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9. November 2004

Forscher wollen besonders scharf hinsehen können

Das neue Reinluftlaboratorium des Instituts für Umwelt-Geochemie der Universität Heidelberg: Keinerlei Metalloberfläche sichtbar – Aufwendige Klimatechnik

Von außen wirkt das Institut für Umwelt-Geochemie noch immer wie ein nüchterner Zweckbau der 60er Jahre – unscheinbar ragt das sechsstöckige Gebäude im Neuenheimer Feld in die Höhe. Im Inneren jedoch geht dieser Tage ein Novum in Betrieb, wie es an deutschen Universitäten seinesgleichen sucht. Denn ein neues Reinluftlabor bietet Wissenschaftlern künftig absolut staub- und partikelfreie Arbeitsbedingungen. Kurz vor Fertigstellung dieses modernsten Heidelberger Labors hatte die Rhein-Neckar-Zeitung Gelegenheit, einen Blick hinter die Kulissen zu werfen.

"Ein solches Reinluftlabor ist heute unerlässlich für eine erfolgreiche Forschung an den verschiedenen Umweltarchiven", erklärt hierzu Dr. Bernd Kober, Akademischer Direktor am Institut. Hintergrund sind die extrem feinen Untersuchungsmethoden, mit denen beispielsweise der Bleieintrag im Bodensee analysiert wird. "Sicherlich ein gutes Beispiel, um unsere Arbeit – und ihre mögliche politische Reichweite – darzustellen", findet Bernd Kober. "Denn gerade in den 80er Jahren, zu Zeiten der Diskussion um bleifreies Benzin, erregte das Blei im Bodensee gehörig Aufsehen. Immerhin ist der See – ein rund 17000 Jahre altes Relikt der letzten Eiszeit – unser wichtigstes Trinkwasserreservoir. Das macht verständlich, warum auch die Öffentlichkeit besorgt reagierte, als dort vor rund 30 Jahren Blei nachgewiesen wurde."

Dies gelang damals Prof. Müller, dem Begründer des Instituts und jetzigem Emeritus. Er legte bereits in den 60er Jahren den Grundstein für eine erfolgreiche Erforschung verschiedener Umweltarchive. Jedoch standen ihm längst nicht so hochwertige Geräte zur Verfügung, wie dies heute der Fall ist. "Deshalb konnte er zwar sagen, dass Blei im See vorhanden ist, jedoch nicht, woher es kam", erinnert sich Bernd Kober. Sofort geriet damals die Industrie unter Verdacht. "Das Rätsel selbst konnten wir erst in den 90er Jahren lösen: Das Blei stammte aus den Verkehrsabgasen, wurde vom Regen in den Boden gewaschen – und von dort über Bäche und Flüsse in den See."

Möglich wurde diese Erkenntnis durch eine spezielle Untersuchungsmethode, bei der die Isotopenverhältnisse des Bleis bestimmt werden, die wie Fingerabdrücke die Herkunft des Schwermetalls aus der Industrie oder dem Verkehr belegen. "Natürlich darf man dabei auch die natürlichen Verwitterungsvorgänge nicht vergessen. Denn auch sie sorgten schon vor Jahrtausenden für Blei im See, was sich anhand von Sedimentproben nachweisen lässt", betont Bernd Kober. "Deshalb kann man solch einen Bodensee-Sedimentkern zu Recht auch als historisches Archiv der Gewässereigenschaften bezeichnen."

Um solche feinen Untersuchungen durchführen zu können, sind entsprechende Analysegeräte wie das vom Hochschulassistenten Dr. Krachler betreute hoch auflösende induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS) nötig, das im neuen Labor installiert wird, oder ein Gerät zur Thermionen-Massenspektrometrie, das bereits im Einsatz ist. Indes kann ohne entsprechende Infrastruktur auch das teuerste Messgerät keine adäquaten Ergebnisse liefern. "Und genau deshalb brauchen wir eine hochwertige Reinrauminfrastruktur, ohne die wir gar nicht in der Lage wären, extrem niedrige Elementkonzentrationen – beispielsweise von Blei – nachzuweisen. Immerhin sind die Geräte inzwischen so leistungsfähig, dass wir uns bei der Ultraspuren-Analyse längst im sub-Femtogramm-Bereich bewegen, was weniger als einem billiardstel Gramm entspricht. Da kann man sich gut vorstellen, wie schnell ein Messergebnis verfälscht wird, weht auch nur der Hauch eines mit Partikeln belasteten Lüftchens über eine Probe!"

Die Veränderungen am Institut mit der Berufung von Prof. Shotyk in die Institutsleitung – sowie die Integration von Teilen der früheren Isotopengeologie – boten eine gute Gelegenheit, entsprechende Infrastrukturen zu schaffen. Denn zwar haben die Spurenanalytik und die Isotopengeologie lange Tradition in den Heidelberger Geowissenschaften. Doch entsprachen die Reinräume der 60er Jahre bei weitem nicht dem heutigen Standard. "Deshalb entschlossen wir uns, den Bereich der Isotopenanalytik gründlich zu renovieren, und gleichzeitig einen neuen Trakt für die Ultraspurenanalytik zu schaffen", erklärt Bernd Kober, der für die Konzeption der Labore mitverantwortlich war. "Dabei bereiteten uns weniger die sichtbaren Staubkörner Sorge, als vielmehr die noch kleineren Partikel, die vor allem aus Metall bestehen. Denn die können wir bei unseren Analysen nun wirklich nicht gebrauchen – zudem arbeiten wir oft mit Säuren, die Metalle sofort angreifen! Deshalb mussten wir uns bemühen, die Einrichtung gänzlich metallfrei zu meistern."

Und tatsächlich ist im Labor keinerlei Metalloberfläche sichtbar – selbst die Elektrik wurde in Plexiglasgehäuse gekapselt. Somit entstanden neue, futuristisch wirkende Arbeitsplätze, die mittels einer aufwendigen Technik belüftet werden. Aus zwei Versorgungssträngen beziehen die Labore ihre gefilterte – und je nach Bedarf be- oder entfeuchtete, gekühlte oder erwärmte Luft. "Knapp 10000 Kubikmeter werden je Stunde benötigt, was die Klimatechnik letztlich zum aufwendigsten Posten des gesamten Projekts machte," erklärt Bernd Kober, der sich noch immer darüber wundert, wie gut das Bauamt der Universität den rund 1,3 Millionen Euro teuren Umbau organisierte. "Letztlich stehen künftig auf rund 200 Quadratmetern 12 bis 15 Arbeitsplätze zur Verfügung – damit sind wir eines der leistungsfähigsten Labore dieser Art", freut sich Dr. Kober, der das Bauprojekt in den vergangenen fünf Jahren begleitete. "Ich denke aber, dass sich die Mühe gelohnt hat. Denn nur wer gute Laborbedingungen hat, kann scharf hinsehen. Und genau das wollen wir ja tun: scharf hinsehen!"
Heiko P. Wacker

Rückfragen bitte an
Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
Tel. 06221 542310, Fax 542317
michael.schwarz@rektorat.uni-heidelberg.de
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und
Irene Thewalt
Pressestelle der Universität
Tel. 542311
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