Was sind Water Isotope Probes?

Water Isotope Probes (WIPs) dienen der direkten, nicht-destruktiven In-situ-Messung der stabilen Wasserisotope d18O und d2H. Sie arbeiten nach der "Diffusion Dillution Sampling" Methode (DDS, Volkmann und Weiler 2014) basierend auf dem Gleichgewicht zwischen Gas- und Flüssigphase (Direct Vapor Equilibrium Methode DVE).

Bei der DVE-DDS-Methode wird kein absoluter Druckgradient aufgebaut, sondern die Einstellung des Gleichgewichts erfolgt über Diffusion, unter Nutzung des unterschiedlichen Wasserdampfpartialdrucks im Gasgemisch in der Filterkerze und dem umgebenden Medium (Boden/ Schnee/ Xylem/ Luft). Das hat den Vorteil, dass die WIPs auch unter gesättigten Bedingungen eingesetzt werden können. Der Wassereintrittsdruck der verwendeten Filterkerze darf jedoch bspw. durch einen Wasserüberstau nicht überschritten werden.

Die Sonden wurden von uns auf Basis der fundierten wissenschaftlichen Erkenntnisse von Volkmann und Weiler (2014) (Patentnummer DE102013013969B3) optimiert und werden in exklusiver Lizenz hergestellt und vertrieben.

Aufbau und Funktion der WIPs

Die WIPs bestehend aus drei Teilen: 1) der Filterkerze, 2) dem Schaft mit Mischkammer und 3) dem Schutzschlauch, der drei Gastransportkapillaren in einer definierten Geometrie in den Einführungschaft und in die Filterkerze führt.

Die Verdünnungskapillare liefert trockene Luft oder N2 direkt in die Mischkammer und ermöglicht somit eine kontrollierte Verdünnung des Wassergehaltes in der Luft, während das Wasser außerhalb der Sonde und die Luft in der Filterkerze sich weiterhin unter Gleichgewichtsbedingungen austauschen können.

Die verdünnte Luft wird konstant aus der Mischkammer über die Beprobungskapillare dem Wasserisotopenanalysator zugeführt.

Die Durchflusskapillare reicht bis an die Spitze der Filterkerze. Sie liefert zusätzliche trockene Luft oder N2 in das System und hilft, Unterdruck infolge von Verdünnungsraten, die kleiner sind als die Probenahmerate des Wasserisotopenanalysators, auszugleichen. Die Durchflusskapillare sorgt also dafür, dass ein Partialdruckgradient und kein absoluter Druckgradient entsteht.

Optimaler Messerfolg mit unserem WIP-System

Sie können die WIP-Sonden auch einzeln erwerben. Ihre optimale Funktion haben wir bisher nur in Verbindung mit unserem WIP-System getestet. Um unser WIP-System einzurichten, benötigen Sie neben den WIPs:

• einen WIP-Master mit Spezialsoftware
• einen Picarro-Wasserisotopenanalysator mit Monitor und externer Pumpe
• eine Trockengasquelle
• ggf. eine Verteilerbox (WIP-Hub) mit Anschlussstrang

Für die Einrichtung eines WIP-Systems in unseren EcoLab flex bieten wir Ihnen das WIP-Setup für EcoLabs an.

Flyer WIPs