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Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien für die Entnahme von Grundwasser und zur Analyse radioaktiver Edelgasisotope Universität Hamburg Abteilung Geowissenschaften Institut für Geographie Sommersemester 2016 Carl Friedrich von Weizsäcker- Zentrum für Naturwissenschaft und Friedensforschung Lukas Sorgalla 6327471 [email protected] 03.06.2016

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Page 1: Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien ... · Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien für die Entnahme von Grundwasser und zur Analyse radioaktiver

Kriterien zur Umsetzung spezieller

Probenahmestrategien für die Entnahme

von Grundwasser und zur Analyse

radioaktiver Edelgasisotope

Universität Hamburg Abteilung Geowissenschaften Institut für Geographie Sommersemester 2016

Carl Friedrich von Weizsäcker-Zentrum für Naturwissenschaft

und Friedensforschung

Lukas Sorgalla 6327471 [email protected] 03.06.2016

Page 2: Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien ... · Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien für die Entnahme von Grundwasser und zur Analyse radioaktiver

Gliederung

• Einleitung • Relevanz • Operationalisierung/Vorgehen • Methodik • Zeitplan • Ergebnisse

Page 3: Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien ... · Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien für die Entnahme von Grundwasser und zur Analyse radioaktiver

Einleitung

• Forschungsfrage: Welche Kriterien müssen auf die Umsetzung spezieller Probenahmestrategien zur Entnahme von Grundwasser und auf die Analyse der radioaktiven Edelgasisotope angewendet werden?

Page 4: Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien ... · Kriterien zur Umsetzung spezieller Probenahmestrategien für die Entnahme von Grundwasser und zur Analyse radioaktiver

Einleitung

• Hintergrund: – Praktikum beim Zentrum für Naturwissenschaft

und Friedensforschung (ZNF) – Entwicklung/Erweiterung von

Probenahmemethoden – Fortführung in Form von Bachelorarbeit

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Relevanz Abb. 1: Wasserkreislauf

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Relevanz

• Niederschlag führt ‚tracer‘ aus der Atmosphäre ins Grundwasser ein

• Krypton als ‚tracer‘ – Edelgas – keine Biodegradation – keine Aufnahme – radioaktiv

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Relevanz

• Grundwasserdatierung – nachhaltige Wassernutzung

• Abschätzung von: – Regeneration – Verteilung von Schadstoffen

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Operationalisierung/Vorgehen

Entnahme von Grundwasser – Kooperation mit Uni Bremen – experimentelles Durchführen der Probenahme

unter Realbedingungen

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Operationalisierung/Vorgehen

Entnahme von Grundwasser • Variablen

– örtliche Verteilung/Tiefe – Ursprung des Grundwassers/Einzugsgebiet – Bohrloch abgeschirmt gegen Atmosphäre – erforderliches Volumen?

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Operationalisierung/Vorgehen

spezielle Probenahmestrategien

– evakuierte Porpangasflasche

– über spezielles Ventil Vorbeiführen von Wasser

– Ausgasung

Abb. 2: Probenahmetechnik

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Operationalisierung/Vorgehen

spezielle Probenahmestrategien • Variablen

– Größe der Probe für optimale Weiterverarbeitung • Gasdichte, Temperatur

– Totvolumen

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Operationalisierung/Vorgehen

Analyse – Kühlfalle – Einführen der Probe in Gaschromatographen – Abtrennung von Krypton-Isotopen – Einführen der abgetrennten Probe in magneto-

optische Falle (MOT)

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Exkurs 3D-MOT

Abb. 3: schematische Darstellung einer 3D-MOT

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Operationalisierung/Vorgehen

Analyse – selektive Zählung der Krypton-Atome – Konzentration ergibt sich aus Verhältnis zu

Krypton-81-Atomen (in der Atmosphäre konstant) – abhängig vom Isotop (unterschiedliche

Halbwertszeit) Rückschlüsse auf Alter der Probe

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Operationalisierung/Vorgehen

Analyse • Variablen

– Kreuzkontamination – welches Isotop? – Vermischung bei der Probenahme mit

nachfließendem Wasser

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Methodik

• quantitative Methodik – standardisierte (Labor-) Bedingungen – Aufstellen von Hypothesen

• Verifizieren/Falsifizieren

– deduktives Vorgehen • Schließen von Allgemeinem auf Besonderes

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Zeitplan

• Juni: – Probenahme organisieren – Literaturrecherche

• Juli: – Probenahme vorbereiten – Probenahme? – weitere Recherche – Gerüst der Arbeit erstellen

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Zeitplan

• August: – Probenahme? – Daten auswerten

• September: – Schreiben – Korrigieren – …

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Ergebnisse

• Probenahmetechnik feldtauglich / testen

• Nachhaltigkeit der Wassernutzung • Schadstoffeintrag

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.

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Abbildungen

Abb. 1: Wasserkreislauf Quelle: www.io-home.org/image_pool_secure/bild0931316111257781899.jpg, 31.05.2016

Abb. 2: Probenahmetechnik Quelle: Aufnahme Dr. Jürgen Sültenfuß (Universität Bremen)

Abb. 3: schematische Darstellung einer 3D-MOT Quelle: 3.bp.blogspot.com/-AtLzYPiTftg/UyGnXNUOpQIAAAAAAAAYVw/Na358LrpcAQ/s1600/MOT.png, 31.05.2016