Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Verfahren helfen, Arsen in Reis und Fischen zu erkennen

12.09.2012
Neue Verfahren könnten künftig helfen, die Belastung von Lebensmitteln wie Reis oder Fisch durch Arsen besser zu erkennen.

Kontaminierter Reis ist vor allem in Regionen von Indien, Bangladesh und Thailand, in denen auch das Grundwasser mit Arsen belastet ist, ein Problem, das Millionen Menschen betreffen kann, die Reis als Hauptnahrungsmittel nutzen oder belasteten Fisch essen.


Um das giftige Arsen, das in verschiedene chemischen Formen, auftreten kann, zu erkennen, bedienten sich die Wissenschaftler eines Tricks: Pflanzen haben im Laufe der Zeit Enzyme entwickelt, die ihnen helfen, mit Schwermetallen zurecht zu kommen, die sie über ihre Wurzeln aufnehmen. Damit soll es künftig möglich werden, auch die Arsenkonzentrationen in belasteten Reispflanzen zu bestimmen.

Foto: André Künzelmann/UFZ


Millionen Menschen in Südostasien verwenden arsenhaltiges Wasser zum Trinken oder für die Bewässerung der Felder. Das Arsen stammt aus geologischen Formationen und löst sich im Grundwasser. Über den Reis kann es dann in den Körper gelangen und dramatische Langzeitfolgen verursachen.

Foto: Sonja Knapp/UFZ

Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Universität Leipzig und der Universidad Autónoma de Puebla in Mexiko stellen deshalb neue Ansätze zur Arsenanalyse auf der gemeinsamen Jahrestagung der Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie der GDCh und der SETAC-GLB in Leipzig vor.

Die Belastung mit Arsen in vielen Ländern Südostasiens gilt als die größte Vergiftungswelle der Menschheitsgeschichte. Millionen Menschen verwenden arsenhaltiges Wasser zum Trinken oder für die Bewässerung der Felder. Das Arsen stammt aus geologischen Formationen und löst sich im Grundwasser. Da es chronisch toxisch wirkt, werden die Folgen oft erst nach einem Jahrzehnt erkannt, wenn die verschiedenen Symptome zu Tage treten. Arsenikose zeigt sich an Flecken auf der Haut bis hin zu schweren Hautschädigungen. Es werden Blutgefäße und später Organe angegriffen. Die Krebsgeschwüre im Körper können dann zum Tod führen.

Um das giftige Arsen, das in verschiedene chemischen Formen, auftreten kann, zu erkennen, bedienten sich die Wissenschaftler eines Tricks: Pflanzen haben im Laufe der Zeit Enzyme entwickelt, die ihnen helfen, mit Schwermetallen zurecht zu kommen, die sie über ihre Wurzeln aufnehmen. Diese Phytochelatine binden Schwermetallionen wie As(III) - also das berüchtigte Arsenik, das erst seit dem 19. Jahrhundert nachgewiesen werden kann und daher sich als „Schwiegermuttergift“ berüchtigt wurde. Zur besseren Erkennung dieser cysteinreiche Peptide und der Komplexe mit Arsen optimierten die Wissenschaftler nun eine Analysemethode mit dem komplizierten Namen „UHPLC-ICP-MS/ESI-Q-TOF-MS“. Damit soll es künftig möglich werden, auch die Arsenkonzentrationen in belasteten Reispflanzen zu bestimmen.

Arsen kann jedoch nicht nur im Reis ein Problem sein, sondern auch in Fischen, die aus belasteten Gewässern stammen. So stehen bei der Bevölkerung rund um den Chapala-See, dem größten See Mexikos, Karpfen (Cyprinus Carpio) und Buntbarsche (Tilapia) auf dem Speisezettel. In der Leber der Karpfen fanden die Wissenschaftler bei ihrer Studie die höchsten Konzentrationen an Arsen. Arsen ist jedoch nicht gleich Arsen sondern kommt in verschiedenen Formen (Arsenspezies) vor, die unterschiedlich giftig sind. Die Chemiker aus Puebla und Leipzig kombinierten daher mehrere Analysemethoden, um auch die Arsenspezies (Arsenolipide) sicher bestimmen und Aussagen treffen zu können, wie riskant die Arsenbelastung im Fischgewebe tatsächlich ist.

Am UFZ arbeiten verschiedene Arbeitsgruppen an der Erkennung von Arsenarten - von analytischen Chemikern über Grundwasser- und Gewässerchemikern bis hin zu Umweltmikrobiologen, die mit ARSOlux einen Feldtest auf Bakterienbasis entwickelt haben.

Bis zum Donnerstag diskutieren rund 300 Vertreter aus Forschung, Behörden und Industrie in Leipzig über die Auswirkungen von Chemikalien auf Umwelt und Mensch. Die Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) trifft sich vom 10. bis 13. September 2012 in Leipzig zu ihrer Jahrestagung. Die Veranstaltung wird gemeinsam mit den Mitgliedern des deutschsprachigen Teils der Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC-GLB) am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) durchgeführt.
Tilo Arnhold

Weitere fachliche Informationen:
Dr. habil. Jürgen Mattusch, Dr. Uriel Arroyo Abad, Prof. Thorsten Reemtsma
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Department Analytische Chemie
Telefon: 0341-235-1432, -1403, -1261
http://www.ufz.de/index.php?de=7002
http://www.ufz.de/index.php?de=11420
http://www.ufz.de/index.php?de=21231
oder über
Tilo Arnhold (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1635
http://www.ufz.de/index.php?de=640

Publikationen:
Jürgen Mattusch, Maria Tobies, Uriel Arroyo-Abad, Thorsten Reemtsma: Optimierung und Anwendung von UHPLC-ICP-MS/ESI-Q-TOF-MS zur Untersuchung von As-Komplexen in Pflanzen. Gemeinsame Jahrestagung von SETAC GLB und Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie der GDCh, Leipzig, 2012.

Uriel Arroyo-Abad, Maria P. Elizalde-González, Jürgen Mattusch, Thorsten Reemtsma: Identifizierung von Arsenspezies in Muskel- und Lebergeweben von Fischen. Gemeinsame Jahrestagung von SETAC GLB und Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie der GDCh, Leipzig, 2012.

Weiterführende Links:
Arsen - Die versteckte Gefahr im Trinkwasser Südostasiens (UFZ-Schwerpunktthema April 2012)
http://www.ufz.de/index.php?de=30371

Arsen, Antimon & Co - von der modernen Speziesanalytik zur Problemlösung (UFZ-Schwerpunktthema August 2012)
http://www.ufz.de/index.php?de=30675

UFZ-Kernthema „Chemikalien in der Umwelt / Gesundheit“:
http://www.ufz.de/index.php?de=30503

Gemeinsame Jahrestagung von SETAC-GLB und der Fachgruppe „Umweltchemie und Ökotoxikologie“ der GDCh
„Erkennen, Untersuchen, Modellieren – Vom Nutzen des Verstehens“
10. – 13. September 2012 Leipzig
http://www.ufz.de/umwelt2012

Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 1000 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.
http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit über 33.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 18 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 3,4 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

http://www.helmholtz.de

Tilo Arnhold | UFZ News
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=30821

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften