Abteilung Oberflächengewässer

Die Forschungsarbeiten der Gruppe Aquatische Geochemie konzentrieren sich auf Spurenmetalle und ihre Isotope in einem breiten Spektrum aquatischer Systeme (Seen, Flüsse, Meeresgebiete, Feuchtgebiete). Wie der Name schon sagt, können die Konzentrationen dieser "Spuren"-Metalle (z. B. Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd) in aquatischen Systemen sehr niedrig sein. Durch ihre Rolle als essentielle Mikronährstoffe und Toxine können Spurenmetalle jedoch die biologische Produktivität und die Zusammensetzung biologischer Gemeinschaften beeinflussen, und umgekehrt widerspiegelt die Verteilung vieler Spurenmetalle und ihrer Isotope Prozesse im biologischen Kreislauf. Die Verteilung von Metallen wird auch durch verschiedene Reaktionen auf geochemische Gradienten in natürlichen und anthropogen beeinflussten Systemen (z. B. O₂, pH) sowie deren Reaktivität mit organischen und mineralischen Oberflächen reguliert. Daher sind diese Metalle grundlegend mit den biogeochemischen Kreisläufen der häufiger vorkommenden Elemente (z. B. C, N, O) verbunden.

Die Gruppe Aquatische Geochemie untersucht die Verteilung von Spurenmetallen und deren Isotope zur:

• Beschreibung der physikalischen und chemischen Speziierung von Metallen in aquatischen Systemen, und wie diese die Reaktivität von Metallen reguliert
• Bewertung des Potenzials von Spurenmetallen und Isotopen als Indikatoren für die biologische Produktivität (d. h. den Kreislauf von C und wichtigen Nährstoffen) sowie geochemische Gradienten (z. B. O2-Verfügbarkeit) in unserer Umwelt und in der Erdgeschichte
• Bewertung des Nährstoffkreislaufs und der Verfügbarkeit von essentiellen Mikronährstoffen für biologische Gemeinschaften
• Charakterisierung der Mobilität und des Verbleibs von Schadstoffen in aquatischen Systemen, um über Sanierungsstrategien und mögliche Auswirkungen auf biologische Gemeinschaften zu informieren.
• Untersuchung der möglichen Auswirkungen des Klimawandels und anderer natürlicher und anthropogener Störungen auf die Metallverfügbarkeit.

Dies geschieht in erster Linie durch die Entnahme von Wasser- und Sedimentproben vor Ort sowie durch Prozessstudien im Labor und vor Ort. Von besonderem Interesse sind die Charakterisierung der Quellen und Senken von Metallen, die Quantifizierung des Metallhaushalts in aquatischen Systemen, die Aufklärung der Prozesse, die zur Fraktionierung stabiler Isotope führen, und die Verfolgung der Wechselwirkungen mit dem biologischen Kreislauf.

Wir verwenden eine Vielzahl von Probenahmeverfahren, um bestimmte Phasen sowie räumliche und zeitliche Maßstäbe zu erfassen. Unsere primären Analyseinstrumente sind die Massenspektrometrie (z. B. ICP-MS, MC-ICP-MS) nach der Probenextraktion und -reinigung im Labor, mit zusätzlichen feldtauglichen Analyseverfahren für die direkte Quantifizierung instabiler Metallformen vor Ort.