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Zur Umsetzung der Verwaltungsvereinbarung der OFD Hannover und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) über "Anerkennung und Überwachung von Prüflaboratorien im Rahmen von Erkundung und Bewertung kontaminierter Flächen" (15. Sept. 1995) wurde eigens ein "Arbeitskreis Anerkennungsgrundlagen Altlasten" einberufen, dem neben der BAM und der OFD Hannover die am Verfahren beteiligten Akkreditierungsgesellschaften DACH, DAP und DASMIN, die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), das Umweltbundesamt (UBA), die Landesgewerbeanstalt Bayern (LGA), der TÜV Hannover/Sachsen-Anhalt und der Verband Deutscher Umweltlaboratorien sowie vereidigte Sachverständige und private Prüflaboratorien angehörten. Aufgabe dieses Arbeitskreises war es, "Anforderungen an Untersuchungsmethoden zur Erkundung und Bewertung kontaminationsverdächtiger/kontaminierter Flächen und Standorte auf Bundesliegenschaften" als Grundlage der Kompetenzbestätigungsverfahren zu erarbeiten. Mit Stand Februar 1997 wurden diese veröffentlicht (OFD-H/BAM Anforderungskatalog 02/97), im Juni 1998 aktualisiert und auf der Umwelt-CO-ROM des Bundesministeriums für Raumordnung, Bau- und Wohnungswesen (BMBau) als Anhang 2.5 der "Arbeitshilfen Altlasten" bekanntgemacht.
Mit dem Erlass des BMBau vom 07.11.1995 wurden alle Bau- und Vermögensabteilungen der Oberfinanzdirektionen angewiesen, Aufträge zur Untersuchung kontaminationsverdächtiger/kontaminierter Flächen (KVF/KF) nur noch an Unternehmen zu vergeben, die nach diesem Verfahren anerkannt sind.
Die oben genannten Anforderungen wurden 1998 bei der Formulierung des Anhanges 1 ("Anforderungen an die Probennahme, Analytik und Qualitätssicherung bei der Untersuchung") der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) berücksichtigt. Mit Inkraftsetzung des Bundes-Bodenschutzgesetzes (BBodSchG) am 17.03.1998 und der BBodSchV am 12.07.1999 liegen nunmehr bundeseinheitliche gesetzliche Regelungen vor, die bei Bodenuntersuchungen sowie bei der Bearbeitung von Verdachtsflächen anzuwenden sind.
Da der Anhang 1 der BBodSchV aber nicht allein für den Zuständigkeitsbereich des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) formuliert wurde, ergibt sich hier zur Vereinfachung und Vereinheitlichung des Vollzugs auf Liegenschaften des Bundes der Bedarf nach inhaltlichen Erläuterungen und Ergänzungen. Daher wurde gemeinsam von der BAM und der OFD Hannover im Rahmen der Neufassung ihrer "Verwaltungsvereinbarung zur Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen für die Akkreditierung und Überwachung von Prüflaboratorien/lngenieurbüros im Rahmen der Erkundung kontaminationsverdächtiger/kontaminierter Flächen auf Bundesliegenschaften und zur Durchführung von Eignungsprüfungen in der chemischen Analytik" vom 17.05.2000 die nachfolgende Neufassung "Anforderungen an Probennahme, Probenvorbehandlung und chemische Untersuchungsmethoden auf Bundesliegenschaften" erarbeitet. Diese ersetzt die Versionen vom Februar 1997 und Juni 1998. Voraussetzung für die Durchführung von Untersuchungen auf Bundesliegenschaften ist eine Akkreditierung auf der Grundlage dieser Anforderungen.
In der BBodSchV sind eine Reihe internationaler Normentwürfe aufgeführt, die nicht in jedem Fall im Detail dem aktuellen Diskussions- und Kenntnisstand entsprechen. In den überarbeiteten Anforderungen werden mit Hilfe von Hinweisen und Ergänzungen Präzisierungen vorgenommen und der aktuelle Stand dokumentiert.
Vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) wurde gemäß Anhang 1 BBodSchV ein Fachbeirat "Verfahren und Methoden für Bodenuntersuchungen (FBU)" eingerichtet, dem auch Mitarbeiter der BAM und der OFD Hannover angehören. Eine zentrale Aufgabe dieses Fachbeirates ist die Zusammenstellung und Bekanntgabe aktueller Methoden und Verfahren. Diese durch das Umweltbundesamt (UBA) vorgesehenen Veröffentlichungen sind zu beachten.
Da die wesentlichen Anforderungen im Anhang 1 der BBodSchV enthalten sind, wurde zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der Verordnungstext im folgenden wörtlich übernommen. Er ist durch Kursivdruck hervorgehoben. Teil 6 der vorliegenden Anforderungen ist in Abweichung von der BBodSchV zunächst in Normen und anschließend in Technische Regeln und sonstige Methoden gegliedert.
The variation of isotope abundance ratios is increasingly used to unravell natural and technical questions. In the past the investigation and interpretation of such variations was the field of a limited number of experts. With new upcoming techniques and research topics in the last decades, such as provenance and authenticity of food, the number of published isotope data strongly increased. The development of inductively coupled plasma mass spectrometers (ICPMS) from an instrument for simple quantitative analysis to highly sophisticated isotope abundance ratio machines influenced this process significantly. While in former times only experts in mass spectrometry were able to produce reproducible isotope data, nowadays many laboratories, never been in touch with mass spectrometry before, produce isotope data with an ICPMS. Especially for such user isotope reference materials (IRM) are indispensible to enable a reliable method validation. The fast development and the broad availability of ICPMS also lead to an expansion of the classical research areas and new elements are under investigation. Here all users require IRM to correct for mass fractionation or mass discrimination or at least to enable isotope data related to a common accepted basis. Despite this growing interest suitable IRM are still lacking for a number of isotope systems such as magnesium.
