Verhalten von verkehrsemittiertem Platin in der Umwelt

Accumulation of platinum is increasing in the environment over the time. Catalytic converters of modern vehicles are considered to be the main sources of Pt and the concentrations of this metal have risen significantly in the last decades in diverse environmental matrices as airborne particulate matter, soil, roadside dust and vegetation, river, coastal and oceanic environment. Generally, Pt is referred to behave in an inert manner and to be immobile. On the other hand, there is clear evidence of the spread and bioaccumulation of this metal in the environment. Platinum content of road side dusts and aerosol depositions are partly soluble consequently entering the water cycle, sediments, soil, and finally, the food chain. As a matter of fact the mobility and impact of platinum on human health is depending on the chemical form of the metal. For example, the effect of chronic occupational exposure to Pt compounds is well-documented, and chloroplatinates, present at processes in platinum industry and production of cytostatic platinum compounds, are known to exhibit a high allergenic potential. However, the knowledge on the eco-toxicity and fate of these substances in the environment are still very limited. Following the precautionary principle, government agencies in Europe and in the United States are now asserting that the regulation of chloroplatinate sensitization in the workplace, and beyond, should be far stricter, and are proposing new occupational exposure limits for chloroplatinates that are several orders of magnitude below current limits. However, the knowledge on the identity and chemical form of platinum in the different environmental compartments is very limited and the development of powerful and more sensitive analytical methods for speciation, identification and accurate quantification of platinum compounds is therefore highly emerging. The project is specifically focused on the development and innovation of LC and CE-ICP-MS methods to achieve the described issues. From the point of the fate of platinum compounds in the environment, also the influence of microbial activity on their availability in the environment will be assessed. The research will be performed at the Department of Chemistry, University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna in the research group of Assoc. Prof. Stephan Hann which has rich experience and excellent analytical equipment in the field of platinum metals ultratrace analysis (reference laboratory for platinum group metals certification in road dust within PACEPAC program) and platinum speciation analysis. This knowledge will be ideally combined with the experience of the candidate regarding biodegradation, environmental pathways and toxicity.

Dieses Projekt beschäftigte sich mit der Entwicklung von sehr empfindlicher (sehr geringe Mengen der Komponenten bestimmt werden kann) und selektiver (nur Komponenten von Interesse gewählt) Methode der Platin-basierten Verbindungen in der beruflichen und der natürlichen Umwelt. Platin-basierten Verbindungen betrachtet in diesem Projekt werden aus Autokatalysatoren während ihres normalen Betriebs freigesetzt. Nach der Freisetzung sind sie im umgebenden Straßenstaub vorhanden und können von Menschen eingeatmet werden. Durch Einwirkung von Regenfällen kommt zum Eindringen vom Staub in den Gewässern und das wird zu einem Teil des Erdewasserkreislaufs. Hier werden die Verbindungen verschiedenen chemischen Reaktionen unterzogen, wo ihr Charakter verändert werden kann und sie schädlicher werden können. Neben ihrer Präsenz in der natürlichen Umgebung treten diese Verbindungen in den Katalysator und Krebsmedikamente Produktionsstätten auf, wo die Arbeiter auf diese Verbindungen ausgesetzt werden. Ihr Allergenpotential wurde bereits weitgehend in der Literatur beschrieben. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte schlagen Regierungsbehörden vor neue erheblich niedrigere Grenzwerte für die Platin-basierten in der Luft vorhandenen Verbindungen. Aus diesem Grund sehr empfindliche Bestimmungsmethode im Rahmen des Projekts entwickelt wurden. Die Platin-Verbindungen wurden durch die kombinierten Verfahren von Anreicherung, analytische Trennung (nach chemischen Prinzipien) und Detektion mittels Elementar Massenspektrometrie (ICP-MS) bestimmt. Mit der entwickelten Methode, Erfüllung der neu vorgeschlagenen Grenzwerte machbar wäre. In Bezug auf Umweltproben (Oberflächenwasser, Grundwasser, Meerwasser) sind Platinkonzentration in der Regel sehr gering. Deswegen wurde, in anderem Teil des Projekts, die Anreicherung mit realen Wasserproben (Oberflächenwasser - Donau) durchgeführt. Anreicherungsfaktor von 50 wurde erreicht (50-fach höhere Konzentration wurde durch die Anwendung des entwickelten Verfahrens erreicht) und damit die Bestimmung der vorliegenden Platinverbindungen durch die Elementar Massenspektrometrie ermöglicht war. Insgesamt, die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse zeigen die Eignung der entwickelten Methoden für eine zuverlässige Bestimmung der untersuchten Platinverbindungen in verschiedenen realen Proben. Damit den schädlichen Auswirkungen am Arbeitsplatz vermieden werden kann und Verständnis für ihr Verhalten im Umwelt verbessert werden kann.