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In dieser Arbeit wird die wissenschaftliche Unterstützung beschrieben, die während der vergangenen 15 Jahre auf dem Gebiet der Entwicklung und Anwendung von numerischen Simulationsmodellen zum grossräumigen atmosphärischen Transport von Schwermetallen für die Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (United Nations-Economic Commission Europe UN-ECE) über weiträumige, grenzüberschreitende Luftverschmutzung (LRTAP) sowie anderer europäischer Umweltschutzkonventionen wie die Kommission zum Schutz der marinen Umwelt des Nordost-Atlantiks (OSPAR) und der Ostsee (HELCOM) durchgeführt wurde. Die Arbeit basiert hauptsächlich auf den Ergebnissen und Schlussfolgerungen der 9 Publikationen im Anhang. Darüber hinaus werden neuere Forschungsergebnisse diskutiert, die noch nicht in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht sind. Einleitend wird der Stand des Wissens über atmosphärische Prozesse von Schwermetallen unter der Annahme dargestellt, dass diese Prozesse in einer für Zwecke der zuvor genannten Umweltschutzkonventionen geeigneten Weise in Modellen parameterisiert werden können. Mit diesen Modellen können grenzüberschreitende Flüsse der drei prioritären Schwermetalle Blei, Cadmium und Quecksilber quantifiziert werden sowie Aussagen über die Herkunft der gemessenen Schwermetallkonzentrationen gemacht werden und die Auswirkung von Emissionsminderungen auf terrestrische und aquatische Ökosysteme in Europa prognostisch abgeschätzt werden. Relativ einfache Lagrange Modelle werden im Kontext mit aktuellen umweltwissenschaftlichen und umweltpolitischen Fragen diskutiert. Schwerpunkt dieser Arbeit ist ein komplexes dreidimensionales Eulersches Modellsysten zum atmosphärischen Transport und chemischen Transformationen von Quecksilberspezies. Dieses Modellsystem representiert weltweit den aktuellen Stand der Wissenschaft und ist in seinen Kernstücken von anderen Umweltforschungsinstituten übernommen worden. Es ist als eines der drei Referenzmodelle für die derz
In der vorliegenden Arbeit wurde ein spurenanalytisches Verfahren zur simultanen Identifizierung und Quantifizierung von Estrogenen in Küstengewässern entwickelt. Für die chemische „target“-Analyse wurden die natürlichen Steroide Estron, 17ß-Estradiol, Estriol, das synthetische Hormon 17α-Ethinylestradiol, die Phytoestrogene Daidzein und Genistein sowie mit Nonylphenol, 4-tert-Octylphenol und Bisphenol A drei weit verbreitete Xenoestrogene ausgewählt. Das Verfahren beinhaltet eine großvolumige Festphasenextraktion von durchschnittlich 49 Litern Oberflächen-wasser mit Hilfe des Copolymers Oasis HLB und eine sich anschließende Extraktaufreinigung an Kieselgel. Von 400 µL Extraktvolumen wurde ein 100 µL Aliquot für die chemisch-analytische Bestimmung der ausgewählten Analyte verwendet. Mit Hilfe der großvolumigen Anreicherung in Kombination mit leistungsstarker Messtechnik, Hochleistungs-Flüssigchromatographie in Kombination mit Elektrospray-Tandem-Massenspektrometrie, wurden Nachweisgrenzen im Bereich zwischen 0,02 (Estron) und 1 ng L-1 (Estriol) erreicht. Bei der Vermessung von Realproben auftretende Signalsuppressionen wurden für jede Probe ermittelt und die Ergebnisse diesbezüglich korrigiert. Die für die entwickelte Methode kalkulierten Wiederfindungen der Extraktion lagen zwischen 52 (4-tert-Octylphenol) and 91% (Nonylphenol). Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass nicht nur Kläranlagenausläufe und Flüsse vom Eintrag anthropogener Estrogene betroffen sind, sondern auch die Küstenzonen mariner Ökosysteme. Das Vorkommen von Estrogenen in einem umweltrelevanten Konzentrationsbereich und das damit verbundene estrogene Wirkpotenzial im küstennahen Oberflächenwasser der Deutschen Ostsee stellen eine mögliche Erklärung für die in dieser Küstenzone bei Fischen festgestellten Reproduktionsstörungen dar. Vor diesem Hintergrund sollten auch Küstenzonen zunehmend im Fokus wissenschaftlicher Studien zum Thema Endokrine Disruptoren stehen.
