Analytik von aromatischen Aminen

Büro für Altlastenerkundung und Umweltforschung

Dr. Rainer Haas

Stadtwaldstr. 45a, D-35037 Marburg, Tel.: 06421/93084, Fax: 06421/93073

Gaschromatographische Bestimmung polarer aromatischer Amine aus Rüstungsaltlasten nach Derivatisierung durch Halogenierung

Rainer Haas¹, Torsten C. Schmidt², Klaus Steinbach², Melanie Leß², Eberhard v. Löw³

1: Büro für Altlastenerkundung und Umweltforschung, Stadtwaldstr. 45a, 35037 Marburg; Tel: 06421/93084, Fax: 06421/93073
2: FB Chemie der Philipps-Universität Marburg, Hans-Meerwein-Str., 35043 Marburg
3: Institut für Immunologie, Bereich Umwelthygiene, Pilgrimstein 2, 35037 Marburg

Aromatische Amine sind als Zwischenprodukte der Herstellung von Farbstoffen, Pflanzenschutzmitteln und Arzneimitteln von Bedeutung, ferner werden sie als Haarfärbemittel und Herbizide eingesetzt. Ein Eintrag in die Umwelt kann auch durch mikrobiellen Abbau von Nitroaromaten aus der Sprengstoffherstellung, Azofarbstoffen und verschiedenen Pflanzenschutzmitteln stattfinden.

Da viele aromatische Amine ein carcinogenes bzw. mutagenes Potential besitzen, wurde 1980 vom BGA für die Trinkwassergewinnung in Stadtallendorf nahe einer ehemaligen Explosivstoffabrik ein Richtwert von 0,1 µg/l an aromatischen Aminen festgelegt.

Aufgrund ihrer hohen Polarität waren bisher sowohl der Anreicherung in Wasserproben als auch der chemisch-analytischen Einzelsubstanzuntersuchung Grenzen gesetzt.

Zur Identifizierung und quantitativen gaschromatographischen Bestimmung mit ECD-Detektor wurden zwei Verfahren entwickelt, mit denen aromatische Amine aus Wasserproben extrahiert und mit GC/ECD quantitativ im Spurenbereich bestimmt werden können:

1) Elektrophile Substitution am aromatischen Kern durch Brom in Eisessig und
2) Diazotierung der Aminogruppe und Substitution der Azogruppe durch Jod in einer Sandmeyer-ähnlichen Reaktion.

Bisher wurden mehr als 50 aromatische Amine, Explosivstoffmetabolite und Pestizid-Abbauprodukte, untersucht. Mit mindestens einer der beiden Methoden werden Nachweisgrenzen von weniger als 0,1 µg/l erreicht. Die unpolareren Derivate können aus den Wasserproben mit Pentan bzw. Cyclohexan extrahiert werden.

Untersuchungen von Realproben haben die Anwendbarkeit der Methoden bestätigt.
In Sickerwasserproben aus dem Einzugsbereich der ehemaligen TNT-Produktion in Stadtallendorf wurden aromatische Amine der Toluolgruppe (Aminonitro-, Diaminonitro- und Aminodinitrotoluole) sowie der Benzolgruppe (Anilin, Nitraniline und 1,3-Phenylendiamin) als mikrobielle Metabolite von Explosivstoffen nachgewiesen.

Im Wasser aus Beobachtungsbrunnen einer ehemaligen Hausmülldeponie bei Marburg wurde Anilin als Hauptkomponente neben geringeren Mengen an Phenylendiaminen identifiziert, was auf industrielle Rückstände hinweist.: Diese aromatischen Amine können nach Derivatisierung zur Zeit bestimmt werden.
Literatur:

R. Haas, T.C. Schmidt, K. Steinbach, E.v. Löw:
Methoden zur chemisch-analytischen Untersuchung von aromatischen Aminen nach Derivatisierung
gwf Wasser/Abwasser 138 (1997), 35-37

T.C. Schmidt, R. Haas, K. Steinbach, E.v. Löw:
Derivatization of aromatic amines for analysis in ammunition wastewater. I: Derivatization via bromination of the aromatic ring
Fres. J. Anal. Chem. 357 (1997), 909-914

R. Haas, T.C. Schmidt, K. Steinbach, E.v. Löw:
Derivatization of aromatic amines for analysis in ammunition wastewater. II: Derivatization of methyl anilines by iodination with a sandmeyer-like reaction
Fres. J. Anal. Chem. 359 (1997), 497 - 501
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