Institut für

Agrarklimaschutz

Institutsleitung

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Sekretariat

Steffanie Schirren
Institut für Agrarklimaschutz

Bundesallee 65
38116 Braunschweig
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Zentrallabor / GC-Labor

Leitung: Dr. Daniel Ziehe

Das Zentrallabor / Gaschromatographie (GC)-Labor des Thünen-Instituts für Agrarklimaschutz unterstützt die wissenschaftliche Arbeit des Instituts durch Bereitstellung analytischer Untersuchungsmethoden in Luft, Wasser, Boden- und Pflanzenmaterial.

Die mehr als zehn Laboratorien im Arbeitsbereich Labor für die Analytik von Luft, Wasser, Boden, Pflanzen teilen sich in die Bereiche Probenaufarbeitung, allgemeine und spezielle Analytik sowie Gaschromatographie auf.

Zur Bearbeitung unserer vielfältigen Aufgabenstellungen sind neben der von allen Bereichen genutzten allgemeinen Analytik auch noch ganz unterschiedliche arbeitsgebietsspezifische Geräteausstattungen vorhanden.

Geräteausstattung

Ionenchromatographie

Bei der Ionenchromatographie handelt es sich um ein Trennverfahren, mit dem sich geladene Moleküle bzw. die Zusammensetzung eines Stoffgemisches identifizieren und quantifizieren lässt.

  • Anionen- und Kationennachweis in wässrigen Lösungen (Br-, Cl-, NO3-, NO2-, PO43-, SO42- und NH4+, Ca2+, K+, Mg2+, Na+)
Ionenchromatographie-Systeme (links: 882 Compact IC plus, 761 Compact IC mit 833 IC Liquid Handling Unit, 858 Professional Sample Processor-Pump mit Dosino 800 und rechts: 850 Professional IC AnCat-MCS, 850 Professional IC Detector , 858 Professional Sample Processor-Pump mit Dosino 800, 858 Standard-Probenteller) für die Bestimmung von Anionen und Kationen (Metrohm)
Ionenchromatographie-Systeme (links: 882 Compact IC plus, 761 Compact IC mit 833 IC Liquid Handling Unit, 858 Professional Sample Processor-Pump mit Dosino 800 und rechts: 850 Professional IC AnCat-MCS, 850 Professional IC Detector <<idetector>>, 858 Professional Sample Processor-Pump mit Dosino 800, 858 Standard-Probenteller) für die Bestimmung von Anionen und Kationen (Metrohm) (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

Continuous Flow Analysis (CFA)

Continuous Flow Analysis (CFA) bezeichnet eine Analysentechnik, die nasschemische Analyseverfahren automatisch durchführt. Dabei werden die Verfahrensschritte von photometrisch-analytischen Methoden in einem kontinuierlichen Fluss von Probe und Reagenzien in der vorgesehenen Reihenfolge abgearbeitet.

  • Anionen- und Kationennachweis in Extrakten (NH4+, NO3-/NO2-, NO2-, TN)
CFA-Analyzer San++ für die Bestimmung von Anionen und Kationen (Skalar)
CFA-Analyzer San++ für die Bestimmung von Anionen und Kationen (Skalar) (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

CN-Analytik

Die C/N-Analyse ist eine Standardmethode zur Bestimmung der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte aus organischen und anorganischen Verbindungen von Feststoffen.

  • C und N in Boden- und Pflanzenproben
Elementaranalysator TruMac CN für die Bestimmung von Kohlenstoff und Stickstoff (Leco)
Elementaranalysator TruMac CN für die Bestimmung von Kohlenstoff und Stickstoff (Leco) (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

Gaschromatographie

Bei der Gaschromatographie handelt es sich um ein Trennverfahren für Stoffgemische, bei denen eine Stofftrennung durch Verteilung zwischen einer ruhenden (stationären) und einer sich bewegenden (mobilen) Phase erfolgt.

  • CO2-, CH4-, N2O-Konzentrationen (ambient bis ca. 10 fach-ambient in Crimp-Vials und Labco Exetainer-Vials) in Freilandversuchen mit geschlossenen Hauben für die Quantifizierung von Treibhausgasemissionen aus Böden
Zwei Gaschromatographen GC-2014 (Shimadzu) mit ECD und FID sowie zwei Greenhouse Workstations AS-210 (SRI Instruments) zur Messung von Treibhausgasen
Zwei Gaschromatographen GC-2014 (Shimadzu) mit ECD und FID sowie zwei Greenhouse Workstations AS-210 (SRI Instruments) zur Messung von Treibhausgasen (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)
  • CO2-, CH4-, N2O-, O2-, Ar-, N2-Konzentrationen ((auch sehr hoch), verschiedene Probengefäße möglich, auch Gelöstgasmessungen)
Gaschromatograph 7890A (Agilent) mit ECD, HID und WLD sowie PAL-Probengeber zur Messung von Gelöstgasen
Gaschromatograph 7890A (Agilent) mit ECD, HID und WLD sowie PAL-Probengeber zur Messung von Gelöstgasen (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

