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s/nitritgehalt/Nitratgehalt/gi

Water column, solid phase and porewater data in the Kiel Bight, SW Baltic Sea from 2016 to 2025

During the research cruises BE03/2016 (08.03.2016), BE10/2016 (19.10.2016), BE10/2018 (23.10.2018), BE03/2019 (15.03.2019), L23-13 (13.09.2023 - 15.09.2023), Sagitta24-1 (16.09.2024), Sagitta24-2 (23.09.2024), Hai24VE2 (24.09.2024), L25-2b (09.02.2025 - 17.02.2025) and EMB374 (04.09.2025 - 13.09.2025), CTDs were deployed and sediment corers were retrieved at 99 stations in Kiel Bight in the southwestern Baltic Sea. Water column oxygen concentrations were determined using oxygen sensors attached to the CTD framework. At selected water depths, water samples were collected with Niskin bottles for the analysis of nitrate concentrations using an autoanalyzer. Short sediment cores (<50cm) were recovered using a Multicorer (MUC), Minicorer (MIC) or Rumohrlot (RL). Bottom waters were sampled from the supernatant water in the sediment cores. Solid phase sediment samples were analyzed for total organic carbon using an element analyzer. Porewater was extracted from the sediment cores using rhizones and analyzed for total alkalinity (titration), ammonium (photometer), sulfate (ion chromatography), hydrogen sulfide (photometer), dissolved iron (ICP-OES) and dissolved manganese (ICP-OES). The collected data will be used to (i) determine the spatial and temporal variability of hydrogen sulfide in bottom waters of the Kiel Bight, (ii) identify the controlling factors governing the accumulation of hydrogen sulfide at the seafloor, and (iii) establish an early warning system of sulfidic seafloor conditions for regional stakeholders in the Baltic Sea.

Muster der Stoffflüsse in bewirtschafteten Kalkbuchenwäldern unterschiedlicher Lokalklimate: Entwicklung, Anwendung und Erprobung neuer Ansätze zur Erstellung von Stoffbilanzen auf der Ebene heterogener Waldbestände

Es wird ein neues Verfahren zur Bestimmung von Stoffflussmustern auf der Skalenebene heterogener Waldbestände entwickelt. Es bildet die Grundlage für die Regionalisierung von Stoffflüssen in Buchenwäldern. Das Verfahren basiert auf einem neuen statistischen Design der Beprobung im Wald und auf der Bestimmung von Kat- und Anionen, des pH und DOC mit Mikromethoden (z.B. Kapillarelektrophorese). Viele für die Berechnung von Stoffbilanzen erforderliche Schlüsselvariable (z.B. NO3-Gehalt in der Bodenlösung, CO2-Fluß im Boden) bilden prinzipiell bekannte Zyklen, die von Globalvariablen wie Temperatur und Niederschlagsmenge kontrolliert werden. Konventionelle stationäre Messfelder ergeben räumlich unzureichende aber zeitlich redundante Informationen. Wir wollen daher auf randomisiert verteilten, 14-tägig wandernden Meßplots, alle das Stoffflussgeschehen im Boden antreibende Variable messen (Bestandesniederschlag, Bodentemperatur, Wasserpotentialgradient, Lösungskonzentrationen), um der räumlichen Heterogenität strukturreicher Wälder gerecht zu werden. In zwei Jahren werden pro Fläche 75 Punkte erfaßt, für die kontinuierliche Stoffflüsse berechnet werden können, da die Abhängigkeiten der Zyklen von den Globalvariablen bekannt sind.

