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Biogeochemistry and qPCR data for microbial community adaptation to brackish water rewetting in a coastal peatland

Coastal wetlands can serve as natural laboratories for assessing the future impacts of sea-level rise and the intricacies of the effect of sulfate (SO42-) on emissions of greenhouse gases, such as methane (CH4) and carbon dioxide. In the case of previously drained and freshened wetlands, we can observe how freshwater terrestrial microbial communities react and adapt to intrusion of SO42- rich saline waters. We conducted a 3-month anoxic incubation experiment with soil extracted from a peatland on the German Baltic coast which was rewetted with brackish water in late 2019 to examine how microbial communities at the site had adapted to the new conditions after two years. Soil slurries were incubated at a moderate temperature of 15 °C at two different salinities (reflecting surface water and average peat soil water salinity) and sampled at 8 timepoints. At each timepoint 5 replicates of each treatment were destructively harvested and sampled for concentrations of CH4, dissolved inorganic carbon (DIC), total aqueous organic carbon, SO42-, ammonium, and other major ions, pH values, qPCR analysis, and δ13DIC and δ13CH4 values.

Internes Meßnetz Küste

Messung von hydrologischen Parametern wie Wind, Wassertemperatur, Wellen, Strömung, Wasserstand und Luftdruck an Meßstationen entlang der Ostseeküste und den angrenzenden Boddengewässern der Küste M-V.

