Dieses Projekt konzentriert sich auf die Quellen und Raten atmosphärischer Deposition, sowie die Art und Kinetik von Phasenübergängen. Nitrate und Sulfate sind Ziele für die Bestimmung ihrer Quellen und Ablagerungsraten. Die wasserhaltigen und wasserfreien Polymorphe von Calciumsulfat sind das Hauptziel, um Phasenbeziehungen (als Funktion der Temperatur und der Wassermobilität) und die Kinetik der Transformation (Lösung/Fällung, Phasentransformation) zu untersuchen. Oberflächenelemente und untiefe Bodenelemente (Polygone, Krusten, Knollen, Keile) deuten auf die weit verbreitete, klimabedingte Transformationen von Sulfaten hin, die es zu untersuchen gilt.
Many studies have been conducted with the aim to better understand biologic and hydrologic processes that control C and N fluxes in rice paddy systems. But rarely have studies attempted to explicitly link the hydrological and biogeochemical controls of nutrient transport on the field scale. In this research project we aim to improve our understanding of processes that are involved in storing and releasing water and nutrients of different rice-based cropping systems. The Catchment Modeling Framework (CMF) will be coupled to the biogeochemical MOBILE-DNDC model (SP6) in to simulate (1) vertical and lateral transport processes of water, C and N and (2) to predict the reaction of ecosystem services such as water storage and purification, gas regulation, nutrient cycling and food supply in dependence of cropping systems. SP7 follows a rejectionist framework where model complexity is adapted to available data and process understanding. State-of-the-art analytical instruments will be connected to a unique automatic sampling system to continuously measure water isotopic composition as well as dissolved carbon and nitrogen solutes in situ for the first time. Waters to be sampled include surface water, irrigation water, groundwater and water vapor. Cavity Ringdown Spectroscopy will be used to measure 2H/H and 18O/16O. Isotopic signatures will allow estimating water mean transit times, partitioning between evaporation and transpiration and separating flow paths. Hyperspectral UV photometers equipped with a flow-through cell will be installed for continuous measurements of nitrate and DOC.
Verbessertes Verständnis der Emissionen von leichten flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und deren genaue Zusammensetzung aus großen Populationszentren sowie deren chemische Veränderung windabwärts. Dies beinhaltet die Messung möglichst vieler VOCs mit unterschiedlichen Eigenschaften wie chemische Lebensdauern, chemische Eigenschaften (z.B. unterschiedliche Abbauprozesse wie z.B. Reaktion mit OH, NO3, O3, Photolyse), Wasserlöslichkeit (Auswaschung und/oder trockene Deposition), Dampfdruck (auswirkend auf Bildung und Wachstum von organischen Aerosolen). Eine wichtige Frage ist diesbezüglich die Rolle von biogenen Emissionen in asiatischen Megastädten. Die gesammelten Daten sollen mit Simulationen des neuen Klimamodells ICON-ART in Kollaboration mit der Modellgruppe des IMK (Institut für Meteorologie und Klimaforschung) verglichen werden. Hierbei geht es darum Schwachstellen in den verwendeten Emissionsdaten und der chemischen Prozessierung entlang der Transportpfade aufzudecken. Des Weiteren können hier auch die Wechselwirkungen mit organischen Aerosolen sowie Mischungs- und Verdünnungsprozesse mit Hintergrundluftmassen untersucht werden.Ausserdem sollen die Quelltypen und deren Aufteilung von europäischen und asiatischen Megastädten identifizert und quantifiziert werden. Unterschiede diesbezüglich werden erwartet und wurden bereits identifiziert (Guttikunda, 2005; von Schneidemesser et al., 2010; Borbon et al., 2013), z.B. aufgrund von unterschiedlichen Treibstoffen, PKW und LKW - Typen / Alter, Abfall-Zusammensetzungen / Management, Energieerzeugung, etc. Zum Beispiel ist Acetonitril ein verlässlicher Marker für Biomassenverbrennung und es wird vermutet, dass dessen Bedeutung in Asien wesentlich größer ist als in Europa. Eine weitere Frage ist, ob die photochemische Ozonbildung windabwärts von Megastädten durch NOx oder durch VOCs limitiert ist und wie verändert sich dies entlang der Transportpfade bzw. mit dem Alter der Luftmasse. Gibt es diesbezüglich allgemeine Unterschiede zwischen asiatischen und europäischen Megastädten und wie ist der Einfluss biogener Emissionen?
