Unsere Seite auf

Dissertationen
Linksammlung durchsuchen

 

Entwicklung und Qualifizierung autonomer Messsysteme für den pH-Wert und die Gesamtalkalinität von Meerwasser

Aßmann, Steffen - Christian-Albrechts-Universität Kiel (2012)


Die Dokumentation der sich stark verändernden Carbonatchemie im Meerwasser ist von großer Bedeutung, da die Ozeane einen Großteil des CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen und durch die daraus folgende Bildung von Kohlensäure versauern. Dies hat weitreichende Auswirkungen auf das Ökosystem Meer, welche nur durch die Aufnahme hochpräziser Messdaten mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung zufriedenstellend nachvollzogen werden kann.

Zur Beschreibung des Carbonatsystems werden mindestens zwei der folgenden vier messbaren Parameter benötigt: der pH-Wert, der Partialdruck von CO2 (pCO2), die Gesamtalkalinität (AT) und der gelöste anorganische Kohlenstoff (CT). Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Qualifizierung robuster autonomer Messsysteme zur Bestimmung des pH-Wertes und der Gesamtalkalinität zum Einsatz auf Messplattformen für den Oberflächenozean, mit deren Hilfe das marine Carbonatsystem vollständig charakterisiert werden kann. Die Präzision des in dieser Arbeit entwickelten pH-Systems beträgt ±0,0007 pH-Einheiten bei einer Richtigkeit von ±0,003 bei der Verwendung von Standards. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte AT-System besitzt in der Ausführung der Open-Cell-Titration eine Präzision von ±1,1 mol kg1 bei einer Richtigkeit von ±8 mol kg1. Es kann allerdings bei Anwendung einer Closed-Cell-Titration eine Richtigkeit von ±0,8 mol kg1 erreicht werden, wobei die Präzision dann ±4,4 mol kg1 beträgt. Die Qualifizierung des pH-System erfolgte durch den Vergleich mit einem Referenzsystem im Labor und durch Verwendung von zertifizierten Standards. Das AT-System wurde hauptsächlich durch die Verwendung von zertifizierten Standards und Realproben aus dem Atlantik validiert.

Des Weiteren wurde das pH-System im Feld (Nordsee) eingesetzt und in Kombination mit einem pCO2-Sensor zur vollständigen Charakterisierung der Carbonatchemie verwendet. Dabei wurden zusätzlich Proben für CT und AT genommen und somit das Carbonatsystem überbestimmt. Es wird in dieser Arbeit beschrieben, wie eine Qualitätssicherung durch die Überbestimmung des Carbonatsystems stattfinden kann und aufgezeigt, wie die Daten dementsprechend korrigiert werden können. Das pH-System war in diesem Experiment mit einem 95%-igem Signifikanzniveau konsisitent zu den Referenzmessungen (CT, AT) und kann bei Verwendung eines Standards direkt zur Berechnung der Carbonatparameter verwendet werden. Es stellte sich heraus, dass die Kombination von pH-Wert und pCO2 nur unzureichende Genauigkeiten von ca. 1% der berechneten Parameter ergab. Die Kombination mit einem anderen autonom gemessenen Parameter wie AT kann dieses Problem jedoch lösen. Die Entwicklung für ein solches System ist hier zu großen Teilen durchgeführt und kann bereits, je nach Methode, mit eingeschränkter Präzision bzw. Richtigkeit durchgeführt werden.


—> Volltext

Abonnieren:

Empfehlen: