MartTERA AMMOTRACe - Erkundung mariner AMMunitiOn-Mülldeponien durch ober- und unterwasserbasierte lasermassenspektrometrische TRACing-Technologie; Teilprojekt: Evaluierung von Messparametern und Aufbau von massenspektrometrischen Messsystemen für die Echtzeitdetektion von Spreng- und Kampfstoffen

Abstract

AMMOTRACe war EU-MarTERA-Projekt, das am 01.09.2021 begann und am 28.02.2025 endete. Das Hauptziel des Teilprojektes war die Entwicklung einer Messmethode zur Echtzeitdetektion von Munitionsrückständen im Meerwasser mit einem schiffsbasierten Laser-Membraneinlass-Massenspektrometer. Diese Methode ermöglicht eine schnelle Detektion, aber auch ein längerfristiges Monitoring der Konzentrationsverhältnisse und leistet damit einen Beitrag zur Sicherheit der marinen Infrastruktur und der dort beschäftigter Personen. Am Projekt beteiligt waren acht Partner aus drei Ländern. Koordiniert wurde das Projekt von Prof. Dr. Eric Achterberg am Forschungsinstitut GEOMAR - Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Die Entwicklung einer analytischen Echtzeitmethode für die Detektion von Sprengstoffen und chemischen Kampfstoffen umfasste die Bestimmung und Validierung analytischer Parameter für eine reproduzierbare Echtzeitanalyse der Explosivstoffe aus der Substanzklasse der Nitrotoluole und eine Reihe von Surrogatverbindungen von chemischen Kampfstoffen (CWAs). Die Laborarbeiten zeigten allerdings auf, dass für eine Detektion der CWAs im Meerwasser die Sensitivität der Methode nicht ausreichen wird. Das schiffsbasierte Laser-Membraneinlass-Massenspektrometer (Laser-MI-MS) ist mit einem neuartigen durchstimmbaren OPO-Laser (Optisch parametrischer Oszillator, Innolas) und einem Membraneinlass für wässrige Proben (IOW) ausgestattet. Das Instrument ermöglicht die selektive Anregung und Detektion einzelner Analytmoleküle. Das System wurde im Juni 2024 erfolgreich an Board der FS Littorina getestet. Das Detektionslimit (LOD) des MS wurde auf ca. 300 ng/L geschätzt. CWAs konnten nicht detektiert werden, aber dafür mehrerer Vertreter der Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Zukünftige Arbeiten müssen primär auf eine Verbesserung der Nachweisgrenze abzielen.