Die markierten Standorte sind Schwerpunkte des Sedimenttransportes und der Bodenakkumulation bei Erosionsereignissen infolge von Starkniederschlägen. Übertrittsstellen befinden sich vor allem an Gewässern, Biotopen, baulichen Anlagen etc. Akkumulationsflächen sind häufig am Ende von Abflussbahnen lokaliosiert. Die Übertrittsstellen und Akkumulationsflächen wurden aktenkundig aufgenommen. Orientierende Untersuchungen wurden durchgeführt, um geeignete Maßnahmen zur Gefahrenabwehr, zur Schadensminimierung und Verhinderung vorzuschlagen. Diese Informationen dienen als Grundlage für die Umsetzung von Erosionsschutzmaßnahmen zur Gefahrenabwehr und zur Vermittlung von Vorsorgepflichten zur Vermeidung von Bodenerosionen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Die Schallausbreitung im Freien wird neben der Richtcharakteristik der Quelle, Absorption in der Luft und der Impedanz des Bodens sehr stark beeinflusst. Es werden Untersuchungen durchgefuehrt, die Wechselwirkung von Wind- und Temperaturverteilungen mit dem Schallsignal durch Korrelation zu beschreiben. Bei Laufwegen des Schalls von bis zu 50 m ergeben sich Korrelationen, die auf Haupteinfluesse von Turbulenzstrukturen in der Groessenordnung von 50 - 150 m schliessen lassen. Der Haupteinfluss der meteorologischen Parameter liegt in der Naehe des Lautsprechers. Bei groesseren Laufwegen (bis zu einigen hundert Metern) ist nur geringe oder ueberhaupt keine Korrelation zu finden. In diesen Entfernungen waere die Kenntnis der gesammten Wind- und Temperaturverteilung ueber Ort und Zeit notwendig. Da dies auf experimentelle Schwierigkeiten stoesst, wird das jeweilige Zeitsignal durch fraktale Dimension charakterisiert. Aus der Kenntnis der fraktalen Dimension gewinnt man Aussagen, wieviele Parameter notwendig sind, um das System zu beschreiben. Ausserdem kann man unterscheiden, welcher Anteil des Signals deterministisch und welcher stochastisch ist. Es ergeben sich aehnliche fraktale Dimensionen fuer das Windsignal sowie fuer die Schallschwankungen, was darauf hindeutet, dass die Schallschwankungen in gewisser Hinsicht die augenblickliche Windverteilung wiederspiegelt.
Im Waeschebachtal bei Blankenrode (Hochsauerlandkreis) hat sich eine Schwermetallvegetation u.a. mit Viola guestphalica etabliert, was moeglicherweise auf die Eintragung von schwermetallhaltigen Abwaessern aus oberhalb liegenden Schwermetallabraumhalden zurueckzufuehren ist. Beobachtungen der letzten Jahre liessen einen Rueckgang des Schwermetallpflanzenbestandes befuerchten. Als Ursache fuer diesen Rueckgang werden verschiedene Moeglichkeiten in Betracht gezogen: a) Vernaessung der Wiese, b) Auswaschung der Schwermetalle, c) Verdraengung durch andere Pflanzen infolge der Punkte a und b. Um quantitative Veraenderungen im Bestand erfassen zu koennen, wurden in den jahren 1994 und 1996 detailierte Vegetationsaufnahmen der Waldwiese gemacht. Parallel hierzu wurden im Jahr 1994 die Grundwasserstaende erfasst und die vertikale Verteilung von Schwermetallen (Pb, Zn und Fe) im Boden sowie die Akkumulation in ausgewaehlten Pflanzen analysiert. Die vorlaeufigen Ergebnisse lassen vermuten, dass der moegliche Rueckgang des Viola-Bestandes nicht auf eine Verarmung an Schwermetallen zurueckzufuehren ist, sondern an andere noch zu eruierende Faktoren gekoppelt sein muss.
