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Methodenentwicklung zur Umweltüberwachung aquatischer Lebensräume mittels eDNA, Teilprojekt B

Entwicklung einer Analysenmethode zur simultanen Bestimmung polarer und unpolarer flüchtiger Luftinhaltsstoffe (VOC) unter Verwendung zweidimensionaler Gaschromatographie

Aufbauend auf den Erfahrungen des Antragstellers auf dem Gebiet der mehrdimensionalen Gaschromatographie (GC) und der Luftanalytik wird eine Analysenmethode zur simultanen Bestimmung polarer und unpolarer flüchtiger Luftinhaltsstoffe (volatile organic compounds (VOC)) mittels zweidimensionaler GC entwickelt. Dazu werden Säulen unterschiedlicher Polarität für die Trennung der unpolaren und polaren Verbindungen getestet. Die aufgrund der ersten Untersuchungen ausgewählten Säulen werden seriell gekoppelt. Es wird eine GC-Methode entwickelt, mit deren Hilfe eine Ausschnittsdosierung der unpolaren Verbindungen auf die zweite Säule erfolgt. Weiterhin wird eine geeignete Strategie für die Probenahme entwickelt. Die Untersuchungen fokussieren sich dabei sowohl auf die adsorptive Anreicherung als auch auf die Probenahme mit Hilfe von Edelstahlkanistern. Es werden verschiedene Adsorbentien getestet und charakterisiert. Bei der Probenahme in Kanistern wird die Stabilität der polaren Verbindungen (Aldehyde, Ketone, Alkohole) im Kanister und der vollständige Probentransfer der Analyten in das Analysensystem untersucht. Zur Validierung der entwickelten gaschromatographischen Methode und zur Validierung der jeweiligen Probenahmestrategie werden Feldexperimente durchgeführt.

Rekonstruktion des marinen Karbonatsystems während des letzten glazial-interglazialen Überganges aus Bor-Isotopen und -Konzentrationen Foraminiferen.

Störungen des Kohlenstoffkreislaufs, sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs, führen zu globale Erwärmung, Ozeanversauerung (OA) und Sauerstoffzehrung des Tiefenwassers. Natürliche Störungen des Kohlenstoffkreislaufs sind als Hauptursache von mindestens 4 von 5 Massensterben in der Erdgeschichte identifiziert wurden (z.B. Hönisch et al, 2009, Bijma et al.., 2013).Anthropogene Aktivitäten setzten CO2 zehnmal schneller frei als jedes andere Ereignis in den letzten 65 Mio. Jahren - vielleicht sogar während der letzten 300 Mio Jahren. Dies macht den heutigen CO2 Ausstoß zu einer der größten gesellschaftlichen Herausforderungen. Um die Auswirkungen der anthropogenen Störungen vorhersagen zu können, ist es zwingend erforderlich, die natürlichen Speicher und Dynamik des Kohlenstoffsystems zu verstehen. Dies erfordert die genaue Rekonstruktion der marinen Karbonatchemie für Zeiträume mit natürlichen Änderungen. In diesem Projekt wollen wir Veränderlichkeit am Übergang Glazial/Interglazial untersuchen weil die Änderungen der Karbonatchemie in der gleichen Größenordnung wie heute lagen. Da das Reservoir an anorganischem Kohlenstoff im Ozean ungefähr 60 mal größer ist als das der Atmosphäre, sind Rekonstruktionen der Veränderungen der Kohlenstoffsenke/-speicherung in der Tiefsee ein Schlüssel, um die glazialen/interglazialen Schwankungen im atmosphärischen CO2 - wie sie in Eisbohrkernen beobachtet werden - zu erklären. Prozesse im Südozean, wo der Großteil des Tiefenwassers ventiliert wird, spielen hierbei vermutlich eine zentrale Rolle. Man vermutet, dass der träge glaziale Süd Ozean mehr Kohlenstoff einlagern konnte, die Biologische Pumpe effektiver war und dass eine höhere Wassermassen-Stratifizierung das Entweichen von CO2 in die Atmosphäre verringert hat. Nach dem glazialen Maximum wird mit dem Rückzug des Meereises die Tiefsee Kohlenstoff - Pumpe wieder mit der Atmosphäre verbunden und führt zu einer erhöhten CO2-Freisetzung. Bislang ist dies, wenn auch von Indizienbeweisen unterstützt, nur eine Hypothese, zum Beweis bedarf es der Rekonstruktionen der glazialen/interglazialen variierenden Karbonatchemie. Dies ist das übergreifende Ziel unseres Antrags. Auf dem Weg zur Rekonstruktion des glazialen/interglazialen Kohlenstoffpools liegen 3 Zwischenziele: 1) Rekonstruktion von Oberflächenwasser-Tiefsee- CO2-Gradienten, glaziale Kohlenstoffspeicherung und deglaziale Entgasung mittels Bor-Isotopen und B/Ca fossiler Foraminiferen als Hauptvariablen. 2) Erstellen der ersten Kalibrationen von Bor-Isotopen und B/Ca Ratio für Cibicides wuellerstorfi (Tiefseeforaminifere) unter in-situ Druck. 3) Entwicklung von analytischen Methoden, welche die Analyse von einzelnen Foraminiferen Schalen erlauben.

