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Taxonomie ausgewaehlter Algengruppen sowie Algenflora und -vegetation unterschiedlicher Lebensraeume in Abhaengigkeit von Umweltfaktoren

Untersuchungen ueber Algenflora und -vegetation von ausgewaehlten, unterschiedlichen Lebensraeumen Europas, die bisher meist nur unvollstaendig bekannt sind, liefern u.a. auch die Voraussetzungen, um Veraenderungen in den Biozoenosen (insbesondere bei anthropogener Beeinflussung der Standorte) sicherer zu beurteilen und entsprechende Massnahmen zu begruenden (z.B. im Hinblick auf die Verbesserung der Wasserqualitaet, die Erhaltung von Schutzgebieten). Ein Teil der Untersuchungen beruecksichtigt besonders die Feinstruktur von Diatomeenschalen in Abhaengigkeit von den Standortfaktoren. Damit soll u.a. ein Beitrag zur genaueren Kenntnis von Indikatorarten (z.B. fuer die Wasserverschmutzung) geleistet werden.

Honig als Bioindikator fuer die Belastung der Atmosphaere durch Emission (Schwermetalle)

Problemstellung: Zunehmende Emission von verschiedenen Schadstoffen und deren Kumulation in Mensch und Umwelt erfordern moeglichst umfassende, raeumlich zuordnungsfaehige Daten ueber deren Verteilung. Zielsetzung: Es soll ein Indikatorsystem erstellt werden, durch das es moeglich wird, aus natuerlich vorliegenden, biologischen Substanzen (Honig) auf die Emissionsverteilung von Schadstoffen (Schwermetalle) zu schliessen. Dabei soll der apparative und oekonomische Aufwand so gering wie moeglich gehalten werden, um Routinefaehigkeit zu erreichen. Untersuchungshypothese: Durch das Sammelverhalten der Honigbiene (Apis mellifera L.) stellt der Honig eines Sammelzeitraumes eine Summenprobe aus den einzelnen Sammelstellen der Bienen waehrend eines bestimmten Zeitraumes dar. Verschiedene Kontaminationsmoeglichkeiten des Pflanzensaftes ermoeglichen es, in der einzelnen Aufnahme beim Sammelflug eine punktuelle Probe zu sehen. Hieraus laesst sich eine flaechenmaessige, saisonale Zuordnung der Schadstoffkonzentrationen erstellen. Durchfuehrung: Ueber Berlin verteilt wurden aus best. Bienenstaenden zeitlich zuordnungsfaehige Proben gewonnen. Bei den Staenden wurde auf eine relativ gleichmaessige Verteilung ueber das Stadtgebiet geachtet. An bisher nicht versorgten Stellen werden Sammelvoelker ausgebracht, um eine vollstaendige, gleichmaessige Versorgung zu erreichen. Methode: Chemische Analyse des Honigs durch Atomabsorptionsspektrometrie. Ergebnisse: Nach bisherigen Untersuchungen deutliche Unterschiede zwischen verkehrsbelasteten Flaechen und Erholungsgebieten.

Phänologie der Buche und Eiche

Das Eintrittsdatum bestimmter Phasen in der Pflanzenentwicklung (Phänologie) verschiebt sich über die Jahre unter anderem in Abhängigkeit von Temperaturveränderungen. Aus langjährigen Beobachtungen kann damit der Einfluss veränderter klimatischer Bedingungen auf die Entwicklung von Pflanzen und Ökosystemen ermittelt werden. Anders als direkte Temperaturmessungen spiegelt die Phänologie also eine Reaktion der Natur auf ihre Umwelt wider. Daher ist sie ein wichtiger und besonders sensitiver Bioindikator für den Klimawandel. Als Indikator wird der Blattaustrieb sowie die Länge der Vegetationsphase der Buche und der Eiche verwendet. Als Vegetationsphase ist dabei die Zeitspanne zwischen dem Blattaustrieb und der Blattverfärbung definiert. Sie wird wie folgt berechnet: Kalendertag Blattverfärbung minus Kalendertag Blattaustrieb. Dargestellt werden Blattaustrieb als Tag im Jahr und die Vegetationsphase als Anzahl Tage pro Jahr. Die Daten werden auf sechs (Buche) bzw. acht (Eiche) Flächen des intensiven forstlichen Umweltmonitorings in Nordrhein-Westfalen (ForUm NRW) jährlich seit 2001 visuell im Gelände erhoben. Pro Untersuchungsbestand werden Daten an 20 bis 50 Waldbäumen erhoben. Die Buche wird am Niederrhein, im Ruhrgebiet, im Eggegebirge, im Sauerland und in der Nordeifel beobachtet. Die Eiche wird am Niederrhein, im Münsterland, im Sauerland und in der Nordeifel beobachtet. Die Daten der Flächen werden gemittelt.