Die Entschlüsselung von Fließwegen und Herkunftsräumen des Zwischenabflusses (SSF) sowie der unterirdischen hydrologischen Konnektivität ist durch unterschiedliche Prozessvorstellungen und wenigen direkten Messmöglichkeiten begrenzt. Es werden Tracer benötigt, mit denen Herkunftsräumen und Fließwege von SSF räumlich identifiziert werden können. Die über die Umwelt-DNA (eDNA) abgeleitete Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften sowie die räumlichen Unterschiede der optischen Eigenschaften wasserlöslicher organischer Substanz (WSOM; Absorption und Fluoreszenz) in Böden bietet eine bisher wenig beachtete Möglichkeit. In Abhängigkeit von topographischen und bodenkundlichen Eigenschaften bilden sich spezifische Habitate für mikrobielle und makrobiologische Bodengemeinschaften, die als räumliche eDNA-Muster kartiert und zur Lokalisierung der Herkunftsgebiete von SSF genutzt werden können. Die Anwendung künstlicher Tracer-DNA bietet die Möglichkeit, mit geringem technischem Aufwand und hohem Informationsgehalt hinsichtlich der unterirdischen Fließwege mehrere kontrollierte Experimente durchzuführen. Trotzdem fehlt bisher noch eine umfangreiche und konsequente Bewertung der Anwendbarkeit dieser biochemischen Tracer im Hinblick auf den SSF. Es ist das Ziel des Projektes, das Potenzial von eDNA, künstlich aufgebrachter Tracer-DNA und optischer Eigenschaften von WSOM als nicht-konservative Tracer für zur Identifizierung von SSF und der unterirdischen Konnektivität in vier Einzugsgebieten im Mittel- und Hochgebirge (Sauerland, Erzgebirge, Schwarzwald, Alpen) zu bewerten. In diesen werden an 12 Hängen an jeweils 10 Bodenprofilen Bodenproben entnommen, um die Verteilung von eDNA und WSOM über das Bodenprofil und im Hang zu erfassen. Die zeitliche Variabilität des Exports von eDNA und WSOM aus dem Boden wird während natürlicher Niederschlagsereignisse an einem mit einem Trench versehenen Hang in jedem Einzugsgebiet untersucht, wozu Wasserproben des unterirdischen Abflusses in verschiedenen Bodentiefen entnommen werden. Um genaue Fließwege des SSF in der Hangskala zu identifizieren werden an zwei Hängen künstliche DNA-Tracer eingesetzt und deren Transport durch Beregnungsexperimente aktiviert. Zur Untersuchung der eDNA und WSOM im Labor, werden eine Reihe modernster Laborgeräte und Methoden (TOC-Analysator, Fluoreszenzspektrometrie, Hochdurchsatz-Amplikonsequenzierung, real-time PCR) angewandt. Der Einsatz vielfältiger statistischer Verfahren (z.B. PARAFAC, Cluster-, Netzwerkanalyse) wird helfen, zeitliche und räumliche Muster zu erkennen, um Herkunftsräume von SSF zu identifizieren und biochemische Signaturen als Tracer für SSF zu erkennen.Diese systematische Untersuchung von eDNA und WSOM in Mittel- und Hochgebirgslandschaften ermöglicht es, diese biochemischen Tracer grundlegend zu bewerten. Darüber hinaus wird eine einzigartige Datenbank für die Ableitung biogeochemischer Signaturen geschaffen, um Herkunftsräume und Fließwege von SSF zu identifizieren.
Phasentransferreaktionen (Adsorption, Desorption, Oberflächenkomplexierung) bestimmen die Verteilung, den Verbleib und die Wirkung von natürlichen und anthropogenen Polyhydroxycarbonsäuren in verschiedenen Umweltkompartimenten (Sedimente, Böden, Aquifer) und in technischen Medien (Abfalldeponien, radiodaktive Endlager). Die gebildeten Oberflächenreaktionsprodukte modifizieren die physikalisch-chemischen Eigenschaften partikulärer Sorbentien und nehmen darüber Einfluss auf die Größenverteilung, die Rheologie und ggf. das Sedimentationsverhalten der Partikel. Zum Verständnis dieser Prozesszusammenhänge ist die Analyse der Mechanismen, der Stoffumsätze und der Produkte der Oberflächenreaktionen unumgänglich. Das Forschungsvorhaben behandelt grundlagenorientierte Fragestellungen (Parameter der Verteilungsgleichgewichtseinstellung hochhydrophiler niedermolekularer organischer Komplexbildner, Struktur und Stabilität von Oberflächenreaktionsprodukten, Reaktionsbeeinflussung durch physikalisch-chemische Milieufaktoren, molekülstrukturelle Faktoren der Festphasenaffinität), aus deren Verknüpfung mit Umweltgefährdungsaspekten (Schadstoffeinbettung im Deponie- und Endlagerbereich, Metall- und Radionuklidmobilisierung, Grundwassergefährdung) sich zusätzlicher Forschungsbedarf ergibt.
Die markierten Standorte zeigen erhebliche Erosionserscheinungen durch Niederschlagsereignisse verbunden mit Sedimenttransport und Bodenakkumulation vor allem in Gewässern, Biotopen, baulichen Anlagen etc. Die Schadensmitteilungen resultierten meist aus Arbeiten der Gewässerunterhaltung. Durch die Akkumulation des erodierten Bodenmaterials im Gewässerverlauf sind jährlich erhebliche Aufwendungen für die Gewässerunterhaltung notwendig. Hier ist das Entstehen weiterer schädlicher Bodenveränderungen durch Erosion zu verhindern, und es sind Maßnahmen zur Gefahrenabwehr vorzusehen. Quelle: Orientierende Untersuchungen zur Gefährdungsabschätzung schädlicher Bodenveränderungen auf Grund von Bodenerosion (Wasser) an 25 Standorten in Dresden gemäß BVB-Merkblatt Nr. 1 oder E3D-Modellierungen.
