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Inhaltsverzeichnis

1.  Einleitung  3

2.  Material und Methoden  4

2.1  Chemikalien  

2.2  Bodenmaterial  

2.3  Batchexperimente  5

2.4  Bestimmung der Östrogene  

2.4.1  Probenaufbereitung  

2.4.2  GC-MS Messmethode  6

3.  Ergebnisse und Diskussion  7

3.1  Batchlösungen  

3.2  Einzelbestimmungen  8

3.3  Gemische  10

4.  Zusammenfassung und Schlussfolgerung  12

5.  Literatur  13

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1. Einleitung

Hormone menschlichen oder tierischen Ursprunges gelangten tausende von Jahren mit steigender Tendenz durch Populationswachstum und intensivere Landnutzung in die Umwelt. Eine Verbindung zwischen ihnen und nachteiligen Effekten auf die Tierwelt und Menschheit wurde jedoch nie erkannt. Hormone können über mehrere Wege in die Umwelt gelangen: durch die Landwirtschaft in Form von Pestiziden, Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger (z.B. natürliche Östrogene, Mastförderer), durch Industrie- und Siedlungsabfälle. Gelangen sie über das Sickerwasser ins Grundwasser oder in Oberflächengewässer, können sie dort in Wirkmengen von wenigen ng/l z.B. eine Verweiblichung der Fischpopulation verursachen [1, 2].

Beim Menschen kann die Freisetzung der Hormone in die Umwelt zu einer Senkung der Spermazahl, zu einem Anstieg von Hoden-, Prostata- und Brustkrebs und zu Reproduktionsstörungen bei Männern führen [3].

Ein Problem ist die Vielzahl der Substanzen, die als endokrine Disruptoren wirken können. Sowohl Pestizide, Kosmetika, Medikamente, Farben etc. aber auch natürliche Steroide gehören dazu, wenn sie ungezielt in die Umwelt gelangen. Sie wirken unterschiedlich: die einen lösen aufgrund von Strukturähnlichkeiten zu bestimmten Hormonen im Organismus diejenigen Reaktionen aus, für die die entsprechenden Hormone zuständig wären, andere docken an Hormonrezeptoren an und verhindern so deren Wirkung, während eine dritte Kategorie Synthese, Transport oder Ausscheidung von Hormonen blockiert.

Diese Arbeit steht vor dem Hintergrund, dass jährlich etwa 2,4 g Gesamtöstrogenen pro Hektar mit Milchviehgülle auf landwirtschaftlich genutzte Flächen ausgebracht werden.

Anhand von Batchexperimenten (Schüttelversuchen) soll geklärt werden, ob und wie schnell natürliche Östrogene an Bodenmaterial gebunden werden können. Die Ergebnisse liefern Hinweise auf das Umweltgefährdungspotential, wie z.B. die Gefährdung des Grundwassers durch Auswaschung nicht retardierter und/oder abgebauter Östrogene.

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2. Material & Methoden

2.1 Chemikalien

Für diese Untersuchung wurden die vier bedeutensten natürlichen Östrogene 17a-, ß-Östradiol, Östriol und Östron wurden ausgewählt. Zur Verhinderung eines Abbaus wurde das Atmungsgift Natriumazid (Merck, Deutschland) den Batchexperimenten zugegeben.

Als Wiederfindungsstandard wurde 2fach deuteriertes 17ß-Östradiol bei der Probenaufbereitung hinzugefügt. Man geht davon aus, dass die deuterierte Substanz sich während der Probenaufbereitung und Messung ähnlich wie die nicht deuterierte Substanz verhält. Mit der Wiederfindung der deuterierten Substanz kann man somit die Messwerte der nicht deuterierten Substanz korrigieren. Das Pestizid Mirex® wurde als Gerätestandard zur Korrektur messtechnischer Variationen verwendet.

Alle Lösungsmittel (Acetonitril, Aceton, Dichlormethan, Hexan, Toluol (Merck, Deutschland)) hatten HPLC Grad oder höher.

Als Derivatisierungsreagenz wurde N -methyl-N-(trimethylsilyl)trifluor-acetamid (MSTFA) eingesetzt. Wenn nicht anders vermerkt wurden die genannten Chemikalien von Sigma Aldrich (Deutschland) bezogen.

2.2 Bodenmaterial

Bei dem verwendeten Boden handelt es sich um Material aus dem Ap-Horizont einer Parabraunerde aus landwirtschaflicher Nutzung. Es wurde auf eine Körnung < 2mm gesiebt.

Tabelle 1: Physikalische und chemische Eigenschaften des Bodenmaterials