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Customer Spotlight: Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Universität Ferrara, Italien

Die Universität von Ferrara nutzt einen TOC-Analysator gekoppelt mit einem IRMS-System, um den Kohlenstoffkreislauf im Erdmantel zu erforschen

Gianluca Bianchini (ausserordentlicher Professor) und Claudio Natali (Forscher) sind Geologen an der Fakultät für Physik und Geowissenschaften der Universität Ferrara und forschen auf dem Gebiet der Hoch- und Tieftemperatur-Geochemie. Seit 2012 werden ihre Forschungskapazitäten durch den Einsatz eines EA-IRMS-Systems von Elementar, das die anderen im Labor verfügbaren Systeme wie XRF & ICP-MS hervorragend ergänzt, erheblich verbessert.

 

Logo der Universität Ferrara

Was die petrologischen Hochtemperaturuntersuchungen betrifft, so war die Elementar- und Isotopenanalyse von Kohlenstoff von grundlegender Bedeutung, um den tiefen Kohlenstoffkreislauf und Flüsse dieses Elements im Erdmantel zu belegen. Zur Erforschung dieser komplexen Prozesse wurde eine Reihe seltener Gesteine extrem tiefen Ursprungs, Peridotite genannt, analysiert. Diese Peridotite befinden sich im Allgemeinen in einer Tiefe von fast 40-50 km unter der Oberfläche (Bianchini und Natali, 2017; Förster et al., 2016). EA-IRMS-Analysen waren auch sehr wichtig, um die Entstehung von sonderbaren magmatischen Gesteinen, den Karbonatiten, zu verstehen, die aus wirtschaftlichen Gründen wichtig sind, da sie viele seltene Minerale enthalten (Beccaluva et al., 2017). 

Die Verwendung des EA-IRMS-Systems für die Niedertemperatur-Geochemie ist alltäglicher. Prof. Bianchini und Dr. Natali sind derzeit an Studien über Boden- und Sedimentmatrizen (Natali und Bianchini, 2018, Vittori Antisari et al., 2016) sowie an Studien zur Untersuchung von Schwebeteilchen in Flusswasser (Corazzari et al., 2016) und luftdispergierten Partikeln in städtischen Umgebungen beteiligt. 

Vor allem für diese Studien entwickelte das Team neue Protokolle, in denen Proben mit EA-IRMS bei unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen analysiert werden, um das Vorhandensein verschiedener Verbindungen zu unterscheiden, die durch unterschiedliche Destabilisierungstemperaturen gekennzeichnet sind (Natali und Bianchini, 2014; 2015, Natali et al., 2018). In Böden und Sedimenten zum Beispiel erlaubt dieser analytische Ansatz die Unterscheidung von anorganischen und organischen Verbindungen, wodurch eine komplexe und langwierige Vorbehandlung der Proben mit gefährlichen Chemikalien vermieden wird. 

Dieser neue analytische Ansatz wurde mit Unterstützung von Elementar unter Verwendung eines neuen Gerätes, des soli TOC® cube < Linkziel: Produkte à TOC & Wasseranalysatoren  à soli TOC cube >, entwickelt. Dieser TOC-Analysator ist speziell auf die thermische Untersuchung von Bodenverbindungen ausgerichtet und hat die Fähigkeit, neben dem gesamten anorganischen Kohlenstoff (TIC) auch organische Verbindungen mit unterschiedlichem thermischen Verhalten (thermisch labil, nämlich TOC400 und thermisch rezirkulierend, nämlich ROC) in einem einzigen Analysevorgang zu trennen und zu messen. 