Ressortforschungsplan 2024, Bundesweite Regionalisierung der Nitratbelastung des Grundwassers mithilfe innovativer Methoden der Geostatistik und KI als wissenschaftliche Grundlage für fachliche Vollzugsaufgaben im Grundwasserschutz

Das Umweltbundesamt hat im Rahmen eines Sachverständigengutachtens in 2023 die bisher von den Ländern eingesetzten Regionalisierungsverfahren zur Ausweisung nitratbelasteter Gebiete nach der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Ausweisung von mit Nitrat belasteten und eutrophierten Gebieten (AVV Gebietsausweisung - AVV GeA) untersuchen und evaluieren lassen. Im Ergebnis wird deutlich, dass die bisher eingesetzten Verfahren (z.B. Voronoi, IDW), aber auch alternative Ansätze wie Random Forest, für die Ausweisung der Gebiete nur eingeschränkt bzw. gar nicht geeignet sind. Weiterhin wird deutlich, dass nahezu alle bisher eingesetzten Regionalisierungsverfahren die Nitratbelastung tendenziell unterschätzen. Die AVV GeA verlangt von den Bundesländern bis 2028 die Etablierung eines geostatistischen Verfahrens zur Regionalisierung im Rahmen der Gebietsausweisung. Stand jetzt wendet nur Thüringen ein solches Verfahren an, welches aber laut dem Gutachten fachlich nicht mehr dem Stand der Technik entspricht. Im Rahmen des angestrebten Vorhabens soll nun das im Gutachten vorgeschlagene geostatistische Verfahren des Indikator-Krigings konkretisiert und für verschiedene Anwendungsfälle weiterentwickelt werden. Zum einen soll auf Basis des vorgeschlagenen Ansatzes eine deutschlandweite Kulisse der mit Nitrat belasteten Gebiete berechnet und anhand von Realdaten validiert werden. Im Ergebnis ist eine Handlungsanleitung zur Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens zu erarbeiten. Dies dient der Harmonisierung und der Sicherstellung des gegenüber der EU-KOM zugesagten bundesweit einheitlichen Vorgehens zur Ausweisung belasteter Gebiete. Zum anderen soll mit dem Ansatz eine deutschlandweite Karte der Nitratkonzentration des Grundwassers modelliert und mit bestehenden Ansätzen (Random-Forest, AGRUM-DE) verglichen werden. Zusätzlich soll mit der Methode ein Verfahren zur fachlich fundierten Selektion von Standorten für Nitratmessstellen erarbeitet werden.

Belastung von urbanen Kleingewaessern und Fischteichen

Erfassung des jahreszeitenabhaengigen Gangs von chemischen (z.B. Phosphat-, Nitratkonzentrationen) und physikalischen Parametern der untersuchten Gewaesser, der Planktonzusammensetzung sowie der Saprobienindices. Feststellung der Gewaessergueteklassen. Erarbeitung von Pflegeplaenen.

Optimierung und Fertigung eines seriennahen Prototyps zur präzisen Platzierung von Flüssigsubstraten in Böden mit Prüfung der Effizienzsteigerung bei Stickstoff, Teilprojekt E

Der in der Landwirtschaft eingesetzte Stickstoffdünger bildet einen zentralen Baustein, um ein stabiles Pflanzenwachstum zu garantieren. Für die landwirtschaftlichen Betriebe bedeutet dies die Sicherung der Erträge und der Wirtschaftlichkeit. Dem entgegen stehen die bekannten negativen Auswirkungen der Stickstoffmengen, welche nicht durch die Pflanze aufgenommen werden, sondern entweder ausgewaschen werden und die Nitratwerte in Gewässern erhöhen oder in Form von Ammoniak oder Lachgas ausgasen und den Klimawandel begünstigen. Im Vorhaben LiqInject wird ein Gerät entwickelt und zur Serienreife geführt, welches durch ein geeignetes Ausbringverfahren - die Ablage des Düngers in einem tiefen und abgeschlossenen Depot - die negativen Auswirkungen minimiert und durch die Erhöhung der Effizienz gleichzeitig eine Reduktion der eingesetzten Düngermenge ermöglicht. Zudem wird die Durchwurzelung der Pflanzen angeregt und damit die Trockenresistenz des Bestands gestärkt. Zum Erreichen des Projektziels sind insgesamt vier Arbeitspakete geplant: AP 1- Die Etablierung eines Parzellenversuchsgeräts als Vorarbeit zur Durchführung der pflanzenbaulichen Versuche zum wissenschaftlichen Nachweis der angesprochenen Vorteile in der landwirtschaftlichen Praxis in AP 4. Die nach dem aktuellen Stand der Vorarbeiten bestehenden technischen Lösungen werden optimiert und unter AP 2 zu einem serienreifen Produkt weiterentwickelt. Die dazu nötige Applikationstechnik wird im AP3 konzipiert und aufgebaut. Als Ergebnis liefert die Durchführung des Projekts ein für Landwirte und Lohnunternehmer zur Verfügung stehendes Gerät zur Depotdüngung mit flüssigen Substraten, welches bei minimalen negativen Auswirkungen gleichzeitig eine gesteigerte Effizienz, Ertragsstabilität und Wirtschaftlichkeit bietet.

