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“ISOprint” - Development of “Diffusive Gradient in Thin Films (DGT) – multi-collector ICP-MS techniques” for location-specific isotopic fingerprinting of S, Sr and Pb in soils as a tool for the provenance determination of primary agricultural products

Projektleitung
Prohaska Thomas, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.10.2017-30.09.2020
Programm:
Einzelprojekte
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Abteilung für Analytische Chemie
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Das Ziel dieses Projektes ist es, eine Technik zum Bestimmen des biologisch verfügbaren (bioverfügbaren) Anteils an Schwefel (S), Strontium (Sr) und Blei (Pb) aus dem Boden zu entwickeln. Anschließend wird die Isotopenzusammensetzung dieser Elemente analysiert. Die Motivation dahinter ist, dass eine ortsspezifische Variation der Isotopenzusammensetzung von S, Sr und Pb im Boden als spezifischer Fingerabdruck wirken kann. Dieser Fingerabdruck spiegelt sich in den Pflanzen wieder, die auf diesem Boden wachsen. Diese Unterschiede der Isotopie in den Böden kann beispielsweise durch Unterschiede in der Geologie verursacht werden, durch natürliche Prozesse (z.B. mikrobielle Aktivitäten) oder durch menschliche Aktivitäten (zum Beispiel durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, die S oder Pb enthalten). „Diffusive Gradient in Thin Films“ (DGT) stellt eine passive Beprobungstechnik dar. DGT nehmen Elemente aus dem Boden in der gleichen Weise wie Pflanzen auf - durch Diffusion. In dieser (bioverfügbaren) Fraktion wird in weiterer Folge die Isotopenzusammensetzung der untersuchten Elemente mit einem speziellen Massenspektrometer analysiert. Im Rahmen dieses Projektes wird eine neue Technik entwickelt, die
• den bioverfügbaren Anteil von S, Sr und Pb aus dem Boden beproben kann, ohne dass die Methode selbst eine Änderung in der Isotopenzusammensetzung dieser Elemente verursacht.
• jenen bioverfügbaren Teil von S, Sr und Pb beprobt, die auch von den Pflanzen aufgenommen wird (bioverfügbar Fraktion). Die Isotopenzusammensetzung dieser Elemente in der über die DGT bestimmten Fraktion entspricht derjenigen, die in den Pflanzen zu finden ist, die auf dem gleichen Boden gewachsen sind.
• die Herstellung einer direkten Verbindung eines landwirtschaftlichen Primärproduktes zu der in Böden gespeicherten chemischen Information erlaubt.
Zum ersten Mal werden die bioverfügbar chemischen Isotopeninformationen direkt bestimmt. Im Rahmen dieses Projekts sollen neue DGT Schichten für S und Sr durch die Zusammenarbeit mit einem Unternehmen entwickelt werden, das seine Expertise in der Entwicklung neuer Harzmaterialien zur Verfügung stellt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden mit Gewächshaus- und Feldversuchen verglichen werden.
Als Ziel dieses Ansatzes kann das ortsspezifische Isotopensignal bestimmt werden, das dazu verwendet wird, die Herkunft von Landwirtschaftlichen Produkten mit Hilfe eines spezifischen Fingerabdrucks zu bestimmen.
Schlagworte
Analytische Chemie; Lebensmitteluntersuchung (402009);
bioverfügbarkeit; DGT; Isotopenlandkarte; Lebensmittelherkunft;
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