Die hydraulischen und hydrochemischen Verhältnisse des pleistozänen Grundwasserleiters des Oderbruchs wurden in einem DFG-Schwerpunkt detailliert untersucht. Erste Altersdatierungen mit der 3He-Tritium-Methode waren vielversprechend. Es zeigte sich, dass das Grundwasser in den durch Uferfiltration geprägten Bereichen mit zunehmender Entfernung von der Oder kontinuierlich älter wird, während sich in den zentralen Polderregionen der Eintrag jungen Sickerwassers aus der ungesättigten Zone qualitativ nachweisen ließ. In einem einjährigen Projekt sollen nun die Transportprozesse im Grundwasserleiter mit Hilfe der 3He-3H-Datierung großräumig untersucht werden. Ein Schwerpunkt liegt auf der Auskartierung des nuklearen Tritium-Peaks zur Bestimmung von Geschwindigkeiten und Dispersionskoeffizienten des Grundwasserleiters. Außerdem sollen die Sickerwassereinträge aus der ungesättigten Zone quantitativ berücksichtigt werden. Beides dient dazu, bei erfolgreicher Anwendung der Methode im Anschluss in einem Folgeantrag die Erkenntnisse zu nutzen, um Reaktionsgeschwindigkeiten, Stoffumsätze und -bilanzen in einem durch eine großskalige Redoxsequenz geprägten Grundwasserleitersystem zu ermitteln.
In den kommenden 5 Jahren werden parallel Grundwasserstandsganglinien, Wasserstandsganglinien sowie die Schöpfwerksbetriebszeiten aufgezeichnet; - Aufzeichnungen sind auszuweiten nach: - Zeitverzögerung, Umfang der Reaktion des GW-Stands auf dem SW-Betrieb hinsichtlich einer möglichen Steuerung; - Ziel: Reduzierung (Optimierung) des SW-Betriebs z.B. bei Starkregen, um Versicherung zu erhöhen.
Ziel des Projektes ist die Charakterisierung der Stoffdynamik an der Kontaktzone zwischen anoxischem Grundwasser und einem Graben bzw. Vorfluter im Testfeld Oderbruch. Der Einfluß der Oberflächengewässer auf die hydrochemische Ausbildung des Grundwassers ist aufgrund der hohen chemischen und hydraulischen Gradienten qualitativ und quantitativ schwer zu beurteilen. Unter besonderer Berücksichtigung der Eisen- und Mangandynamik wird das Sorptions-, Fällungs- und Remobilisierungsverhalten von anorganischen Spurenstoffen (As, Cu, Cd, Zn) in den anthropogen geprägten Zonen periodisch wechselnder Milieubedingungen charakterisiert. Die geplanten regionalen Arbeiten sind als 'upscaling' der bisherigen stärker prozeßorientierten Untersuchungen im Testfeld Oderbruch zu verstehen. Insbesondere unte dem Aspekt der historischen sowie aktuellen anthropogenen Beeinflussung der Region Oderbruch sind Aussagen zu der Dynamik, Langzeitwirkung und Bilanz der Quellen/Senkenfunktion an der Kontaktzone der Gräben mit dem anaeroben Grundwasserleiter von entscheidender Bedeutung. Die bekannte Chronologie dieser Eingriffe bietet die Möglichkeit, die Wirksamkeit von geochemischen Prozessen und deren regionale Bilanz zeitlich zuzuordnen und Handlungsanleitungen zur Vermeidung negativer Effekte, z.B. verstärkte Stoffausträge, abzugeben.
Ziel des Projektes ist die Charakterisierung der Stoffdynamik in unterschiedlichen Milieubereichen des Grundwasserleiters an der Kontaktzone zwischen einem anoxischen Aquifer und dem oxischen Grabensystem des Oderbruchs. Der Einfluss der Graeben auf die hydrochemische Ausbildung des Grundwassers ist auf Grund der extremen hohen Gradienten qualitativ und quantitativ schwer zu beurteilen. Durch Untersuchungen im Gelaende mit einer genauen hydrochemischen und hydraulischen Charakterisierung der vorhandenen Redoxzonen in Verbindung mit experimentellen Saeulenversuchen im Labor werden die in den Redoxuebergangsbereichen ablaufenden Prozesse detailliert untersucht und eine Bilanzierung der Stoffumsetzungen durchgefuehrt. Die Arbeiten sollen Aussagen ueber die Langzeitwirkung der Senke/Quelle 'Redoxfront' machen.