maximale potenzielle Nitrataustragsgefährdung (Bundesmethode) BB

Der Datensatz beinhaltet Daten vom LBGR über die maximale potenzielle Nitrataustragsgefährdung (Bundesmethode) Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Mit der maximalen potenziellen Nitrataustragsgefährdung wird das maximale Risiko einer Nitratauswaschung aus dem Wurzelraum der Vegetation durch versickerndes Bodenwasser bewertet. Der Ort der Beurteilung ist hierbei die Untergrenze der durchwurzelten Bodenschicht. Der Quotient aus Sickerwasserrate und nutzbarer Feldkapazität im effektiven Wurzelraum (nFKWe) liefert zunächst die Austauschhäufigkeit des pflanzenverfügbaren Bodenwassers. Diese wird in 5 Stufen klassifiziert (sehr gering – sehr hoch) und ergibt die pNAG. Der Kennwert der potenziellen Nitrataustragsgefährdung ist zur Ableitung quantitativer Aussagen nicht geeignet, da nutzungsabhängige Einflussgrößen (u.a. Kulturart, zu- und abgeführte Stickstoffmengen, herbstliche Nitratgehalte im Boden) nicht berücksichtigt werden. Die Berechnung der potenziellen Nitrataustragsgefährdung nach Bundesmethode erfolgt auf Basis der Auswertungsmethode 5.3 (AG Boden, 2000b). Weiterführende Informationen finden Sie hier: https://geo.brandenburg.de/karten/htdocs/21042020_Sickerwasserrate.pdf

Modellvorhaben Scheessel (Verminderung des Nitraeintrages im Wasserschutzgebiet der Gemeinde Scheessel)

Das Grundwasser-Erschliessungsgebiet des Wasserwerks Scheessel ist ueberwiegend land- und forstwirtschaftlich genutzt. Um den Nitratgrenzwert im abgegebenen Trinkwasser einhalten zu koennen, wird seit 1984 das im Gebiet gewonnene Rohwasser mit zugekauftem, nitratarmen Wasser verschnitten. Seit dem Jahr 1986 wird durch die Arbeitsgruppe eine Bestandsaufnahme der hydrogeologischen, der hydrochemischen Situation, der Stoffanlieferung und der Bodennutzung durchgefuehrt. Das Wasserschutzgebiet des Wasserwerkes Scheessel ist mit 2.15 Quadratkilometer Flaeche relativ klein. Es soll hier modellhaft geprueft werden, welcher Zeit- und Kostenaufwand fuer die Erkundung des Einzugsgebietes, fuer die Regelung des Nitratproblems notwendig sein wird und wie weit eine Regelung ueberhaupt durchfuehrbar ist. Die Ergebnisse der Bestandsaufnahme ergaben u.a. bislang: - Auf der Seite der Naehrstoffzufuhr ist noch ausreichend Spielraum zur Regelung vorhanden. - Das Grundwasser ist zum Teil bis in eine Tiefe von 20 Meter mit Nitratgehalten belastet, die noch ueber 50 Milligramm pro Liter NO3 liegen. - Die Nitratgehalte sind seit 1988 im Rohwasser nicht weiter gestiegen. Inzwischen hat die Einzelberatung der Landwirte begonnen. Die Wirkung der Beratung muss abgewartet werden. Sie wird durch Nmin-Untersuchungen und durch Beprobung des Grundwassers 2 mal pro Jahr ueberprueft.

