Rückblick GEFTA Jahrestagung 1999

Untersuchung von Huminstoffen aus Böden unterschiedlicher Standorte mittels TG-FTIR und multivariater Datenanalyse

W.Geyer1*, F. A.-H. Hemidi, L. Brüggemann1, G. Hanschmann2
UFZ Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, 
1Sektion Analytik, 
2Sektion Sanierungsforschung Permoserstr. 15, 
D-04318 Leipzig, Germany


 

Natürliche und anthropogene Einflüsse auf Bodenökosyteme sollten sich auf die analytischen Eigenschaften die Bodenhuminstoffen, die an der Bodengenese und der Bodentransformation teilnehmen, auswirken.

Unser Ziel war es zu prüfen ob und wie sich derartige Einflüsse auf die Struktur der Huminstoffe und damit auf deren thermisches Verhalten auswirken.

Untersucht wurden Bodenproben des A-Horizonts von urbanen und industriellen Regionen (Flußauen, Deponieauflagen und Brachland) aus dem Gebiet Leipzig, Halle, Bitterfeld in den Bundesländer Sachsen und Sachsen-Anhalt. Nach der Vorschrift der "International Humic Substances Society" (IHSS) konnten aus den luftgetrockneten Böden der Korngrößenfraktion kleiner zwei Millimeter die Huminsäuren (HA) sowie die Fulvinsäuren (FA) isoliert werden.

Zur Analyse wurden etwa 20 mg der Proben in der Thermowaage zunächst 15 Minuten im Stickstoffstrom auf 100°C isotherm und anschließend mit einer Heizrate von 10 K/min auf 900°C erhitzt. Die evolvierten Gase wurden gleichzeitig mit einem Spülgasfluß von etwa 80 Milliliter pro Minute in die Gaszelle des FTIR-Spektrometers überführt, die Infrarotspektren mit einer Auflösung von 4 cm-1 aufgenommen und jeweils 4 Spektren akkumuliert.

Neben DTG-Kurven dienten Extrakte aus dem TG-FTIR-Experiment (spektroskopische Fenster z.B. für Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Ammoniak und gesättigte Kohlenwasserstoffe) als Ausgangsdaten für eine multivariate Datenanalyse. Ziel dieser war es, Klassifizierungsmöglichkeiten zwischen den einzelnen Standorten zu prüfen sowie mögliche Zusammenhänge zwischen den TG-FTIR-Daten und anderen Charakteristika der Huminstoffe (z.B. Elementzusammensetzung) zu erkennen. Letztendlich sollten die erzielten Ergebnisse auf eine differentielle Standortanalyse der Böden übertragen und u. U. Auswirkungen anthropogener Einflüsse erkannt und interpretiert werden.

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