Tracer Lab
Die Erforschung aquatischer Systeme erfordert ein vertieftes Verständnis der Herkunft, des Transports, sowie der Mischungsdynamik des Wassers und der darin gelösten Stoffe. Das Umwelt Tracer Lab bietet moderne Tracermethoden und -techniken, um die Dynamik aquatischer Systeme zu untersuchen und zu quantifizieren:
- "Datierung" von Wasserproben: Bestimmung der Aufenthaltszeit des Wassers seit dem letzten Kontakt mit der Atmosphäre.
- Mischung und Transport: Identifikation unterschiedlicher Wassertypen und Quantifizierung ihrer Transport- und Mischungsraten.
- Gasaustausch: Untersuchung des Austauschs von Gasen zwischen einem Wasserkörper und der Atmosphäre oder anderen Gasreservoirs.
- Aufschlüsselung physikalischer und biogeochemischem Prozesse: Trennung und Quantifizierung der Effekte physikalischer Prozesse und biogeochemischen Transformation von Gasen.
- Rekonstruktion der Umweltbedingungen in der Vergangenheit: Untersuchung historischer physikalischer Bedingungen in aquatischen Systemen (Paläotemperatur, Paläosalinität, Dynamik von Grundwasserpegeln).
Das Tracer Lab entwickelt zielgerichtete Analytik für Gase (Edelgase und biogeochemisch aktive Gase) und Umweltisotope (sowohl stabile als auch radioaktive). Das Tracer-Knowhow des Labors ermöglicht essenzielle Einblicke in die physikalische und biogeochemische Dynamik aquatischer Systeme.
Edelgasmassenspektrometrie
Analyse von He, Ne, Ar, Kr, Xe und deren Isotope (inkl. 3H/3He-Datierung, siehe unten). Das Edelgaslabor befindet sich an der ETH Zürich, wo wir eng mit der Gruppe für Isotopengeochemie und Kosmochemie zusammenarbeiten.
miniRUEDI und GE-MIMS-APP
Kontinuierliche “on-site” Analyse verschiedenster Gasspezies in Wasser und anderen Fluiden. Das portable miniRUEDI-Massenspektrometer und die patentierte GE-MIMS-APP-Technik (entwickelt an der Eawag) bieten ein einfaches, aber effizientes Werkzeug zur kombinierten Quantifizierung inerter und biogeochemisch reaktiver Gase. Solche Daten ermöglichen eine integrierte Analyse physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse.
Transiente Spurengase
Die Konzentrationen inerter Spurengase (SF6, CFCs, CF4, etc.) im Wasser entsprechen ihrem atmosphärischen Partialdruck zum Zeitpunkt des Austauschs zwischen Atmosphäre und Wasser. Der Vergleich der Konzentrationen dieser Gase in einer Wasserprobe mit ihrer transienten Konzentration in der Atmosphäre ermöglicht die "Datierung" der Wasserprobe. Das Labor verfügt über ein System für die kombinierte Analyse von SF6 und Edelgasen, und wir entwickeln eine einfaches Beprobungsverfahren, um die Analyse einer Reihe transienter Spurengase mit der MEDUSA-Spurengasanlytik (EMPA Gruppe für Klimagase) zu ermöglichen.
Inverse Modellierung von Tracern in Umweltsystemen
Wir bieten Know-How und numerische Werkzeuge zur Interpretation von Tracerdaten hinsichtlich der Prozesse und Bedingungen im Zusammenhang mit Gas/Wasser-Austausch, Grundwasserneubildung, oder zur Datierung von Wasserproben.
Radionuklide
Wir integrieren verschiedene Techniken zur Analyse von Radionukliden in aquatischen Systemen:
3H-Analyse in Ultraspurenbereichen durch 3He-Einwuchs und anschließende He-Isotopenanalyse. Diese Technik wird in der Regel mit Edelgasanalyse für die 3H/3He-Datierung von Wasserproben kombiniert.
3H-Isotopenanreicherung durch Elektrolyse und anschliessende Analyse durch Flüssigszintillationszählung (LSC).
Gammaspektrometrie zur Analyse und Überwachung von Radionukliden in der Umwelt (Isotope von Cs, Co, I, Lu, Mn, Pb, Zn, etc.).