Eisen- und Mangan-Oxide bzw. Hydroxide treten in Aquifersystemen sowohl in örtlich gebundener Phase ('coatings') als auch in mobiler Phase auf und können daher Schadstoffe partikulär transportieren oder immobilisieren. Die oben genannten Phasen sind jedoch nur unter bestimmten physiko-chemischen Bedingungen stabil, so dass neben der Hydraulik eines Aquifersystems auch hydrochemische Lösungs- und Fällungsprozesse eine Mobilisation bzw. Kopräzipitation hervorrufen können, die wiederum die Hydraulik eines Aquifersystems beinflusst. Im Rahmen des Projektes sollen Wechselwirkungen zwischen Lösung und Fällung von Eisen- und Mangan-Oxiden/Hydroxiden variabler Stöchiometrie und der Hydraulik des Systems sowohl in Laborstudien als auch deren Verifizierung in klein- und großmaßstäblichen Feldstudien durchgeführt werden. Dies umfasst auch die Modellierung der chemischen Stabilität und des Transport- und Sorptionsverhaltens dieser Phasen in den gewählten Betrachtungsmaßstäben. Die Arbeiten der Arbeitsgruppe Prof. Schenk im Rahmen dieses Projektes umfassen die Charakterisierung der Oberflächen von Partikeln und Sediment mittels n-Punkt-BET-Adsorption sowie deren Veränderung durch chemische Prozesse, weiterhin die quantitative Messung von Partikeln und die digitale bildanalytische Auswertung zur Gestaltanalyse dieser mobilen partikulären Phase und deren morphologische Veränderung bei Variation der chemischen Rahmenparameter, die Analyse der 'coatings' an Hand von Mikrosondenschliffen und REM-Untersuchungen sowie die Durchführung von sequentiellen Extraktionen zur Bindungsformanalyse der bereits gebundenen Schwermetalle und die Bestimmung von Adsorptionsisothermen an bereits geleachten Sedimenten zur Ermittlung des Resta-Adsorptionsvermögens. Die Untersuchungen werden in Batchversuchen, Säulenversuchen, im Testfeld 'Insel Hengsen' (Schwerte) und in einem weiteren 'upscaling' im Oderbruch durchgeführt.
Mit der Einfuehrung transgener insektenresistenter Sorten, insbesondere von Bt-Mais und Bt-Kartoffel, muessen Resistenzmanagementstrategien entwickelt und etabliert werden, um die Anfaelligkeit von Zielorganismen gegen Bacillus thuringiensis-Toxine ueber einen langen Zeitraum aufrecht zu erhalten. Das Forschungsthema 'Bt-Mais und Maiszuensler' ist innerhalb der Biologischen Bundesanstalt vernetzt, insbesondere mit den Instituten fuer Pflanzenvirologie, Mikrobiologie und biologische Sicherheit Braunschweig, fuer biologischen Pflanzenschutz Darmstadt und fuer Folgenabschaetzung im Pflanzenschutz Kleinmachnow. Fuer das Forschungsthema werden an 6 Standorten in Sueddeutschland und im Oderbruch Maiszuenslerpopulationen hinsichtlich ihrer Anfaelligkeit fuer Bt-Toxine charakterisiert und verschiedene Konzepte fuer Sortenmanagement und Refugien zur Erhaltung anfaelliger Individuen in den Populationen bearbeitet. Parallel wird ein computergestuetztes Simulationsmodell zur Anpassung des Zielorganismus an Bt-Mais entwickelt und validiert. Mit der Einfuehrung von Bt-Kulturen in Deutschland werden Resistenzmanagementstrategien in enger Zusammenarbeit mit dem Beratungsdienst der Laender hinsichtlich ihrer Effizienz analysiert.
Im Oderbruch infiltriert erheblich belastetes Flusswasser in die jungen Auensedimente. Schon nach kurzem Fliessweg findet bedingt durch den Wechsel der physiko-chemischen Bedingungen im Aquifer offensichtlich eine Eliminierung von Schadstoffen statt. Die FU Berlin untersucht diese Prozesse, die fuer eine unausweichliche Vergroesserung der Wasserversorgung von Berlin nicht ohne Bedeutung sind, in Zusammenarbeit mit dem Zentrum fuer Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF) in Muencheberg.
Die Hauptschadwirkung an Weidevieh durch Simuliiden im Oderbruch wird durch das Vorkommen zweier Kriebelmückenarten, Simulium reptans und Schoenbaueria spec., die hier zur massenhaften Entfaltung gelangen, bedingt. Für mögliche Vermeidungsstrategien einer hohen Belastung des Weideviehs sind ökologische Grunddaten zur Verbreitung der Kriebelmückenarten notwendig.
Durch eine Analyse der Zusammensetzung der Ackerbegleitflora der Untersuchungsgebiete in Deutschland und Ungarn sollen komplexe Wirkungen einer Klimaaenderung auf die Vegetation von Ackerflaechen und die Aufkommen oder Rueckgang von Problemunkraeutern abgeschaetzt werden. Einfluesse der Klimaaenderungen auf die oekologische Wertigkeit der Arteninventare, spezifischer Artengruppen (C3:C4) sollen untersucht werden. Die oekologische Bewertung erfolgt unter Nutzung vorhandener oekologischer Datenbanken.
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