Ionenchromatographie – Massenspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma

• Fachliche Zuordnung: Wasserforschung
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553904241

Im Rahmen der Berufung von Prof. Dr. Stefan Norra auf den Lehrstuhl für Bodenkunde und Geoökologie der Universität Potsdam vereinbart, das bestehende bodenchemische Labor substantiell um eine Massenspektrometrieabteilung, bestehend aus einem Ionenchromatograph verbunden mit einem Massenspektrometer mit induktiv gekoppelten Plasma (IC-ICPMS), einem Elementanalysator-Isotopenmassenspektrometer und einem Differenz-Thermo-Analysator, der mit einem Massenspektrometer gekoppelt ist, zu erweitern. Dieses Labor soll als neues analytisches Zentrum nicht nur für die Abteilung Bodenwissenschaften und Geoökologie, sondern für das gesamte Institut für Umweltwissenschaften und Geographie sowie für weitere Forschungsgruppen der Fakultät für Naturwissenschaften und Mathematik, wie das Institut für Geowissenschaften oder das Institut für Chemie fungieren. Neben der Bodenforschung sollen die umwelthydrochemische Forschung und die aquatische Biogeochemie weitere spezifische Schwerpunkte dieses Zentrums sein. Dieser Antrag fokussiert sich auf die Finanzierung des IC-ICPMS. Das IC-ICPMS besteht aus zwei Instrumenten, die in einem kombinierten Modus arbeiten. Der Ionenchromatograph (IC) ermöglicht verschiedene Ionen und ionare Verbindungen aus einer gelösten Phase aufzutrennen und deren Zusammensetzung und Konzentration zu messen. Dieses Instrument wird häufig für Hauptanionen, wie Sulfat, verwendet, kann aber auch für Hauptkationen verwendet werden. Spurenanalysen von Anionen und Kationen sind mit den herkömmlich mit den Ionenchromatographen gelieferten Detektoren allerdings häufig nicht nachweisbar. Solche Anionen sind z.B. AsO43-, SeO42- oder SbO42-. Auch organische Verbindungen dieser Ionen treten oft nur in Spuren auf, die von einem reinen IC nicht nachweisbar sind. Die Lösung zur Erkennung dieser Spuren besteht darin, den IC mit einem induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometer (ICPMS) zu verbinden, welches die Fähigkeit besitzt solche Spurenkonzentrationen nachzuweisen. Der IC wird verwendet, um die Analyten zu trennen. Anschließend wird die Konzentration mit dem ICPMS gemessen. Hier kann das ICPMS nur das Element selbst analysieren. Somit ermöglichen beide Instrumente in Kombination tiefere Einblicke in die Dynamik von Anionen und Kationen und ihren Verbindungen in der gelösten Phase. Für die beantragende Arbeitsgruppe ist dies insbesondere von Bedeutung, um das Vorkommen der verschiedenen redoxsensitiven Ionenkomplexe unter unterschiedlichen Redoxzuständen aufzudecken oder organische Ionenkomplexe, wie organische Arsenverbindungen (z. B. MMA, DMA: Monomethylarson- und Dimethylarsensäure), zu unterscheiden. Aber auch die Analytik anorganische Komplexe des Arsens (Arsenat, Arsenit, Thioarsenate), der Molybdän- oder Chromspezies oder verschiedener Phosphorspezies sind für die Forschungsansätze der Gruppe aus Sicht der Elementflüsse, der Nährstoffversorgung und Schadstoffbelastung von Böden, Gewässern, Sedimenten und Aerosolen von großer Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Ionenchromatographie – Massenspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Potsdam
• Leiter: Professor Dr. Stefan Norra