Real time control will get more important to reduce CSO emissions. Most of the already existing real time control strategies minimize spill flows from the viewpoint of volume minimization. For receiving water the reduction of emissions is much more important. Measured waste water data and probabilistic approach of these data are the focal points in this research. With an UV-VIS spectrometer installed in a swimming pontoon absorption is measured directly and constant. Based on absorption measurements waste water time series curves of COD, TSS and nitrate are shown. A forecast of CSO emissions and the adjustment of ANN for the control system will be the next step included for this project. By statistical evaluation of rain and measured waste water data as well as forecast of CSO emissions with ANN, spill loads can be reduced. The results of this research are basis for future real time control of CSOs in Graz (Austria).
Die aktuelle Düngegesetzgebung stößt mittlerweile an ihre Grenzen, da sie mit jeder neuen Novellierung komplexer geworden ist und die Umsetzung als auch der Vollzug vor große Herausforderungen gestellt sind, während ihre Wirksamkeit unsicher bleibt. Dies liegt u.a. daran, dass die Anforderungen des Umwelt- und Klimaschutzes stetig gestiegen sind, aber diese übergreifenden Anforderungen gegenwärtig nur unzureichend berücksichtigt werden. Zum anderen hat die gegenwärtige Düngegesetzgebung den Nachteil, dass sie nicht nach wissenschaftlichen Ansätzen aus den zu erreichenden Umweltzielen abgeleitet ist. Ziel des Vorhabens ist es deshalb, eine übergreifende, langfristig wirksame und für Landwirtschaft wie Vollzug praktikable Lösung der Nährstoffproblematik zu entwickeln, die alle Umweltwirkungen adressiert (Gewässerbelastung, Wirkung auf Luftqualität und Landökosysteme, Klimagasemissionen und Bodenschutz). Hierzu soll A) zunächst ein fachliches Konzept für eine integrierte Nährstoffgesetzgebung unter Berücksichtigung von ordnungsrechtlichen, förderrechtlichen und ökonomischen Instrumenten erstellt werden. Anschließend soll B) ein Indikatorenset zur Bewertung des betrieblichen Nährstoffmanagements und zur Bestimmung des Verlustpotentials für die Emission von Nitrat, Ammoniak, Lachgas und Phosphor zusammengestellt werden. In einem nächsten Schritt wird dann C) ein schutzgutbezogener Ansatz zur Ausweisung von Gebietskulissen mit unterschiedlicher Nährstoffproblematik entwickelt. Die gleichzeitige Betrachtung von Emissionen und Immissionen dient dann als Grundlage für die Festlegung von spezifischen Maßnahmen zur Reduktion von Nährstoffeinträgen. Das Indikatorenset und der schutzgutbezogene Ansatz zur Ausweisung von Gebietskulissen sollen zentrale Bestandteile einer integrierten Nährstoffgesetzgebung sein, mit dem Ziel statt der bisherigen einheitlichen, flächendeckenden Maßnahmen, verstärkt lokale, zielgerichtete und verursachergerechte Maßnahmen einführen zu können.
Entwicklung einer einfachen und raschen Methode fuer die Bestimmung von Nitrat und anderen Anionen in biologischen Matrices. Methode: Ionenchromatographie mit vorgaengiger Extraktion.
Bestimmung von Anionen (v.a. Nitrat, Chlorid, Sulfat) und Schwermetallen in Niederschlagsproben. Versuch den Fremdstoffgehalt anhand meteorologischer Daten zu interpretieren. Aussagen ueber geographische Herkunft und zeitlichen Verlauf der Fremdstoffkonzentration.
