Isotopenmassenspektrometer (IRMS) mit Peripheriegeräten zur C-, N-, O-, H-,S-Isotopenanalytik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im ersten Jahr nach der Inbetriebnahme des Stabilisotopen-Labors am Institut für Grundwasserwirtschaft wurde die Kopplung des Hochtemperatur-Pyrolyseofens mit dem Isotopen-Massenspektrometer (IRMS) eingearbeitet. Hiermit konnten erste wissenschaftliche Arbeiten zur Identifikation der Herkunft und Zusammensetzung von Wässern über deren δ18O- und δ2H – Isotopensignaturen durchgeführt werden. So wurden im Rahmen einer B.Sc.-Arbeit 56 deutschen Mineralwässern und 16 deutschen Niederschlagswässern (jeweils Einzelereignisse) gesammelt und auf ihre δ18O- und δ2H-Isotopensignatur analysiert. Hierdurch war es möglich, den Mineralwässern, die jeweils regionale Grundwässer repräsentieren, die in der Isotopenhydrologie bekannten Höhen- bzw. Kontinentaleffekte zuzuordnen und somit sowohl deren Entfernung vom Meer als auch deren Grundwasserneubildungshöhe analytisch nachzuweisen. Für eine Bestimmung der Zusammensetzung der Wässer (Anteil von Niederschlagswasser im Grundwasser) waren die stichprobenartigen Analysen einzelner Niederschlags-Ereignisse jedoch nicht ausreichend. Ab dem Jahr 2012 konnte im Rahmen des EU-Projektes GRACE (Auftrag des LfULG) eine erste isotopenhydrologische Studie durchgeführt werden. Damit war es möglich, ein Beitrag zur Aufklärung von Oberflächenwasser- Grundwasser- Interaktionen und den seit mehreren Jahren sinkenden Grundwasserständen in der Sächsisch- Böhmischen Schweiz zu leisten. Im Jahr 2012 wurde weiterhin mit der Einarbeitung der Elementaranalysator-IRMS-Kopplung begonnen, wodurch es möglich war, δ13C- und δ15N- Isotopenverhältnisse in Feststoffproben zu analysieren. Die Analytik konnte erstmalig erfolgreich im Rahmen einer Diplomarbeit eingesetzt werden. Weitere methodische Arbeiten widmeten sich dann der Etablierung und Optimierung von geeigneten Präparationsmethoden für Nitrat- bzw. Ammonium-haltige Wässer zur δ15N- bzw. δ18O-Isotopenverhältnis-Analytik. Eine allgemein wichtige Arbeit der ersten Jahre nach Inbetriebnahme des neuen Stabilisotopen-Labore war die Auswahl und Prüfung geeigneter Laborstandards (Wässer sowie Nitrat- und Ammoniumsalze).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Grenzüberschreitende ökologische Bewertung des Grundwassers durch die Erfassung der Grundwasserfauna sowie Bestimmung von Stabilen Isotopen. Gemeinsamer FuE-Bericht mit der Institut für Grundwasserökologie IGÖ GmbH im Auftrag des LfULG, November 2013, Az: 44(13)-4331/239/14, B 841
Hahn, H.J., Burghardt, D., Matzke, D., Fuchs, A.
- Validierung und Optimierung von Probenpräparationsmethoden für die d15N-NH4-Analytik an Wasser- und Bodenproben. Poster und Abstract im Tagungsband der ASI-Jahrestagung 2014 in München
Baumann, P., Burghardt, D.
- δ18O und δ2H Isotopenverhältnis-Analysen als Beitrag zur Aufklärung der Grundwasserdynamik im Tschechisch-Sächsischen Grenzgebiet. Vortrag und Abstract im Tagungsband zur FH-DGG Tagung 2014 in Bayreuth
Burghardt, D., Baumann, P., Michel, L., Stock, J., Krause, Th., Hahn, H.J., Matzke, D., Böhm, A.K.
- δ18O and δ2H Isotope Ratio Analysis as a Contribution to the Clarification of Groundwater Dynamics in the Czech-German Borderland. ‚International Symposium on Isotope Hydrology’ der IAEA in Wien, Mai 2015
Burghardt, D., Krause, Th., Baumann, P., Michel, L., Stock, Böhm, A.K.
