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SEEZEICHEN: Untersuchungen auf stabile Wasserisotope

Logbucheintrag Nr. 13: Oktober 2016

Mitte Oktober – in der Zeit vom 17. bis 21.10.2016 – fand eine der zentralen Messkampagnen des ReWaM-Verbundprojektes SeeZeichen statt – dass Isotopen-Online-Screening-Messprogramm (IOS). Bei diesem IOS-Messprogramm untersuchen wir Grundwasserzutritte, die Ausbreitung von Flusswasserfahnen und die seeweiten Zirkulationsprozesse im Bodensee.

Wesentliches Element der Untersuchungen ist die Anwendung eines WLCRD-Spektrometers mit dem stabile Isotope bestimmt werden können. WLCRD steht dabei für „wavelength scanned cavity ring down” und beschreibt das Messverfahren des Laserspektrometers, das für die Detektion von Wasserstoff- und Sauerstoff-Isotopen verwendet wird (Wasserstoffisotope 1H, 2H und Sauerstoffisotope 16O und 18O).

Traditionell verbindet man mit der Bestimmung von stabilen Isotopen große und sensible Massenspektrometer und entsprechende High-Tech-Labors. Moderne Laserspektroskopie ermöglicht uns die direkte Messung auf dem Forschungsschiff Kormoran. Das entsprechende Equipment wurde von unseren Kollegen von der Joanneum Research AquaConSol auf dem Schiff installiert und war die ganze Woche ununterbrochen im Messeinsatz. Maßgeblich für den Erfolg waren deren sehr umfangreiche Erfahrungen mit der in-situ Bestimmung von stabilen Isotopen. Unsere Kollegen waren beispielsweise weltweit ersten, die diese Technik überhaupt auf stehende Gewässer anwandten und unterstützen uns mit ihrem Knowhow bei dieser Messkampagne. Ergänzend zu den Isotopenuntersuchungen wurden durch uns chemische Wasseranalysen durchgeführt und physikalische Parameter mittels einer Multiparametersonde bestimmt.

Ziel des Isotopen-Online-Screenings ist es, die Ausbreitungsvorgänge von Wasserinhaltsstoffen die über verschiedene Eintragspfade in den Bodensee gelangen zu bestimmen. Ein weiteres Ziel ist die Charakterisierung von Transport- und Mischungsprozessen, die diese Ausbreitungsvorgänge bestimmen. Die Charakterisierung der Ausbreitung und Lokalisierung von Grundwasserzutritten erfolgte auf der Grundlage von definierten Transekten mit Tiefenprofilen und Messrastern.

Ein besonderes Augenmerk gilt den Einmischungsprozessen von Grund- und Oberflächenwässern im Bereich von Flusswassermündungen und potentieller Zutrittsstellen von Grundwasser. Mit Multiparametersonden wurden Vertikalprofile gemessen, Wasserproben entnommen und stabile Isotope bestimmt. Auf der Basis der online gemessenen Daten werden entsprechend die Entnahmetiefen und Probenahmestrategien dynamisch angepasst, um ein optimales Messergebnis zu erhalten.

Autorin: Dr. Sandra Böddeker, TU Braunschweig

Wissenschaftler des Projekts SEEZEICHEN veröffentlichen regelmäßig Logbucheinträge, die beispielsweise im Rahmen von Probenahmen mit dem Forschungsschiff Kormoran entstehen. SEEZEICHEN ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme ReWaM.