This dataset contains the results of the citizen science stream monitoring project FLOW (www.flow-projekt.de), which aims to complement official freshwater monitoring programs with data on small streams. We provide data for 172 stream sites across Germany, which were monitored by over 90 trained citizen science groups in 2021, 2022 and 2023. For each stream site (i.e., 100m sample section), we list data on stream hydromorphology (according to LAWA, 2019), point measurements of physico-chemical water parameters (i.e., water temperature, oxygen content, ammonium, nitrite, nitrate, phosphate, pH, ion conductivity, flow velocity). The related dataset (DOI) lists recorded benthic invertebrate communities (sampled according to Meier et al., 2006 and identified at least to the family level). Most of the sampled streams (80%) had small catchment areas of less than 30km2 and 83 % of the stream sites were located in agricultural catchments with at least 20 % agricultural land cover (CORINE land cover class 2). 57 % of the stream sites were located in highland streams (primarily types 5, 6, and 7) and 43 % in lowland streams (primarily types 14, 18, 11, and 16). We also provide data on the biological indicator SPEARpesticides (Liess & v.d. Ohe 2005, Liess et al., 2021) for each stream site to assess pesticide exposure and effects based on macroinvertebrate community composition. The database produced by citizen science groups was characterized by a high degree of accuracy, as results obtained by citizen scientists and professionals were highly correlated for SPEARpesticides index and hydromorphology index values (von Gönner et al., 2024). The dataset is the basis of the following publication: Julia von Gönner, Jonas Gröning, Volker Grescho, Lilian Neuer, Benjamin Gottfried, Veit G. Hänsch, Eva Molsberger-Lange, Elke Wilharm, Matthias Liess, Aletta Bonn: Citizen science shows that small agricultural streams in Germany are in a poor ecological status. Science of The Total Environment, Volume 922, 2024, 171183, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171183.
null Grundwasser: unsere wichtigste Trinkwasser-Ressource Baden-Württemberg. „Die Konzentrationen der im Grundwasser gemessenen Schadstoffe gehen seit vielen Jahren kontinuierlich zurück. Das ist eine gute Nachricht, denn 70 Prozent unseres Trinkwassers wird aus Grund- und Quellwasser gewonnen. Niemand möchte einen Cocktail aus Chemikalien trinken. Deshalb müssen wir beim Schutz unseres Grundwassers am Ball bleiben“, so Dr. Ulrich Maurer, Präsident der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg anlässlich der Veröffentlichung des Berichtes zum „ Grundwasser-Überwachungsprogramm – Ergebnisse 2022 “ der LUBW. Die LUBW analysiert jährlich die Daten aus dem Grundwassermessnetz für das vorangegangene Kalenderjahr. In jedem Bericht werden die Daten zur Grundwassermenge und Nitrat vorgestellt. Zusätzlich werden jährlich andere Schadstoffe in den Fokus der Analyse gestellt. Die Erstellung und Veröffentlichung des Berichtes benötigen je nach Analysen zwischen 8 und 14 Monate. Im Landesmessnetz Beschaffenheit der LUBW werden jährlich rund 120.000 bis 160.000 chemisch-physikalische Messwerte generiert. Nitrat: immer noch Hauptschadstoff im Grundwasser, Werte rückläufig Nach wie vor ist auch im Jahr 2022 Nitrat der Hauptschadstoff im Grundwasser: An rund 8 % der Messstellen im Land überschritt der Nitratgehalt den Schwellenwert der Grundwasserverordnung von 50 Milligramm pro Liter. In der langjährigen Entwicklung sind die Konzentrationen rückläufig. Seit Beginn der systematischen