Isotope

Isotope sind im Allgemeinen wichtige und wertvolle Hilfsmittel zur Bestimmung

• des Alters (Datierung)
  
  
• der Herkunft, Genese und Entwicklung von Gestein, Wasser, Gasen, Rohstoffen und organischen Materialien bzw. Elementen und Verbindungen
  
  
• des biogenen Kohlenstoffanteils
  
  
• der radioaktiven Belastung

Isotopenmethoden sind aus der modernen Hydrogeologie nicht mehr wegzudenken und tragen dazu bei, einen möglichst detaillierten Einblick in den Wasserkreislauf zu gewinnen. Sie sind damit auch ein Werkzeug zur Optimierung der Bewirtschaftung eines Grundwasservorkommens bzw. eines Brunnens.

Messungen des Gehaltes an Umweltisotopen ermöglichen Beobachtungen von hydrologischen Systemen in großen räumlichen und zeitlichen Maßstäben. Sie gestatten insbesondere bei schwierigeren Grundwasserfließbedingungen eine Charakterisierung und Quantifizierung von beteiligten Grundwasserkomponenten und deren Inhaltsstoffe.

ANGEWANDTE ISOTOPENSYSTEME IN DER HYDROGEOLOGIE

Herkunft und Authentizität unserer Lebensmittel bestimmen deren Qualität und Preis. Um die Authentizität von Lebensmitteln und Lebensmittelzusatzstoffen zu prüfen, werden Isotopenanalysen eingesetzt. Isotope stellen in vielen Fällen die einzige Methode zum Nachweis von Lebensmittelfälschungen dar. Konkret können über Isotopenmethoden folgende Informationen gewonnen werden:

• Geographische Herkunft von Produkten
• Nachweis illegaler bzw. nicht deklarierter Zusatzstoffe (z.B. Wasser, Zucker, Säuren) bzw. Ausgangsstoffe
• Unterscheidung natürlicher bzw. synthetisch produzierter Produkte
• Nachweis von biologischem oder konventionellem Anbau

Organische Schadstoffe, wie LCKW und BTEX stellen starke Belastungen des Grundwassers dar. Oftmals ist eine Zuordnung des Schadens zu den Verursachern schwierig. Die Bestimmung von Kohlenstoffisotopenverhältnissen an den organischen Schadstoffen ermöglicht die Zuordnung des Schadens zu den Verursachern sowie qualitative und quantitative Aussagen zum biologischen Abbau (Natural Attenuation).

Isotope sind ein wichtiges Werkzeug um z.B. die Genese von Erdgas oder Erdöl zu evaluieren. Sie helfen zudem mit, mögliche Reservoire oberflächennah zu erkunden. Die Untersuchungen von Isotopen von Kohlenwasserstoffen geben Auskunft über die Bildungsmechanismen von z.B. Methan und die Reifegrade von höheren Kohlenwasserstoffen.

Im Zuge der Energiewende und des Klimaschutzes sollen nachwachsende Rohstoffe fossile Ausgangsstoffe ersetzen. Die Bestimmung des radioaktiven ¹⁴C gibt Auskunft, wie hoch der eingesetzte Anteil der nachwachsenden Rohstoffe in einem Produkt (z.B. Kunststoffe, biogene Schmierstoffe, Öle etc.) ist. So ist es auch möglich, die Abgase von z.B. Biomasseheizkraftwerken auf den Anteil nachwachsender Rohstoffe, die bei der Verbrennung eingesetzt werden, zu bestimmen.