Wasserwirtschaftliche Unterhaltung, Forschung in der quantitativen Gewässerkunde

Entwicklung von Verfahren zur Bestimmung und Analyse quantitativ gesicherter gewässerkundlicher Parameter mit Methoden der moderner Statistik.

Kontamination europäischer aquatischer Ökosysteme durch fluororganische Schadstoffe: Ausmaß und treibende Faktoren der Bioakkumulation im trophischen Netz

Süßwasserökosysteme sind weltweit am stärksten von der Belastung mit anthropogenen Schadstoffen betroffen. Das Hauptziel dieses Projektvorhabens ist es, die Anreicherung von klassischen und neuen organofluorierten Schadstoffen in aquatischen Ökosystemen und Nahrungsnetzen innerhalb Europas zu analysieren und die treibenden Faktoren für ihre Anreicherung in Fischen zu entschlüsseln. Unter Verwendung fortschrittlicher Analysetechniken werden mehrere Dutzend anthropogene Chemikalien in verschiedenen lotischen und lentischen Gewässern in der aquatischen Nahrungskette bestimmt. Die physiologische Bewertung in Kombination mit der chemischen Analyse von Schadstoffen in verschiedenen Biota (von Plankton bis zu Top-Prädatoren) und die Bestimmung ihrer trophischen Positionen im Nahrungsnetz mit Hilfe von stabilen Isotopenanalysen werden eine Bewertung des Biomagnifikationspotenzials in der Nahrungskette und des daraus folgenden Gesundheitsrisikos für den Menschen ermöglichen. Darüber hinaus werden die vorab ausgewählten Beprobungsstandorte einen Belastungsgradienten repräsentieren, um die treibenden Faktoren für die Bioakkumulation von organofluorierten Kontaminanten zu bestimmen und zu erforschen. Schließlich werden die europaweit gesammelten Daten mittels Redundanzanalyse dafür verwendet, die relevantesten Faktoren für den Transport ausgewählter Schadstoffe in der Umwelt und der Nahrungskette zu bestimmen.

A global database of dissolved organic matter (DOM) concentration measurements in coastal waters (CoastDOM v.1)

This global database (CoastDOM v.1) contains both previously published and unpublished measurements of Dissolved organic carbon (DOC), nitrogen (DON) and phosphorus (DOP) in coastal waters. The dataset also contains hydrographic data such as temperature and salinity and, to the extent possible, other biogeochemical variables (e.g., Chlorophyll-a, inorganic nutrients) and the inorganic carbon system (e.g., dissolved inorganic carbon and total alkalinity). The data included were collected from 1978 to 2022 and consist of 62339 data points for DOC, 20360 for DON and 13440 for DOP.

