Autor:innen:
Kai Jansen | Justus-Liebig Universität Gießen | Germany
Katrin Lügger | Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie | Germany
Dr. Christian Heller | Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie | Germany
Prof. Dr. Jan Siemens | Justus-Liebig Universität Gießen | Germany
Dr. Ines Mulder | Justus-Liebig Universität Gießen | Germany
Quartäre Alkylammoniumverbindungen (QAAV) sind kationische organische Substanzen mit amphiphilen Eigenschaften, die vielfältige Anwendung in Haushalten, Industrie und Landwirtschaft finden. Bedenken bezüglich dieser Stoffgruppe wurden geäußert, da sie mutmaßlich an der Co-Selektion von antibiotikaresistenten Mikroorganismen in der Umwelt beteiligt sind. Da Daten zur Verbreitung und Dissipation von QAAVs in Böden rar sind, wurde eine Studie in Kooperation mit dem Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie durchgeführt, um die QAAV-Belastung sowie die Dissipation in hessischen Böden zu untersuchen. Insgesamt wurden 65 Bodenproben unterschiedlicher Landnutzungen (Acker, Grünland, Wald, Weinberg) und Gebietstypen (Agglomeration, ländlich) auf Alkyltrimethylammonium- (ATMAV, Kettenlängen C8-C16), Benzylalkyldimethylammonium- (BAV, C8-C18) und Dialkyldimethylmmoniumverbindungen (DADMAV, C8-C18) mittels HPLC-MS/MS nach ultraschallgestützer Extraktion mit angesäuertem Acetonitril untersucht. Aus acht der Ackerbodenproben wurden vier Bodenpaare gebildet, die unterschiedliche Tongehalte aufweisen. Innerhalb eines Paares war jeweils ein Boden mit QAAV belastet (> 100 µg/kg) und einer unbelastet (< 5 µg/kg). Nach Zugabe von 12 QAAVs (jeweils ATMAV, BAV und DADMAV mit Kettenlängen C10, C12, C16 und C18) wurden die Proben für einen Zeitraum von 56 Tagen unter kontrollierten Umgebungsbedingungen inkubiert. QAAVs wurden in 97% aller Bodenproben nachgewiesen. Die höchsten Gesamtgehalte wurden in Auenböden festgestellt, die durch die Ablagerung von Schwebstoffen bei Überschwemmungen beeinflusst wurden. Das Vorkommen von QAAVs in Waldböden lässt auf einen möglichen Eintrag über atmosphärische Deposition schließen. Hohe Konzentrationen an langkettigen DADMAVs deuten auf eine geringe Abbaubarkeit und Akkumulation über die Zeit hin. Wir erwarten, dass die Dissipation mit zunehmender Alkylkettenlänge und steigenden Tongehalten abnimmt, da QAAVs durch die Bindung an Tonminerale vor mikrobiellem Abbau geschützt werden. Zudem erwarten wir, dass eine mögliche Anpassung der Mikroorganismen in mit QAAV belasteten Böden zu einer höheren Dissipation führt.