Partikel, wie z.B. atmosphärische Stäube, Suspensionsmaterial oder Nanopartikel, spielen sowohl für die menschliche Gesundheit als auch beim globalen Stofftransport eine bedeutende Rolle. Wir bestimmen in unserem Labor die Masse von Partikeln als auch die Korngrößenverteilung einer Probe. Die mineralogische Zusammensetzung ermöglicht eine Aussage hinsichtlich der Herkunft der Partikel (geogen, anthropogen, aber auch Zuordnung zu lithologischen Einheiten). Ergänzt wird die Analyse durch eine umfassende Untersuchung der Elementgehalte, was Haupt- und Spurenelemente sowie weitere Parameter umfasst. Oft ist auch die mobile Fraktion von Interesse, welche wir durch Laugung mit entsprechenden Lösungsmitteln bestimmen können.
Partikel, wie z.B. atmosphärische Stäube, Suspensionsmaterial oder Nanopartikel, spielen sowohl für die menschliche Gesundheit als auch beim globalen Stofftransport eine bedeutende Rolle. Wir bestimmen die Partikelmasse gravimetrisch. Die exakte Wiegung erfolgt in einer Klimakammer (T: 21±1°C, relative Feuchte: 40%). Die Bestimmung der Korngrößenverteilung wird bei Filterproben mittels optischer Mikroskopie in unserem Labor oder bei Partnern am DWD in Freiburg durchgeführt. Bei losen Proben verwenden wir Sieblinien bzw. bei schluffig-tonigen Proben ein automatisiertes Verfahren basierend auf der Sedimentationsgeschwindigkeit.
Gerne beraten wir Sie über die richtige Methode für Ihre Fragestellung.
Filterproben
Verfahren |
Parameter |
Gerät |
Gravimetrie |
Masse/Menge |
Satorius SE2-F Ultramikrowaage Wiegebereich: Reproduzierbarkeit: |
Optische Mikroskopie |
Korngröße, Kornform, Art der Partikeln |
diverse Mikroskope |
Lose Proben
Verfahren |
Parameter |
Gerät |
Siebung |
Korngrößenzusammensetzung, Sieblinien |
Diverse Siebe von Schluff- bis Kiesbereich (40 µm - 2 cm) |
Sedimentation |
Direkte Korngrößenverteilung der Schlufffraktion (2-63 µm); Verrechnung mit Sieblinie ermöglicht Kalkulation der Tonfraktion |
Pario, METER-Group |
Die mineralogische Zusammensetzung ermöglicht eine Aussage hinsichtlich der Herkunft der Partikel (geogen, anthropogen, aber auch Zuordnung zu lithologischen Einheiten). Des Weiteren hat die mineralogische Zusammensetzung einen Einfluss auf Transportverhalten, Abrasivität, Lichtstreuung und Gefährdung der menschlichen Gesundheit.
Wir können die Mineralogie Ihrer Partikel mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) an gemahlenen Pulverproben bestimmen oder mittels Polarisationsmikroskopie bzw. Rasterelektronenmikroskopie (*REM; Abteilung Petrologie und Mineralogie) untersuchen. Ebenso ist es möglich, die Mineralogie direkt auf geeigneten Filtern mittels der genannten Methoden zu bestimmen.
Bei Fragen helfen wir Ihnen gerne weiter.
Röntgenographische Analyse (D8 Discover, Bruker)
Verfahren |
Probenmaterial |
Aussage |
Pulverdiffraktometrie (XRD) |
Pulverisierte Partikel: Menge > 10 mg – 2 g Belegte Acetatfilter |
Qualitativer, semi-quantitativer Mineralbestand |
Texturpräparate (unkonditioniert, glykolisiert, gebrannt) |
Gravimetrisch abgetrennte Tonbestandteile |
Spezifische Charakterisierung von Tonmineralen, Identifikation quellfähiger Tonminerale |
Mikroskopie
Verfahren |
Gerät |
Aussage |
Polarisationsmikroskopie |
Diverse Modelle |
Mineralbestand, Korngröße, Kornform, |
Rasterelektronenmikroskop (REM) gekoppelt mit Röntgenfluoreszenz* |
Tescan Vega |
Hochaufgelöste Informationen (nm bis µm) zu Mineralbestand, Kornform, Oberflächen-beschaffenheit etc. |
Die Elementzusammensetzung der untersuchten Partikel ermöglicht, unter Einbeziehung multivariater statistischer Methoden oder von Anreicherungsfaktoren, eine Quellenidentifikation. Die Kalkulation des Beitrags der partikulären Fracht in Stoffflussberechnungen fußt ebenso auf einer genauen Kenntnis der chemischen Zusammensetzung der transportierten Partikel. Gerade für atmosphärische Partikel müssen Gehalte toxischer Elemente für eine Gefährdungsbetrachtung bekannt sein.