Schadstoffuntersuchungen von Sedimenten Berliner Gewässer sind nicht im Routine-Meßprogramm der Senatsverwaltung enthalten. Die hier ausgewerteten Meßergebnisse beruhen auf Sonderuntersuchungen hinsichtlich der Belastung mit Schwermetallen bzw. Chlorierten Kohlenwasserstoffen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes des Bundesministerium für Forschung und Technologie und der Senatsverwaltung wurde 1990 und 1991 am Institut für Geographische Wissenschaften der Freien Universität Berlin von Pachur und Ahrens die Kontamination der Gewässersedimente mit Schwermetallen untersucht. Ferner wurden im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umweltschutz Sedimentuntersuchungen vom Ing.-Büro Dr. Fechter durchgeführt. Die in der vorliegenden Karte dargestellten Schwermetallkonzentrationen der Berliner Gewässersedimente basieren für die Gewässerabschnitte der Spree und der Dahme auf den von Fechter ermittelten Analysedaten der 1991 vorgenommenen 37 Schlammgreiferproben und geben Aufschluß über die Schwermetallbelastung der oberen Sedimentschicht (0 bis max. 40 cm Tiefe). der Havelgewässer und des Teltowkanals auf den von Pachur und Ahrens ermittelten Analysedaten der 1991 vorgenommenen 48 Gefrierkernbohrungen. Das von Pachur und Ahrens angewandte Tiefgefrierverfahren ermöglicht eine tiefengerechte Entnahme von bis zu vier Meter Sediment. Die tiefgefrorenen Bohrkernproben werden mittels Heizdraht in Einzelproben von 5 cm bzw. 10 cm Stärke unterteilt. Diese Unterteilung der einzelnen Bohrkerne in wenige Zentimeter umfassende Proben gestattet es, die Geoakkumulation von Schwermetallen horizontspezifisch nachzuweisen und deren zeitliche Zuordnung (Cäsium-Bestimmung) vorzunehmen. Es wurden sechs ökotoxikologisch relevante Schwermetalle (Kupfer, Zink, Blei, Cadmium, Chrom und Nickel) in etwa 1800 Einzelproben mittels atomemissionspektrometrischer (ICP-AES) Messungen analysiert. Für die zeitliche Abgrenzung wurden die neuzeitlichen Sedimente in neun Zonen untergliedert. Die Zonen vor 1880 weisen Schwermetallkonzentrationen auf, die – mit Ausnahme punkthafter lokaler Einträge – im Bereich der von zivilisatorischen Einflüssen unbeeinträchtigten natürlichen Grundbelastung (geochemischer Background) liegen. Die Zonen von 1900 bis 1990 wurden im Hinblick auf die zunehmenden anthropogenen Einflüsse als Anreicherungszone zusammengefaßt und deren Schwermetallkonzentrationen zur Bewertung der Sedimentkontamination herangezogen (Mittelwert der Anreicherungszone). Die als Übergangsbereich zu bezeichnende Zone von 1880 bis 1900 kann wegen ihrer geringen Mächtigkeit vernachlässigt werden und wird daher nicht in die Mittelwertbildung einbezogen. Die Anreicherungstiefe im Sediment der einzelnen Meßstellen reicht von 25 cm (Havel, Höhe Quastenhorn) bis 235 cm (Stößensee). Die Untersuchungen der DDT-, Lindan- und PCB-Konzentrationen im Sediment sowie der DDT- und PCB-Gehalte im Aal wurden im Auftrag des Fischereiamtes Berlin von 1989 bis 1992 durchgeführt. Die Sedimentprobenahme erfolgte mittels Schlammgreifer.
Für Langzeitsicherheitsnachweise potentieller Endlager gehen die gängigen radioökologischen Modelle in Störfallszenarien von einem Radionuklideintrag in die Biosphäre über den Wasserpfad aus. Neben dem Weg über Niederschlag und Bewässerung ist besonders der Eintrag über das oberflächennahe Grundwasser in den Boden interessant. Ziel ist ein tieferes Verständnis der komplexen Mechanismen des Radionuklidtransports aus der Grundwasserzone über den Boden in die Pflanzen unter Einbeziehung klimatischer Veränderungen, das zu einer verbesserten Risikoabschätzungen für die Exposition der Bevölkerung über lange Zeiträume führen soll. Einen wesentlichen Fortschritt bildet hierbei die Aufklärung der Aufnahmemechanismen der Radionuklide in Nutzpflanzen auf molekularer Ebene, ein Konzept, das eine über bisherige Transferfaktoren weit hinausgehende Aussagekraft erlaubt. Daraus ergeben sich folgende Aufgaben: experimentelle Untersuchungen zur Migration und Akkumulation von ausgewählten endlagerrelevanten Radionukliden im oberflächennahen Boden und deren Transfer in Pflanzen über den Wurzelpfad; Modellierung sowohl des Transportes von diesen Radionukliden aus kontaminierten Grundwässern in die oberen Bodenschichten, wie auch deren Sorption und Speziation in unterschiedlichen Böden unter Einbeziehung klimatischer Veränderungen und unterschiedlicher Bewirtschaftungsszenarien; Klärung des immer noch wenig unverstandenen Transportes der betrachteten Radionuklide in Nutzpflanzen über den Wurzelpfad auf molekularer Ebene.