@phdthesis{Kumke2005,
  author    = {Kumke, Michael Uwe},
  title     = {Huminstoffe und organische Modellliganden und ihre Wechselwirkung mit Metallionen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6066},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Immobilisierung bzw. Mobilisierung und Transport von Schadstoffen in der Umwelt, besonders in den Kompartimenten Boden und Wasser, sind von fundamentaler Bedeutung f{\"u}r unser ({\"U}ber)Leben auf der Erde. Einer der Hauptreaktionspartner f{\"u}r organische und anorganische Schadstoffe (Xenobiotika) in der Umwelt sind Huminstoffe (HS). HS sind Abbauprodukte pflanzlichen und tierischen Gewebes, die durch eine Kombination von chemischen und biologischen Ab- und Umbauprozessen entstehen. Bedingt durch ihre Genese stellen HS außerordentlich heterogene Stoffsysteme dar, die eine Palette von verschiedenartigen Wechselwirkungen mit Schadstoffen zeigen. Die Untersuchung der fundamentalen Wechselwirkungsmechanismen stellt ebenso wie deren quantitative Beschreibung h{\"o}chste Anforderungen an die Untersuchungsmethoden. Zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung der Wechselwirkungen zwischen HS und Xenobiotika werden demnach analytische Methoden ben{\"o}tigt, die bei der Untersuchung von extrem heterogenen Systemen aussagekr{\"a}ftige Daten zu liefern verm{\"o}gen. Besonders spektroskopische Verfahren, wie z.B. lumineszenz-basierte Verfahren, besitzen neben der hervorragenden Selektivit{\"a}t und Sensitivit{\"a}t, auch eine Multidimensionalit{\"a}t (bei der Lumineszenz sind es die Beobachtungsgr{\"o}ßen Intensit{\"a}t IF, Anregungswellenl{\"a}nge lex, Emissionswellenl{\"a}nge lem und Fluoreszenzabklingzeit tF), die es gestattet, auch heterogene Systeme wie HS direkt zu untersuchen. Zur Charakterisierung k{\"o}nnen sowohl die intrinsischen Fluoreszenzeigenschaften der HS als auch die von speziell eingef{\"u}hrten Lumineszenzsonden verwendet werden. In beiden F{\"a}llen werden die zu Grunde liegenden fundamentalen Konzepte der Wechselwirkungen von HS mit Xenobiotika untersucht und charakterisiert. F{\"u}r die intrinsische Fluoreszenz der HS konnte gezeigt werden, dass neben molekularen Strukturen besonders die Verkn{\"u}pfung der Fluorophore im Gesamt-HS-Molek{\"u}l von Bedeutung ist. Konformative Freiheit und die Nachbarschaft zu als Energieakzeptor fungierenden HS-eigenen Gruppen sind wichtige Komponenten f{\"u}r die Charakteristik der HS-Fluoreszenz. Die L{\"o}schung der intrinsischen Fluoreszenz durch Metallkomplexierung ist demnach auch das Resultat der ver{\"a}nderten konformativen Freiheit der HS durch die gebundenen Metallionen. Es zeigte sich, dass abh{\"a}ngig vom Metallion sowohl L{\"o}schung als auch Verst{\"a}rkung der intrinsischen HS-Fluoreszenz beobachtet werden kann. Als extrinsische Lumineszenzsonden mit wohl-charakterisierten photophysikalischen Eigenschaften wurden polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Lanthanoid-Ionen eingesetzt. Durch Untersuchungen bei sehr niedrigen Temperaturen (10 K) konnte erstmals die Mikroumgebung von an HS gebundenen hydrophoben Xenobiotika untersucht werden. Im Vergleich mit Raumtemperaturexperimenten konnte gezeigt werden, dass hydrophobe Xenobiotika an HS-gebunden in einer Mikroumgebung, die in ihrer Polarit{\"a}t analog zu kurzkettigen Alkoholen ist, vorliegen. F{\"u}r den Fall der Metallkomplexierung wurden Energietransferprozesse zwischen HS und Lanthanoidionen bzw. zwischen verschiedenen, gebundenen Lanthanoidionen untersucht. Basierend auf diesen Messungen k{\"o}nnen Aussagen {\"u}ber die beteiligten elektronischen Zust{\"a}nde der HS einerseits und Entfernungen von Metallbindungsstellen in HS selbst angeben werden. Es ist dabei zu beachten, dass die Experimente in L{\"o}sung bei realen Konzentrationen durchgef{\"u}hrt wurden. Aus Messung der Energietransferraten k{\"o}nnen direkte Aussagen {\"u}ber Konformations{\"a}nderungen bzw. Aggregationsprozesse von HS abgeleitet werden.},
  subject      = {Fluoreszenz},
  language  = {de}
}