Intelligente Sensoren analysieren Bodengase

Die lokale Probennahme ist mit konventionellen Analysesystemen möglich. Die Bodengasanalyse erfolgt oft jedoch erst in einem nachgelagerten Schritt, was sich auf das Analyseergebnis auswirken kann.Eine Bodenanalytik unter Echtzeitbedingungen erfordert, dass das komplette Analysesystem oder die zur chemischen Analytik erforderlichen Teilsysteme direkt in penetrierfähige Sondenspitzen integriert wird.

Für die Analyse von Bodengasen wurde ein Sensorsystem entwickelt, das in der penetrierfähigen Sondenspitze einer Rammkernsonde integriert werden kann und somit eine Analyse vor Ort ermöglicht – tiefenaufgelöst und unter Echtzeitbedingungen. Kernstück des Sensorsystems ist ein miniaturisiertes Array aus acht einzelnen, mit einem sensitiven Polymer beschichteten Surface-Acoustic-Wave-Sensoren (SAW-Sensoren). In Abhängigkeit von der aufgetragenen Polymerschicht entstehen chemische Sensoren, die zur hochsensitiven Detektion bestimmter Gase verwendet werden.

Mit dem Verfahren können bodentypische Störgrößen, wie Variation der Feuchte und Temperatur sowie Änderung des Ansaugwiderstands im Einlassbereich der Bodensonde ausgeglichen werden. Die Nachweisgrenzen können den Erfordernissen angepasst werden – Schadstoffe im Bereich niedriger Konzentrationen von weniger als einem Gramm pro Tonne können im Boden sicher nachgewiesen werden.

Dr. Rolf Blattner
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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