Sedimentlabor (SedLab)
Verfolgung von Prozessen an der Erdoberfläche anhand der Größe und Form von Sedimentpartikeln
Im SedLab analysieren wir die physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzung von Sedimenten. Wir messen die gesamte Bandbreite der Korngrößenverteilung von wenigen Nanometern bis zu Zentimetern und bestimmen die Form jedes einzelnen Partikels. Diese detaillierten Beschreibungen helfen Wissenschaftlern, die Geschichte der Sedimente offen zu legen, das Verständnis über die Entstehung von Sedimentarchiven zu verbessern und die Prozesse zu quantifizieren, welche Sedimente erzeugen, transportieren und ablagern.
Das SedLab ist so ausgestattet, dass es große Probenmengen sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand messen kann. Mit dem CamSizer können wir die Größen- und Formverteilungen in gröberen (nicht kohäsiven) Sedimenten bestimmen. Er ist besonders für die Analyse von äolischen oder fluvialen Sedimenten in Sandgröße geeignet. Der Laserbeugungsanalysator Horiba LA950V2 ermöglicht es uns, die Korngrößenverteilung von Sedimenten in Lösung zu messen. Dies ist für feinere (kohäsive) Partikel erforderlich und wird häufig zur Analyse von schlamm- bis schluffgroßen Sedimenten unterschiedlicher Herkunft eingesetzt.
Manchmal ist eine Vorbehandlung erforderlich, um organische Stoffe oder (biogene) Karbonate zu entfernen oder um kohäsive (Ton-)Partikel zu dispergieren. Dieser Schritt kann in unserem Labor in sauberen Abzügen durchgeführt werden. Unser Team berät Sie hinsichtlich der methodischen Anforderungen und hilft Ihnen bei der Entwicklung spezifischer Messprotokolle. Wir können auch bei der statistischen Auswertung der Ergebnisse und deren Visualisierung helfen.
Anfragen zu analytischen Möglichkeiten und Diskussionen über Projektideen sollten an C. Blanchet gerichtet werden.
Ausstattung
Wir besitzen ein voll ausgestattetes Labor, um Sedimentproben an zwei Arbeitsplätzen aufzubereiten, und zwei Computerarbeitsplätze für die Analyse und Auswertung. Das Labor ist mit allen Geräten und Chemikalien für die physikalische und chemische Aufbereitung von Proben ausgestattet: Zentrifugen, Schütteltische, Rotationsschüttler, Abzüge, großdimensionale Trockenschränke, Feinwaagen etc. Die Ausstattung ist ausgelegt für schnelle Prozessierung großer Probenmengen.
Im SedLab steht ein Retsch CamSizer XT bereit, um die Korngrößenverteilungen in 300 Klassen und die Formparameter einzelner Körner zu erfassen. Das Gerät nutzt zwei Präzisionskameras und Hochgeschwindigkeitsbildanalyse, um in Echtzeit die Größe und Form von Partikeln zu erfassen. Die Software berechnet daraus unmittelbar die Evolution der Korngrößenverteilung und mehrere Formparameter. Wir arbeiten mit zwei Sedimentzuführmodulen: einem Freifallschacht und einer Druckluftdispergierzuführung. Die Spannweite der auflösbaren Korngrößen liegt zwischen 1 µm und 3 mm. Durch diese optische Limitierung kann der CamSizer XT die Tonfraktion nur teilweise auflösen und ist daher eher für grobere Sedimente geeignet.
Im SedLab arbeiten wir mit dem Horiba LA950 Laserpartikelmesser, dessen Messungen auf der korngrößenabhängigen statischen Streuung von Lichtstrahlen beruhen. Streuung kann sowohl mit dem Fraunhofer-Modell als auch der Mie-Theorie abgebildet werden, wobei Letztere eher für kleinere Partikel angemessen ist. Beide Ansätze werden in unseren angepassten Messprotokollen mitgeführt. Bei Laserpartikelmessungen werden nur wenige Milligramm Probenmenge benötigt, und doch kann eine enorme Breite von Korngrößenwerten gemessen werden, in unserem Fall von 10 nm bis 3 cm. Das Gerät ist mit einem Autosampler ausgestattet, um große Probenmengen rund um die Uhr messen zu können.
Diese Schüttelmaschine ermöglicht das Sieben von Proben in physikalischen Sieben von 63 bis 3000 µm.