DOC- und NPOC-Analytik

Die DOC- und NPOC-Analyse ist eine Standardmethode zur Bestimmung von Kohlenstoff in Flüssigkeiten nach dem Prinzip der thermisch-katalytischen Oxidation mit anschließender NDIR-Detektion. Mit Hilfe von zwei separaten Messkanälen kann der gelöste anorganische Kohlenstoff und gelöste Gesamtkohlenstoff gemessen werden.

  • Gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) in wässrigen Lösungen
Dimatoc 2000 mit Autosampler sowie DimaAir Gasgenerator (Dimatec) zur DOC- und NPOC-Bestimmung
Dimatoc 2000 mit Autosampler sowie DimaAir Gasgenerator (Dimatec) zur DOC- und NPOC-Bestimmung (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

TN-Analytik

Die TN-Analyse ist eine Standardmethode zur Bestimmung des Gesamtstickstoffs in wässrigen Proben. Zunächst werden alle Stickstoffverbindungen thermisch zersetzt und zu Stickstoffoxid oxidiert, anschließend erfolgt die Detektion mit Hilfe der Chemilumineszentz.

  • Gelöster Gesamtstickstoff (TN) in wässrigen Lösungen
TN-100 mit Auto Liquid Sampler sowie Auto Sample Injector ASI-100 (Mitsubishi) zur TN-Bestimmung
TN-100 mit Auto Liquid Sampler sowie Auto Sample Injector ASI-100 (Mitsubishi) zur TN-Bestimmung (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

NIR-Analyse

Die NIR-Analyse ist eine Standardmethode zur Gewinnung von Informationen über die molekulare Zusammensetzung von Boden- und Pflanzenparametern. Dazu wird die Probe mit Nahinfrarotlicht bestrahlt und ein Teil des Lichtes absorbiert, ein anderer Teil reflektiert. Ergebnis ist das NIR-Spektrum.

  • Abschätzung von Boden- und Pflanzenparametern
NIR-Analyzer (Bruker) zur Bestimmung von Boden- und Pflanzenparametern
NIR-Analyzer (Bruker) zur Bestimmung von Boden- und Pflanzenparametern (© Thünen-Institut/Daniel Ziehe)

Aufgaben

  • Quantifizierung von Konzentrationen und Depositionen reaktiver Spurengase und Aerosol-Bestandteile in der Atmosphäre mit Denudern und Filtern bzw. Regensammlern; Quantifizierung der Konzentration einzelner Gase (NH3) mit Passivsammlern; Bestimmung der Analytkonzentrationen mit Hilfe von Ionenchromatographie und Continuous Flow Analysis
  • Gaswechselmessung (CO2, CH4, N2O) in Freilandversuchen mit geschlossenen Hauben für die Quantifizierung von Treibhausgasemissionen aus Böden
  • Messung von Gelöstgasen (N2, Ar, O2, N2O, CH4) in Gewässern für die Untersuchung indirekter Treibhausgasemissionen der Landwirtschaft
  • Gaswechselmessung (CO2, CH4, N2O) in Bodeninkubationsversuchen für Prozessstudien zur Emission von Treibhausgasemissionen aus Böden
  • CN-Analyse von Boden- und Pflanzenproben
  • Messung der Konzentration von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) in Boden-, Grund- und Oberflächenwässern zur Bestimmung der DOC-Austräge als Teil des C-Kreislaufs
  • Messung der Konzentrationen von gelöstem Gesamtstickstoff (TN) in Boden-, Grund- und Oberflächenwässern zur Bestimmung der gelösten Stickstoffausträge als Teil des N-Kreislaufs
  • Durchführung von Bodeninkubationsexperimenten mit und ohne Zugabe stabil-isotopisch markierter Substrate zur Verbesserung des Prozessverständnisses der C- und N-Transformation in unterschiedlichen Böden
  • Entwicklung von Methoden zur Abschätzung der molekularen Zusammensetzung von Boden- und Pflanzenparametern mit NIR
  • Durchführung von Bodeninkubationsversuchen an einer halbautomatischen Heinemeyer-Anlage mit 24 Messplätzen zur Bestimmung der mikrobiellen Biomasse oder der Basalatmung