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Arbeitsspektrum
Gasanalyse von Wasser-, Gas- und Feststoffproben

Gasanalysen sind in vielen Bereichen ausgesprochen hilfreich. Dies bezieht sich sowohl auf die reine Konzentrationsanalytik, als auch auf die isotopische Zusammensetzung von Gasen.

Gase liefern so z. B. Erkenntnisse über die biogenen und geogenen Vorgänge im Untergrund, das Alter und Herkunft von Grundwässern oder lassen sich auch als Tracersubstanzen verwenden. Selbst in der Lebensmittelbeurteilung lassen sich isotopische Gasuntersuchungen nutzen, um Rückschlüsse über Verfälschungen gewisser Lebensmittel zu erhalten.

Unser Arbeitsspektrum:

  • Charakterisierung und Quantifizierung von Gasen (Luftkomponenten, Kohlenwasserstoffe, Edelgase) aus der Gasphase oder gelöst in Wasser

  • Isotopische Charakterisierung von Gasen

  • Beurteilung der Genese und Herkunft unterschiedlicher Gasphasen

Gelöste Gase und Gasisotope in Grundwasser

Probennahmen von gelösten Gasen sind meist nicht ohne Atmosphärenkontamination möglich. Handelt es sich um reduzierende Systeme, kann eine Korrektur des Atmosphärenanteils über den Sauerstoffmesswert vorgenommen werden.

Die Gasgemische im Grundwasser setzen sich aus den so genannten Luftkomponenten

  • Stickstoff (N2)
  • Sauerstoff (O2)
  • Kohlendioxid (CO2)
  • Argon (Ar)
  • Helium (He)
  • und weitere Edelgase

und den Kohlenwasserstoffen

  • Methan
  • Ethan
  • Propan
  • i- und n-Butan
  • und weitere höhere Kohlenwasserstoffe

zusammen.

Gelöster Stickstoff im Grundwasser kann außer durch den Atmosphäreneintrag noch eine Anreicherung über den Abbau von Stickstoffkomponenten und Organik erfahren. Eine Beurteilung kann über das N2/Ar-Verhältnis und den Isotopengehalt 15N-N2 erfolgen.

Grundwasser mit hohen Kohlendioxid-Gehalten (Säuerlinge) beziehen ihr CO2 meist aus vulkanischen Quellen. Dies kann über die Isotopensignatur (13C-CO2) beurteilt werden.

Neben der Atmosphäre kann der Argon-Gehalt noch durch eine Beimischung von radiogen produziertem Argon (40Arrad) aus dem radioaktiven Zerfall von Kalium-40 (40K) erhöht sein. Hierzu gibt das 40Ar/36Ar-Verhältnis des Thermalwassers Aufschluss.

Helium im Grundwasser stammt außer dem mit dem Niederschlag eingetragenen atmosphärischen Anteil noch aus Ausgasungen des Erdmantels und aus radiogener Produktion im Gestein. Diese Prozesse können anhand der Bestimmung von Heliumisotopengehalten (3He/4He) unterschieden und quantifiziert werden.

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Für den Ursprung des im Thermalwassersystem gelösten Methans kommen zwei unterschiedliche Bildungsprozesse im Untergrund in Frage: eine thermische Bildung und/oder ein mikrobieller Abbau von organischer Materie unter anaeroben Bedingungen. Eine Unterscheidung der Bildungsprozesse ist durch die Untersuchung des 13C-CH4- und 2H-CH4-Isotopengehaltes des Methans und der höheren Kohlenwasserstoffe möglich.

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Weiterer Aufschluss kann auch die Kohlenstoff-14-Gehaltsbestimmung von Methan (14C-CH4) geben, die z.B. bei einer Herkunft aus Torf- und Moorsedimenten eine Bestimmung des Bildungsalters erlaubt oder auch bei Deponiegas bestimmte Fragestellungen beantworten lässt.