Messungen im Jahr 1994 hat die mittlere Nitratkonzentration im Landesmessnetz Beschaffenheit um rund 24 % abgenommen. In den letzten Jahren sind allerdings kaum noch Rückgänge zu verzeichnen. Grafik zeigt: Entwicklung der mittleren Nitratkonzentrationen an: landwirtschaftlich beeinflussten Grundwassermessstellen, im gesamten Landesmessnetz, durch den Menschen wenig beeinflussten Grundwassermessstellen In Gebieten mit hoher Nitratbelastung werden in der Regel intensiv Ackerbau oder viele Sonderkulturen betrieben. Betroffen sind insbesondere Bereiche in der nördlichen und südlichen Oberrheinebene, Teile des Kraichgaus, der Neckarraum zwischen Stuttgart und Heilbronn sowie die Region Oberschwaben. Insgesamt werden rund 45 % der Landesfläche landwirtschaftlich genutzt. Auch an den landwirtschaftlich beeinflussten Messstellen sinken die mittleren Nitratkonzentrationen seit vielen Jahren. Seit der Novellierung der Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung (SchALVO) im Jahr 2001 haben sowohl die absoluten Flächen als auch der prozentuale Anteil der hoch belasteten Sanierungsgebiete an der gesamten Fläche der Wasserschutzgebiete deutlich abgenommen. Die mittleren Nitrat-Konzentrationen sind seitdem in den Sanierungsgebieten um rund 14 %, in den Problemgebieten um 12 % sowie in den Normalgebieten um etwa 6 % zurückgegangen. Pflanzenschutzmittel (PSM) – langlebig, aber größtenteils rückläufige Der Schwellenwert für Pflanzenschutzmittel und deren Abbaustoffe (Metaboliten) wird inzwischen nur noch an 31 Messstellen überschritten, das sind 1,7 % der insgesamt im Jahr 2021 untersuchten 1.865 Messstellen. Das sind deutlich weniger als in früheren Jahren. Der Schwellenwert für Pflanzenschutzmittel liegt in der Grundwasserverordnung bei 0,1 Mikrogramm pro Liter Grundwasser. Alleine für den Wirkstoff Atrazin wurde im Jahr 2001 der Schwellenwert noch an 39 Messstellen überschritten, das waren 1,5 % der zu diesem Zeitpunkt untersuchten 2.546 Messstellen. Im Jahr 2021 überschritt Atrazin nur noch an 5 der 1.865 Messstellen den Schwellenwert, das entspricht einem Anteil von 0,3 %. Atrazin wurde bereits in den 1990er Jahre verboten. „Das Beispiel der Pflanzenschutzmittel macht deutlich, wie langlebig Grundwasserbelastungen sein können. Mehr als dreißig Jahre nach dem Verbot sind diese Stoffe noch messbar. Was immer wir heute an schwer abbaubaren Substanzen in unsere Böden eintragen, wird die Generation nach uns in ihrem Grundwasser vorfinden“, betont Maurer. Daher seien Schutzmaßnahmen konsequent umzusetzen oder weiter zu verbessern. „Es gilt zu prüfen, ob die Befunde bereits bekannter Stoffe zurückgehen und ob bislang nicht untersuchte Substanzen die Grundwasserqualität gefährden oder nachteilige Veränderungen der Wasserbeschaffenheit herbeiführen können“, so Maurer. Ein Beispiel für eine Gefahr jüngerer Zeit ist für das Grundwasser ist Trifluoracetat (TFA). TFA ist ein Abbauprodukt zahlreicher chemischer Erzeugnisse wie Kältemittel, Pharmaka und Pflanzenschutzmittel. Als Schadstoff für das Grundwasser ist es erst in den vergangenen Jahren in den Fokus gerückt und wurde im Vorjahresbericht „ Grundwasser-Überwachungsprogramm – Ergebnisse 2020 “ vorgestellt. Qualitätssicherung, Plausibilisierung und Datenauswertung Jährlich werden im Landesmessnetz Beschaffenheit der LUBW rund 120.000 bis 160.000 chemisch-physikalische Messwerte erhoben. Alle Messergebnisse werden auf ihre Plausibilität geprüft und nur plausible Messwerte für Auswertungen verwendet. Für Probenahme und Analytik werden von der LUBW größtenteils Dritte beauftragt. Chemische Messwerte Das