Foraminifera census counts at salt-marsch archive GeoHH-FK (Friedrichskoog, south-eastern North Sea)

Here we have evaluated and compared two benthic foraminiferal records derived from sedimentary salt-marsh archives from the south-eastern North Sea coast, covering the past ~100 years. The particular focus was on the agglutinated benthic salt-marsh foraminifera Entzia macrescens, finding a rising number of deformed tests at times of strengthened North Sea storminess and associated more frequent salt-marsh flooding between the mid-century and late 1980s. The study is based on sediment sequences GeoHH-FK (Friedrichskoog, Dithmarschen) and TB13-1 (Bay of Tümlau, Eiderstedt Peninsula; Müller-Navarra et al., 2019; doi:10.1016/j.ecss.2018.12.022) that were retrieved from the salt marshes' erosional cliffs in November 2016 and August 2013. Sediment sequence GeoHH-FK was sampled at 0.5 cm spacing, with every second sample considered for benthic foraminiferal analysis, resulting in a total of 116 samples. All samples were wet-sieved for the 63–500 µm sediment fraction and benthic foraminiferal analysis was based on allocate splits in order to obtain approximately 100 individuals per split. Subsequent taxonomical identification was carried out on the wet sediment samples. Normal and irregular tests of E. macrescens were distinguished and counted separately. The benthic foraminiferal record of TB13-1 was provided by Müller-Navarra et al. (2019; doi:10.1016/j.ecss.2018.12.022). As benthic foraminifera are very sensitive to environmental changes, the consideration of deformed tests of the salt-marsh indicator species E. macrescens allowed for the evaluation of the salt marshes' vulnerability to changing climate conditions, in dependence on the degree of their modification by human interventions.

Viren in der Uferfiltration In-situ-Monitoring und Risikomanagement unter spezieller Berücksichtigung des Einflusses von Extremwetterereignissen

Zielsetzung: Uferfiltration ist eine gängige Methode zur Trinkwassergewinnung bei begrenztem natürlichen Grundwasserangebot und wird in vielen Regionen Deutschlands mit großen Oberflächengewässern, wie z.B. in Berlin, Düsseldorf und Hamburg eingesetzt. Rohwasser, das durch Uferfiltration gewonnen wird, ist gefährdet durch den Eintrag von Schadstoffen aus Oberflächengewässern. Schadstoffe können neben organischen Verbindungen und Schwermetallen auch Krankheitserreger, wie Viren und Bakterien, sein. Die deutsche Trinkwasserverordnung (TrinkwV) beinhaltet aktuell nur Grenzwerte für bestimmte Indikatorbakterien, wie Escherichia coli und Enterokokken. Im aktuell gesetzlich festgelegten Messprogramm für die Trinkwasserqualität sind humanpathogene Viren kein Bestandteil. Die im Jahr 2021 in Kraft getretene neue EU-Trinkwasserrichtlinie (EU-TWR) sieht vor, somatische Coliphagen als Indikatorviren für Grundwasserverunreinigungen durch humanpathogene Viren zu nutzen, da die Detektion der somatischen Coliphagen deutlich einfacher ist als die der humanpathogenen Viren, wie z.B. Adenoviren. Dabei ist zu beachten, dass somatische Coliphagen keine Krankheitserreger für Menschen sind. Auf Grund des unterschiedlichen Transportverhaltens verschiedener Viren ist jedoch davon auszugehen, dass Indikatorviren und -bakterien nur beschränkt aussagekräftig für humanpathogene Viren sind. U.a. haben unsere Untersuchungen am Rhein und im Uferfiltrat des Wasserwerks Flehe gezeigt, dass die Existenz und das Abbaupotential somatischer Coliphagen nicht in direkter Korrelation zu humanpathogenen Viren, z.B. Adenoviren, stehen muss (Knabe et al., 2023). Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass eine erhöhte Virenbelastung im Oberflächengewässer auftreten und eine Migration in das Rohwasser zur Folge haben kann. Zum einen können hydrologische Veränderungen als Folge des Klimawandels, z.B. häufigere Extremereignisse wie Trockenperioden und besonders Hochwasser (Blöschl et al., 2019), die natürliche Reinigungswirkung der Uferfiltration verringern. Zum anderen können Bevölkerungswachstum, Urbanisierung sowie Landnutzungsänderungen dazu führen, dass die Abwasserbelastung in Flüssen zunimmt (Wen et al., 2017). Die neue EU-Trinkwasserrichtline (EU-TWR) erfordert zusätzlich zur Einhaltung von Grenzwerten risikobasierte Ansätze für die ereignis-basierte Überwachung der Wasserqualität, wie bspw. das Water-Safety-Plan-Konzept (WSP) der WHO (World Health Organization). Der WSP sieht für einen Wasserversorger die Beschreibung des gesamten Trinkwasserversorgungsystems vor, einschließlich einer Erfassung aller möglichen Eintragsquellen von Gefährdungen für die Trinkwasserqualität. Eine Risikobewertung für jede einzelne Kombination von Gefährdung und Gefährdungsereignis in Form einer Risiko-Matrix nach Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadensausmaß, liefert klare Monitoring- und Handlungsprioritäten zur Risikominimierung. Basierend auf der neuen EU-TWR werden Wasserversorger zeitnah vor dem Problem stehen, zum Teil komplexe Risikobewertungen durchführen zu müssen. Das bedeutet, dass eine Vielzahl an Gefährdungsereignissen im Hinblick auf die Eintrittswahrscheinlichkeit einer Gefahrenquelle einzustufen ist. Ziel des Projektes ist es, Wasserwerksbetreibern eine wissenschaftlich fundierte Bewertung des Risikos und Transports humanpathogener Viren bei der Uferfiltration unter Berücksichtigung aktueller gesetzlicher Vorgaben (EU-TWR) und Empfehlungen der WHO zu ermöglichen. Dabei soll insbesondere der Einfluss von Extremwetterereignissen (Starkniederschläge, Hochwasserperioden, Niedrigwasser) und messtechnischen Unsicherheiten in der Risikobewertung berücksichtigt werden. (Text gekürzt)