Boron isotope compositions of crop plants: A new tracer for the origin and authenticity of food
(2009)
Boron isotope studies on technical materials and geological and environmental samples are one hot topic in nowadays isotope research. Provenance studies of artefacts, food and other products might become another one, as several recent studies demonstrate. Typically boron isotope determinations have been carried out by TIMS. To open up this research field to a broader scientific community we developed two analytical procedures for boron isotope determinations based on single collector SF-ICPMS combined with a sample preparation procedure consisting of dry-ashing and a three step ion chromatographic boron-matrix separation. The developed procedures consist of one low resolution (LR) and one medium resolution (MR) procedure. The repeatability for the δ11B determination in three independently measured aliquots lies between 0.2 and 0.8‰ for the LR procedure and between 0.3 and 1.5‰ for the MR procedure. The expanded uncertainties with a coverage factor of k=2 range between 1.4 and 1.6‰ for the LR procedure and between 2.9 and 3.2‰ for the MR procedure. The accuracy, expressed as average deviation from the reference values, is 0.43‰ for the LR procedure and 0.33‰ for the MR procedure. To test the practicability of the procedures the matrix tolerance has been investigated as well and was found to be up to 2 mg kg-1 of alkaline and alkaline earth elements in the final measurement solution containing 100 µg kg-1 boron. Thus a highly efficient matrix separation for SF-ICPMS boron isotope determinations is required, similar to TIMS.
Isotope ratio mass spectrometry (IRMS) is an advanced method to investigate carbon (C) and nitrogen (N) in organic samples. In particular, the N content, its isotope signature and the C/N ratio reveal important facts of nutrient cycling, niche separation and ecological food webs. In this study, the characteristics of N turnover of wood decomposing microorganisms were investigated.
The growth of the white rot causing basidiomycete Trametes versicolor is enhanced after addition of ammonia or urea, whereas the brown rot causing Oligoporus placenta is not accelerated. In addition, an interaction of each fungus with atmospheric N2 assimilating (diazotrophic) bacteria was investigated. Cultivation experiments with a gas mixture of 15N2/O2 and subsequent IRMS analysis of dry biomass of the diazotrophs Azotobacter croococcum, Beijerinckia acida and Novosphingobium nitrogenifigens revealed that they assimilated up to 12% of their N from N2. The experiments reflected N availability as a prerequisite for efficient growth of decomposing basidiomycetes and diazotrophs. Fungal–bacterial co-cultivation experiments showed that depending on the growth characteristics and bacterial N2 assimilation activity N is transferred from certain bacteria into fungal biomass. Thus, the experiments gave a first indication of an interaction between wood decomposing basidiomycetes and diazotrophs, which is a novel pathway of fungal N acquisition.
Development and validation of a method to determine the boron isotopic composition of crop plants
(2011)
We present a comprehensive chemical and mass spectrometric method to determine boron isotopic compositions of plant tissue. The method including dry ashing, a three-step ion chromatographic boron–matrix separation, and 11B/10B isotope ratio determinations using the Cs2BO2+ graphite technique has been validated using certified reference and quality control materials. The developed method is capable to determine δ11B values in plant tissue down to boron concentrations of 1 mg/kg with an expanded uncertainty of ≤1.7‰ (k = 2). The determined δ11B values reveal an enormous isotopic range of boron in plant tissues covering three-quarters of the natural terrestrial occurring variation in the boron isotopic composition. As the local environment and anthropogenic activity mainly control the boron intake of plants, the boron isotopic composition of plants can be used for food provenance studies.
An ICP-MS equipped with collision cell, sector field and multi-collector technology has been applied to developing analytical procedures for Fe in terms of isotope ratio measurements and isotope dilution analysis. Therefore a detailed study on the reduction of molecular interferences by a variety of collision gases (He, Ar, Kr, H2, D2 and N2) was performed. The efficiency of the reduction has been checked by high resolution mass scans. The argon based interferences disturbing the determination of 54Fe and 56Fe could be completely removed when using Faraday detectors. The interferences on mass 57 could be reduced to a level which enables accurate measurements. Also, the 40Ar12C interference, which disturbs the chromium correction, could be completely removed. Reproducibilities of 0.01% could be reached for 54Fe/56Fe isotope ratios and 0.02% for 57Fe/56Fe isotope ratios. Under these measurement conditions a sensitivity of 1.2 V per 50 µg kg1 Fe is available. This corresponds to 1.5 × 109 cps per mg kg1. Based on these results highly accurate procedures for Fe isotope ratio determinations were set up, reaching a performance level superior to that of other ICP-MS instruments. Consequently, IDMS procedures were developed on this basis in order to perform certification measurements at the highest metrological level. The first application was the contribution to the Fe reference value by IMEP-12, an interlaboratory comparison with approximately 350 participants worldwide. The analysed Fe mass content is 0.2150 mg kg1 with its expanded uncertainty (k= 2) of 0.0012 mg kg1(0.56%), which is ten times less than the uncertainty of the second certification laboratory. Another application was the certification campaign of the two reference materials Tea Leaves and Polish Herbs. The results obtained with the ICP-MS procedure, 542 ± 11 mg kg1 and 543 ± 12 mg kg1, were compared with the results analysed by TIMS, 541 ± 12 mg kg1 and 541 ± 13 mg kg1, and agree very well within the stated uncertainties (k= 2). The results presented demonstrate quite well the suitability of the developed IDMS procedures for certification or reference measurements.
