Forschungsinteressen

Ziel der Forschung in meiner Gruppe ist es, chemische und (mikro)biologische Prozesse zu identifizieren und zu quantifizieren, die Bildung, Umwandlung und Transport von essentiellen und potentiell toxischen Spurenelementen in der Geosphäre, Pedosphäre und Hydrosphäre bestimmen. Unser Hauptfokus ist hierbei über eine Gesamtelement-Quantifizierung hinaus zu gehen und stattdessen sowohl in der wässrigen Phase als auch in der Festphase (Minerale, organisches Material) individuelle Spezies zu identifizieren.

Viele der Elemente, an denen wir interessiert sind, sind redox-sensitiv, d.h. sie ändern sich in der Zusammensetzung unter oxischen oder anoxischen Bedingungen. Eine der größten Herausforderungen ist die Konservierung und Bestimmung von sogenannten intermediären Spezies, die instabil sind, aber hoch-reaktiv, und daher häufig biogeochemische Kreisläufe entscheidend antreiben und verlinken. Das Vorkommen der Spezies in typischerweise geringen Konzentrationen erfordert spezielle Analysentechniken. Wir haben uns in unserem Labor auf die Quantifizierung wässriger Spezies mittels Kopplung von Ionenchromatographischer Trennung und Bestimmung per induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (IC-ICP-MS) spezialisiert. Darüberhinaus nutzen wir regelmäßig Röntgenabsorptionsspektroskopie an internationalen Synchrotron-Einrichtungen zur strukturellen Charakterisierung von Flüssig- und Festphasen-Spezies. Zur Analyse spezies-selektiver Isotopenfraktionierung haben wir in Kooperation Zugang zu IC gekoppelt an Multikollektor ICP-MS.

Wir untersuchen alte Systeme (Paläo-Ozean Analoga) und junge Systeme, die häufig geogen (Geothermalgebiete, Reisböden und Reispflanzen, Moore, Grundwasser) oder anthropogen (Bergbaustandorte, Moore, die zur Wasseraufbereitung genutzt werden) kontaminiert sind. In den letzten Jahren lag ein spezieller Fokus auf Interaktionen des Schwefel-Kreislaufs mit andern Spurenelementen (As, Sb, Fe, Mo, W, Cu, Ni, Cd). Wir konnten neue Spezies, sogenannten thiolierte Metal(loid)e entdecken und sie hinsichtlich ihrer Bildung, Stabilität, Mobilität, Verfügbarkeit und Toxizität für Mikroorganismen und Pflanzen charakterisieren.