Entwicklung mikrobiologisch-toxikologischer Testverfahren zur Bestimmung der Schadwirkung von wassergefaehrdenden Stoffen und Industrieabwasser

Quantitative mikrobiologisch-toxikologische Testverfahren zur Erfassung der beginnenden Schadwirkung wassergefaehrdender Stoffe und Industrieabwaesser auf Modellorganismen der biologischen Selbstreinigung.

FLOW: Monitoring kleiner Fließgewässer - gemeinsam Wissen schaffen: Citizen Scientists erforschen bundesweit den ökologischen Zustand kleiner Fließgewässer, Citizen Scientists erforschen bundesweit den ökologischen Zustand kleiner Fließgewässer

Untersuchungen zur langfristigen Entwicklung der Benthosbesiedlung des Rheins in Nordrhein-Westfalen

Die Benthosbesiedlung des Rheins ist integrater Ausdruck seines Guetezustandes. Durch langfristig durchgefuehrte Untersuchungen sollen Trends in der Entwicklung der Benthodbiozoenose des Rheins festgestellt werden. Dazu wird einmal jaehrlich bei Niedrigwasser die Besiedlung vergleichbaren Substrate an beiden Rheinufern im Laengsprofil untersucht.

Oelpest in ihrer direkten und indirekten Wirkung auf Seevoegel. Seevoegel als Indikatoren fuer 'schleichende' Oelpest

Es soll weiter geklaert werden: a) Wie hoch die Verluste durch Oelpest in der Deutschen Bucht bei Seevoegeln sind (welche Arten); besonders dann, wenn keine Oelkatastrophe ansteht. b) Welche Seevogelarten und in welcher Weise diese als Indikatoren fuer 'schleichende' Oelpest angesehen werden koennen. c) Welche Spaetschaeden bei Seevoegeln nach Kontakt mit Oel zu beobachten sind.

Versuche zur Ermittlung und zum Verhalten von Bioindikatoren in mit Schadstoffen kontaminierter Luft

Die Raumluft ist haeufig mit toxischen Stoffen (besonders chlorierte Kohlenwasserstoffe wie PCP, Lindan sowie mit Formaldehyd) angereichert. Die ueblichen Analysen sind kompliziert, kostspielig und nicht lebensbezogen. Mit Pflanzen, Samen und pflanzlichem Plasma koennte der Nachweis verbessert werden, so dass ihn auch der Laie anwenden kann (was wegen der ubiquitaeren Verbreitung der Schadstoffe noetig waere).

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