Munition pile inventory in the German Baltic Sea, 2017 to 2024

The dataset is a spreadsheet of munition piles, their properties (e.g., number of objects, variability, burial state), and the parameters characterizing their environmental (e.g., munition compound concentrations and current velocity) and maritime (e.g., distance to various maritime uses and traffic density) surroundings in the German Baltic Sea. Data were collected over numerous cruises from 2017 to 2024. All munition piles in the dataset are located at Kolberger Heide (close to Kiel Fjord) or in the Lübeck Bay. The purpose of data acquisition was to understand the distribution and properties of dumped munitions in German waters as well as the hazards and risks they pose to maritime uses. Munition piles were annotated in multibeam echosounder data, assessed in detail in photomosaics, and analyzed using an array of geospatial analysis methods.

KlimPro: Reduzierte Prozessemissionen in der Stahl- und Zementherstellung - Aufbereitung und Nutzung von Roheisenentschwefelungsschlacke, Teilprojekt 3: Evaluation von Rezyklaten aus Roheisenentschwefelungsschlacke als Substitute für Düngemittel

Updated global compilation of coccolithophore calcification measurements from unperturbed water samples including ancillary data

This database expands the Poulton et al., 2018 (doi:10.1594/PANGAEA.888182) database of pelagic calcium carbonate (CP) rate measurements from isotopic tracer uptake in incubated discrete water samples, as discussed in Daniels et al., 2018 (doi:10.5194/essd-10-1859-2018), and accompanies Marsh et al. (in prep.). The database now includes more CP (new data n = 400; complete database n = 3165), net primary production rate (PP) (new data n = 399; complete database n = 3150), total coccolithophore cell counts (new data n = 240; complete database n = 1512), and Emiliania huxleyi cell counts (new data n = 27; complete database n = 612). This expanded database maintains the record of data, including the principal investigator, expedition, OS region, doi reference (where available), collection date and year, sample ID, latitude, longitude, sampling and light depth, and method of measuring CP. We further expand the Poulton et al. (2018) data collection by including ancillary and environmental data, including: optical depth (OD, n = 3165), pHtotal (hereinafter referred to as pHT, n = 398), temperature (n = 1160), salinity (n = 1161), and the concentrations of chlorophyll a (n = 1363), NOx (NO3 or the sum of NO3 + NO2, n = 1161), silicic acid (Si(OH)4, n= 1156), phosphate (PO4, n = 1232), dissolved inorganic carbon (DIC, n = 318), total alkalinity (TA, n = 307), bicarbonate ion concentration (n = 349), and carbonate ion concentration (n = 352). All data was matched to CP, sample bottle identifiers (Niskin bottle numbers), and/or sampling depth values. This global database (81 °N - 64 °S, 132 °E - 174 °W) now covers expeditions and upper ocean measurements (0 - 193 m) from 1989 to 2024. Global in-situ geolocated data spanning time is valuable for modelling, satellite algorithms, and capturing calcium carbonate production in the global ocean. This expanded database, including the environmental, nutrient, chlorophyll a, and carbonate chemistry data, also allows for analysis of factors influencing calcium carbonate production on a global scale. This data amalgamation contributes to understanding the biogeochemistry of the oceans, global carbon cycle, and ocean acidification.

Aggregated non-target screening results from surface water monitoring programs in Germany

This dataset contains processed and annotated non-target screening (NTS) feature lists from German surface water samples, analyzed by the Federal Institute of Hydrology. Sampling for water and suspended particulate matter (SPM) follows methods described in [1] and [2], with analytical methods detailed in [3]. Raw measurement files were processed via a library screening workflow using the Collective Spectral Library (CSL) [4] and the "ntsportal" backend [5]. While the dataset includes 101 surface water sites and 16 SPM sites across Germany, most are not sampled continuously. However, these data will be updated through retrospective library screening as new CSL versions are released. Please note that raw measurement files are not included. The dataset comprises three main components: (1) daily 24 h composite samples from the Koblenz/Rhine station (2017–present); (2) daily and monthly SPM composites from 13 Environmental Specimen Bank sites [6] (2005–present); and (3) grab samples from rivers and streams in Saxony (2021–2023). New samples and retrospective screening results will be incorporated into future dataset versions.

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