Mit diesen Kompetenzen erhielten Prof. Bianchini und Dr. Natali eine entsprechende Finanzierung von der Region Emilia Romagna, welche die Untersuchung des organischen Kohlenstoffs in den regionalen landwirtschaftlichen Böden fördert, da dieser Parameter von grundlegender Bedeutung für die Bodenfruchtbarkeit sowie für die Minimierung der Freisetzung von Treibhausgasen in die Atmosphäre ist (Einzelheiten zum Projekt unter savesoc2.com

Über Elementar sagte Dr. Natali: 

Wir schätzen unser EA-IRMS-System, das einfach zu bedienen ist und selten Probleme bereitet, sehr. In der kurzen Zeit, in der wir analytische Unannehmlichkeiten hatten, löste das Unternehmen das Problem schnell durch den Online-Support und/oder durch kurzfristige Besuche eines Technikers in unserem Labor.

Prof. Gianluca Bianchini bestätigte die guten Beziehungen zu Elementar und fügte hinzu, dass er sich für die Zukunft mehr Unterstützung beim Aufbau von Kooperationen erhoffe: 

Ich schlage Elementar vor, ein synergetisches Netzwerk zwischen Anwendern aus verschiedenen Regionen und Ländern zu schaffen. Ich denke, dass Elementar durch das Zusammenführen der Erfahrungen verschiedener Gruppen ein positives Feedback erhalten kann. Elementar sollte seine Anwender zu neuen prominenten Forschungsfeldern führen und dazu beitragen, dass die Geräte von Elementar in die Spitzenforschung einbezogen werden.

  

Über die Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Universität Ferrara, Italien

Installierte Geräte:

IsoPrime100 (Altgerät, Nachfolgemodell: isoprime precisION)
vario MICRO cube (Altgerät, Nachfolgemodell: vario ISOTOPE select)
soli TOC® cube 

isoprime precisION with iso FLOW

isoprime precisION with vario PYRO cube EA

Addresse:

Università di Ferrara 
Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra 
44100 Ferrara 
Italy 

Kontakt:

Website: www.savesoc2.com

Publikationen:

  • Beccaluva L., Bianchini G., Natali C., Siena F. (2017) The alkaline-carbonatite complex of Jacupiranga (Brazil): Magma genesis and mode of emplacement. Gondwana Research 44, 157–177. 

  • Bianchini G., Natali C. (2017) Carbon elemental and isotopic composition in mantle xenoliths from Spain: Insights on sources and petrogenetic processes. Lithos 272, 84-91. 

  • Förster B., Bebout G.E., Bianchini G., Natali C., Aulbach S., Braga R., Scambelluri M. (2016) Multi-stage carbonation and decarbonation in the mantle-wedge: stable-isotope compositions of carbonate phases in ultramaficrocks of the ulten zone (Eastern Alps, Italy). EMC2 2016, 2nd European Mineralogical Conference (Rimini), Abstract book, 129. 

  • Corazzari L., Bianchini G., Billi P., Marchina C., Natali C. (2015). A preliminary note on carbon and nitrogen elemental and isotopic composition of Po River suspended load. Rendiconti Lincei, Scienze Fisiche e Naturali 27, 89–93. 

  • Natali C., Bianchini G., Vittori Antisari L. (2018) Thermal separation coupled with elemental and isotopic analysis: A method for soil carbon characterization. Catena 164, 150-157. 

  • Natali C., Bianchini G. (2018) Natural vs Anthropogenic components in sediments from the Po river delta coastal lagoons (NE Italy). Environmental Science and Pollution Research, 25, 2981-2991. 

  • Natali C., Bianchini G. (2015) Thermally based isotopic speciation of carbon in complex matrices: a tool for environmental investigation. Environmental Science and Pollution Research 22, 12162-12173. 

  • Natali C., Bianchini G. (2014) Understanding the carbon isotopic signature in complex environmental matrices. EQA-International Journal of Environmental Quality 14 (14), 19-30. 

  • Vittori Antisari L., Bianchini G., Cremonini S., Di Giuseppe D., Falsone G., Marchesini M., Marvelli S., Vianello G. (2016) Multidisciplinary study of a Lateglacial-Holocene sedimentary sequence near Bologna (Italy): insights on natural and anthropogenic impacts on the landscape dynamics. Journal of Soils and Sediments 16, 645–662. 

 

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