Wir ermöglichen die Bestimmung ihrer Elementgehalte in diversen Partikeln entweder direkt am Feststoff oder nach einem Säureaufschluss mittels ICP-MS oder ICP-OES. Die bestimmbaren Elemente sind von der Probenmatrix, der Elementkonzentration sowie vom verwendeten Verfahren abhängig. Gezielt einzelne Partikeln können mittels Rasterelektronenmikroskopie (*REM; Abteilung Petrologie und Mineralogie) nach Einbettung und Bedampfung hinsichtlich ihrer Elementzusammensetzung untersucht werden.
Gerne beraten wir Sie bei Ihren Fragestellungen.
Verfahren |
Elementspektrum |
Gerät |
Röntgenfluoreszenz (XRF), winkeldispersiv, Schmelztablette |
Hauptelemente (Na, K, Ca, Mg, Al, Si, Fe, Mn, Ti, P), Glühverlust |
S4 Explorer, Bruker AXS |
Röntgenfluoreszenz (XRF), energiedispersiv Schmelztablette/ |
Hauptelemente (K, Ca, Fe, Mn, Ti) div. Spurenelemente |
Epsilon 5, PANanlytical; Epsilon 4, PANanlytical; EDX 8000; Shimadzu |
Kohlenstoff-Schwefel-Analysator (CSA) |
TC, TOC, TIC, TS |
CS-2000, ELTRA |
Rasterelektronenmikroskop (REM) gekoppelt mit Röntgenfluoreszenz* |
Hochaufgelöste Informationen (nm bis µm) zu Mineralbestand, Kornform, Oberflächen-beschaffenheit etc. |
Tescan Vega |
Laserablation (LA)-ICP-MS | Hochaufgelöste Geochemie (µm-Bereich) | Excimer+ Laser 193 nm (Teledyne Cetac) ICP-MS (Element XR, Thermo Fisher) |
div. Aufschlüsse |
Haupt- und Spurenelemente |
ICP-MS (iCAP RQ, Thermo Fisher); |
Feine Staubpartikel können tief in die Lunge gelangen. Dort geht v.a. von den löslichen Bestandteilen eine erhöhte Gefährdung für die menschliche Gesundheit aus. Bei Suspensionsmaterial in Flüssen ist von Interesse, welche Elemente z.B. durch Änderung der Wasserzusammensetzung (Süß-/Salzwasser; Zuflüsse/Nebenflüsse) mobilisiert werden können.
Wir bestimmen die mobilen Anteile in Ihren Partikeln durch Laugung mit entsprechenden Lösungsmitteln (Wasser, Salzlösung, verdünnte Säuren etc.). Diese werden anschließend auf die gewünschten Elemente mit unseren nasschemischen Methoden analysiert.
Gerne informieren wir Sie über unsere Möglichkeiten.
Verfahren |
Elementspektrum / |
Gerät |
Metalle |
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Multielementmethoden |
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ICP-MS |
Hauptelemente (Na, K, Ca, Mg) div. Spurenelemente (z.B. Al, Au, Ag, As, B, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mn, Mo, Pb, P, Rb, Zn, U) PGEs, SEE ng/L bis mg/L, ppt bis ppm (je nach Matrix/Element) |
iCAP RQ, |
ICP-OES
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Hauptelemente (Na, K, Ca, Mg) Ausgewählte Spurenelemente (z.B. Ba, Fe, Mn, S, Si, Sr) auch für salzlastige Proben geeignet µg /L bis mg/L, ppb bis ppm (je nach Matrix/Element) |
Varian 715ES (radial) |
Einzelelementmethoden |
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AAS (Flamme) |
Einzelelemente v.a. Na, K, Ca, Mg mg/L, ppm – Bereich |
AAnalyst 200, |
AAS (Graphitrohr) |
Einzelelemente z.B. Pb, Cd, Mn, As, Se µg/L, ppm – Bereich |
AAnalyst 600, Perkin Elmer |
AAS (Hydrid, FIAS) |
Se, As µg/L, ppm – Bereich |
FIMS 400, gekoppelt mit AAnalyst 200. Perkin Elmer |
Anionen |
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Ionenchromato-graphie (IC) |
F, Cl, Br, NO3-, PO43-, SO42- |
Dionex, ICS-1000; Trennsäule IonPac As14 Supressor ERS 500
Eluent NaHCO3/Na(CO3)2 |
Photometrie
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Phosphat (DIN En ISO 6878) Chromat (US EPA et al. 1992) >0,1 mg/L, ppm |
Lamda2, Perkin Elmer |