Landesmessnetz Grundwasserbeschaffenheit besteht derzeit rund 1.900 Messstellen, welches sich aus 5 Teilmessnetzen (Routinemessnetzen) zusammensetzt. Es wird jährlich auf physikalisch-chemische Parameter untersucht. Die jährlichen chemischen Untersuchungsprogramme variieren. Sie sind so aufeinander abgestimmt, dass eine landesweite Zustandsbeschreibung für ausgewählte Parameter spätestens nach drei Jahren möglich ist. Nitrat Nitrat ist ein grundlegender Nährstoff für die Pflanzenernährung und -produktion. Grundwasser enthält von Natur aus wenig Nitrat. Durch den Einsatz großer Mengen stickstoffhaltiger Dünger in Landwirtschaft und Gartenbau reichert sich Nitrat im Boden an und gelangt in erhöhten Konzentrationen ins Grundwasser. Seit 1988 verpflichtet die Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung (SchALVO) die Landwirtinnen und Landwirte, in Wasserschutzgebieten die Flächen grundwasserschonend zu bewirtschaften. Die Landesregierung leistet entsprechende Ausgleichszahlungen für die daraus resultierenden wirtschaftlichen Nachteile. Pflanzenschutzmittel (PSM) Pflanzenschutzmittel (PSM) haben gemäß ihrem Anwendungszweck toxische Wirkung. Sie dürfen gemäß Pflanzenschutzgesetz (Gesetz zum Schutz der Kulturpflanzen) nur auf Freilandflächen angewendet werden, die landwirtschaftlich, gärtnerisch oder forstwirtschaftlich genutzt werden. Die Zulassung von PSM erfolgt durch das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL). Pflanzenschutzmittel werden in der Umwelt abgebaut und umgewandelt, sodass aus den ausgebrachten Wirkstoffen Metabolite entstehen. Bei der Bewertung werden relevante Metabolite (rM) und nicht relevante Metabolite (nrM) unterschieden. Relevante Metabolite haben eine definierte pestizide (Rest-) Aktivität und/oder ein pflanzenschutzrechtlich relevantes humantoxisches oder ökotoxisches Wirkungspotenzial. Bei Rückfragen wenden Sie sich bitte an die Pressestelle der LUBW. Telefon: +49(0)721/5600-1387 E-Mail: pressestelle@lubw.bwl.de
In the paper "Salinity as a tool for strain selection in recirculating land-based production of Ulva spp. from germlings to adults" (Cardoso et al. 2023) there was a need to compare artificial and natural seawater based on their nutrient composition and concentration. This experiment was performed to guarantee that the results from the other experiments in this paper were not caused by the different types of water, considering that before the start of these experiment the original cultures were growing in natural seawater. The artificial seawater (30 PSU) (Seequasal-Salz, Seequasal Salz Production and Trade GmbH, Münster, Germany) used in this experiment was made in the laboratory at the Alfred Wegener Institute (AWI), Bremerhaven, Germany, right before being analysed. The natural seawater (30 PSU ± 2 PSU) was collected by the Research Vessel Uthörn in the surrounding area of Helgoland, Germany. The process of collection of natural seawater was made every week to refill and supplement the tanks at AWI, Bremehaven. Therefore, the time of the collection and specific location are not known. The nutrient concentration analysis was done in October 2022 at AWI. Before the analysis both water types were pasteurized for 4 hours at 99 °C. The samples collected for analysis were filtered (0.2 µm) (Nalgene®, Nalge Nunc International, USA) and separated into falcon tubes (n = 3). The analysis was performed by an auto-analyser (SEAL Analytical, United Kingdom) and the concentrations of Phosphate, Ammonium, Nitrite and Nitrate were measured.
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