Freisetzung von Stickstoffmonoxid von Gebaeudeoberflaechen in die Atmosphaere

Natursteinmaterial gibt aus der verwitterten Oberflaeche von Gebaeuden Stickstoffmonoxid-N mit Raten von 0.42 bis 4.2 ng/(h x g), trotz deren hohen Feuchtegehalte, ph-Wertes und Gehaltes an Ammonium, Nitrit und Nitrat, ab. Die Netto-Abgaberaten) von NO sind unabhaengig von dem NO-Anteil in der Umgebungsatmosphaere bis zu einem Wert von 1 ppm NO. Die Aufnahme von NO2 erfolgte bei allen untersuchten Natursteinen, NO wurde hingegen nur bei einer von fuenf Natursteinarten aufgenommen. Die NO-Abgaberaten waren an der Steinoberflaeche am hoechsten und nahmen stark bis zu einer Tiefe von mehr als 1 cm ab. Die NO-Abgabe wurde bis mehr als 3 Monate nach der Probenentnahme von den Gebaeuden beobachtet. NO entsteht hauptsaechlich durch biogene Oxidation des Ammoniums zu Nitrat an der Gesteinsoberflaeche, vermutlich durch endolithische nitrifizierende Bakterien. Die chemische Zersetzung von Nitrit zu NO und NO2 wurde nur unter sauren Bedingungen beobachtet.

Abbau von hohen Nitratgehalten in vorwiegend anorganisch belasteten Abwaessern

Zahlreiche Industrieabwaesser weisen einen hohen Gehalt von anorganischen N-Verbindungen auf. Diese muessen vor Einleitung in den Vorfluter beseitigt werden, da sie sowohl fuer die Gewaesser-Biologie (Eutrophierung) als auch fuer die Trinkwassergewinnung Probleme aufwerfen. Hierfuer kommen in erster Linie mikrobiologische Verfahren in Frage: verschiedene Bakterien koennen Nitrat unter aneroben Bedingungen zu N2 reduzieren, das als Gas entweicht (Denitifikation); Ammonium kann von sog. Nitrifikanten zu Nitrat unter aeroben Verhaeltnissen oxidiert werden, das dann anschliessend (wie o. erwaehnt) zu N2 reduziert werden kann. - Ziel des Projektes ist es, diese Prozesse mit belasteten Abwaessern unter Verwendung besonders geeigneter Bakterien zu untersuchen. Dabei sollen die einzelnen Parameter zunaechst im Labormasstab (und zwar im kontinuierlichen Betrieb) ermittelt werden. Fuer die Denitrifikation sollen Thiobacillen eingesetzt werden, deren Verwendung besonders praktisch und oekonomisch ist, da sie keine organische C-Quelle benoetigen.

Nitratgehalte von Boeden, Nahrungspflanzen und Waessern

Durch Erhebungsuntersuchungen von Gemueseproben aus dem Feldgemuesebau und aus dem Haus- und Kleingartenbereich sowie Beregnungswaessern werden statistische Kennzahlen der Nitratgehalte erarbeitet. Landwirtschaftlich, forstwirtschaftlich und gaertnerisch genutzte sowie Oedlandstandorte werden in 3 Terminen bis auf 120 cm Bodentiefe auf Nitrat untersucht, um eine Stickstoffbilanzierung vornehmen zu koennen.

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