der marinen Grenzschicht IV: Seewasser PT-HRGC(DB624)-ECD 500 ml Seewasser, ausgeblasen mit 1l Stickstoff - ANT XVI/1 31,61°N 14,79°W Gefundene Verbindungen Luft eindeutig identifiziert: 89 sicher identifiziert : 98 unsichere Zuordnung: 133 unbekannt: 100 - 200 Wasser eindeutig identifiziert : 52 sicher identifiziert : 103 unsichere Zuordnung: 164 unbekannt: 100 - 200 Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  8. ECD-aktive Substanzen in der marinen Grenzschicht V: Resultate • ECD-aktive Verbindungen in der MBL • Berichte anderer bestätigt: • FCKW CF3Cl, 1,2-Dichlortetrafluorethan ... • Chloralkane CH2Cl2, CHCl3, CCl4 ... • Bromalkane CH3Br, CHBr3, 1,2-Dibromethan ... • Iodalkane CH3I • Alkylnitrate C1, C2, 1C3, 2C3 ... • Neu entdeckt in der MBL des Atlantik: • FCKW-Ersatzstoffe CHFCl2, CF3-CHCl2, CHFCl-CH2Cl • Halone CF2Br2, CFBr2Cl • Chloralkane 1-Chlorpropan, 2-Chlorpropan CBrCl3... • Bromalkane Brompropane, Brombutane • Iodalkane Iodethan, Iodpropane, Iodbutane • Halonitrile Chlorcyan, Bromcyan, Chloracetonitril ... • Haloketone Chloraceton, 1,1-Dichloraceton, Bromaceton • ECD-aktive Verbindungen in Seewasser • Neu entdeckt in Seewasser des Atlantik: • CF3Cl, CHFCl2 + andere HCFC, CF3Br + andere Halone, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethen, Tetrachlorethen, 1C3-Nitrat, 2C3-Nitrat, Iodethan Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  9. Homologe Reihen • Alkylnitrate: vollständige homologe Reihe bereits durch Schneider entdeckt. • Fehlende Glieder homologer Reihen der Mono-Halogenalkane in dieser Arbeit gefunden: Chlorpropane, Bromethan, Brompropane, Brombutane, Iodpropane, Iodbutane. Zusammenhang zwischen den homologen Reihen? Propyl- und Butyl-Homologe der Alkylnitrate, Bromalkane und Chloralkane korrelieren positiv (n-Verbindungen besser als iso-Verbindungen). Keine Korrelation zu Iodverbindungen: Photo-Instabilität? Methyl-Verbindung abweichendes Verhalten. Ethyl-Verbindung wie Methyl bei Nitraten, wie C3/C4 bei Iodiden, Bindeglied bei Bromiden. • Gemeinsamer Ursprung aus Alkylierungsreaktion denkbar • Alkylnitrate photochemisch aus Halogenalkanen • aus Makroalgen: Iodalkan-Emitter emittierten im Laborversuch auch Alkylnitrate Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  10. Globale Modellierung von Trichlorethen Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  11. Algen als Produzenten ECD-aktiver Substanzen II: Beispielchromatogramm HRGC(Vocol)-ECD, Inkubation von Gelidium robustum (Rotalge): Produkte im Vergleich zur Kontrolle nach 15 Tagen. Oben: Probe, Unten: Kontrolle 2 Br 2 3500000 3000000 1-Iodpropan mit CH 1,4-Bromchlorbenzol 2500000 U 1-Iod-2-methylbutan 2000000 2-Iodpropan 1,1,1-Trichloraceton 2 1500000 Cl Ethylnitrat 2 2-Chlorpropan? CH 1,1-Dibromethan 1000000 Schwefel? 3 Methylnitrat 4 Vinylchlorid CHCl 4 CCl Cl I Br 2 3 C 500000 CH 3 CH 0 min 10 20 30 40 50 60 70 Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  12. Algen als Produzenten ECD-aktiver Substanzen III: Ergebnisse Ergebnisse: • 4 Algenarten und 1 Seegras untersucht • alle emittieren LHKW • das Seegras (Zostera marina) und die Rotalge Gelidium r. zeigen Produktion von Alkylnitraten Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  13. Zusammenfassung There are more things in heaven and earth, Horatio,than are dreamt of in your philosophy. William Shakespeare,Hamlet 1.Akt 5.Szene Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  14. Exkurs: N/S-Profile Chloroform in Luft: Chloroform in Wasser: Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  15. Exkurs: N/S-Profile Bromoform in Luft: Bromoform in Wasser: Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  16. Exkurs: N/S-Profile Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  17. Exkurs: Hauptkomponentenanalyse ANT XVI: Carboxen-Proben Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  18. Exkurs: Spezial-Polymere Tenax TA: 2,6- Diphenyl-p-phenylenoxid Nafion: Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie

  19. Exkurs: O-doped ECD Dissoziativer Elektronen-Einfang am ECD: AB + e- A· + B- Sauerstoff als Elektronenfänger: O2 + e- [O2·]- katalysierter Elektroneneinfang: AB + [O2·]- A· + B- + O2 sehr starke Responsesteigerung: Chlormethan, Chlorethan, 2-Chlorpropan starke Responsesteigerung: Vinylchlorid, Bromethan, 1,1-Dichlorethan, Chloracetaldehyd, 2-Brombutan, 1,2-Dichlorpropan Promotionsvortrag Thorsten Urhahn Analytische Chemie & Umweltchemie