Qualität von Badegewässern

<p>In deutschen Badegewässern lässt es sich gut baden. Seit dem Jahr 2001 stuft die Europäische Union die Qualität von mehr als 90 % dieser Gewässer durchgehend als gut oder ausgezeichnet ein. Im Jahr 2024 erreichten 90,5 % aller Badegewässer eine ausgezeichnete und weitere 6,2 % eine gute Qualität. Lediglich etwa 0,4 % aller Badegewässer wurden als mangelhaft eingestuft.</p><p>Qualität der Badegewässer von 1992 bis 2024</p><p>Im Jahr 2024 wurden 2.291 Badegewässer in Deutschland nach der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?qid=1534167377521&amp;uri=CELEX:02006L0007-20140101">EG-Badegewässerrichtlinie 2006/7/EG</a> überwacht. Von diesen lagen 362 an der Nord- und Ostseeküste, 37 an Flüssen und 1.892 an Seen. Die hygienischen Überwachungsergebnisse dieser Badegewässer wurden der Europäischen Union (EU) gemeldet, die für jedes Badegewässer aus den aktuellen und den Daten der vorangegangenen drei Jahre bzw. auf Grundlage von mindestens 16 Proben eine Qualitätseinstufung vornahm.</p><p>Die Ergebnisse der Qualitätsbewertung zeigen, dass die Qualität der deutschen Badegewässer insgesamt sehr gut ist (siehe Abb. „Badegewässerqualität an den Küsten Deutschlands“ und Abb. „Badegewässerqualität an den Binnengewässern Deutschlands“). Im Jahr 2024 erfüllten rund 98 % der beurteilten Badegewässer die Qualitätsanforderungen der EU. 90,5 % der Badegewässer erreichten sogar eine ausgezeichnete und weitere 6,2 % eine gute Qualität.</p><p>Mangelhaft war in der Saison 2024 die hygienische Qualität von nur neun Badegewässern (ca. 0,4 % aller Badegewässer). In 148 Fällen wurden Badegewässer temporär oder die gesamte Badesaison über für die Badenden geschlossen, 72-mal davon aufgrund von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=Cyanobakterien#alphabar">Cyanobakterien</a>⁠ („Blaualgen“). Andere wasserhygienische Mängel wurden insgesamt 29-mal als Grund angegeben, meist hatten Sturm- und Regenereignisse belastetes Schmutzwasser in die betroffenen Badegewässer gespült. In 22 Fällen verursachten langanhaltende Starkniederschläge besonders in Süddeutschland Überflutungen von Badegewässern. Vorhersagesysteme an Badegewässern haben 23-mal eine wahrscheinliche hygienische Verschmutzung gemeldet, was ebenfalls zu einem Badeverbot oder zum Abraten vom Baden führte.</p><p>In 30 Fällen wurden Badegewässer aus anderen Gründen temporär geschlossen oder waren für Probenahmen und somit einen Badebetrieb erst gar nicht zugänglich. Hauptgründe dafür waren Sanierung eines Badegewässers oder auch Fragen der Verkehrssicherungspflicht. Aufgrund (noch) nicht ausreichender Probenanzahl für eine Klassifizierung wurden 41 Badegewässer in der Saison 2024 nicht bewertet.</p><p>Rückblickend verbesserte sich die Qualität der Badegewässer zwischen 1992 und 2001 stark. Seit 2001 ist die Qualität der Badegewässer insgesamt auf einem konstant hohen Niveau. Im Durchschnitt erfüllten in den letzten vier Jahren 97,7 % der Badegewässer an Seen und Flüssen die mikrobiologischen Anforderungen der EU-Richtlinie, in 91 % wurde sogar eine ausgezeichnete Wasserqualität ausgewiesen. Bei Küstenbadegewässern waren es 98,1 % beziehungsweise 86,7 %.</p><p>Informationen zur aktuellen Badegewässerqualität in den einzelnen Bundesländern erhalten Sie über die Deutschlandkarte auf der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-Themenseite <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/schwimmen-baden/badegewaesser/wasserqualitaet-in-badegewaessern">"Wasserqualität in Badegewässern"</a>.</p><p>Erkrankungsrisiko beim Baden</p><p>Baden kann mit Risiken für die Gesundheit verbunden sein. Badegewässer an der Küste, an Seen und Flüssen sind nicht nur zum Baden da. Wie alle Gewässer sind auch Badegewässer vielfältigen Einflüssen und Nutzungen und damit auch Verschmutzungsrisiken ausgesetzt. Wegen des Vorkommens bestimmter Krankheitserreger sind beim Baden in freien Gewässern Erkrankungen, die beispielsweise mit Fieber, Durchfall und Erbrechen einhergehen, nicht auszuschließen. Eine solche Gefahr entsteht meist nach ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Starkregen#alphabar">Starkregen</a>⁠ durch Mischwasserüberläufe aus Kläranlagen oder durch Abschwemmungen aus landwirtschaftlich genutzten Flächen. Wasserhygienische Probleme können unterschiedliche Ursachen haben. Die Einleitung von Nährstoffen wie Phosphor- und Stickstoffverbindungen, Trockenheit und hohe Temperaturen können die Bedingungen für gesundheitsgefährdende Mikroorganismen in Gewässern beeinflussen und beispielsweise eine Massenentwicklung von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=Cyanobakterien#alphabar">Cyanobakterien</a>⁠ begünstigen. Diese auch „Blaualgen“ genannten Bakterien bilden teilweise Algentoxine und Allergene, die akute Gesundheitsstörungen wie Bindehautentzündung und Hautausschlag auslösen oder die Leber schädigen können.</p><p>Europäische Union regelt Qualität der Badegewässer</p><p>Damit Menschen ungetrübt ihre Badefreuden in natürlichen Gewässern genießen können, hat die Europäische Union (EU) mit der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?qid=1534167377521&amp;uri=CELEX:02006L0007-20140101">EG-Richtlinie über die Qualität der Badegewässer (2006/7/EG)</a> einzuhaltende Werte für ausgezeichnete, gute und ausreichende hygienische Qualität für Badegewässer festgelegt. Diese Richtlinie gilt in den Mitgliedstaaten seit dem 24. März 2008 und ersetzt die Richtlinie 76/160/EWG aus dem Jahre 1975.</p><p>Zwei Bakterien zeigen, wie sauber es ist</p><p>In Deutschland wird die hygienische Qualität von Badegewässern nach den Vorgaben der aktuellen EU-Badegewässerrichtlinie überwacht. Danach werden zum Schutz der Badenden vor Infektionskrankheiten zwei mikrobiologische Parameter als <a href="https://www.bmuv.de/themen/wasser-und-binnengewaesser/badegewaesser/badegewaesser-qualitaetsindikatoren">Indikatoren für Krankheitserreger</a> regelmäßig untersucht: zum einen Bakterien der Art <em>„Escherichia coli“</em> <em>(E. coli)</em> und zum anderen die Gruppe der „Intestinalen Enterokokken“. Diese Bakterien gelangen meist mit fäkalbelasteten Abwässern in die Gewässer und zeigen dort an, dass diese hygienisch belastet sind. Badegewässer dürfen für eine ausreichende Qualität einen definierten, statistisch berechneten Perzentilwert dieser Bakterien nicht überschreiten.</p><p>Badegewässerprofile zeigen, wo die Verschmutzung herkommt</p><p>Die zuständigen Länderbehörden erstellen für jedes Badegewässer regelmäßig ein Badegewässerprofil. Alle Verschmutzungsquellen, welche die Qualität des Wassers beeinflussen könnten sowie mögliche Probleme mit ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=Cyanobakterien#alphabar">Cyanobakterien</a>⁠ (Blaualgen) werden dabei genannt. So können Gesundheitsgefahren bereits im Vorfeld erkannt und rechtzeitig Abhilfemaßnahmen eingeleitet werden. Die Internetseiten der Bundesländer bietet der Öffentlichkeit die aktuellen Informationen zu den Badegewässerprofilen.</p><p>Maßnahmen zur Überwachung und Verbesserung der Wasserqualität in Badegewässern seit 2006</p><p>Die Überwachung der Qualität der Badegewässer wird in Deutschland durch Verordnungen der Länder geregelt. Die Europäische Union (EU) hat mit der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?qid=1534167377521&amp;uri=CELEX:02006L0007-20140101">EG-Badegewässerrichtlinie</a> von 2006 viele positive Neuerungen eingeführt:</p><p>Außerdem soll nach der aktuellen Richtlinie die Öffentlichkeit umfassend informieren werden. Der Öffentlichkeit wird nun die Möglichkeit gegeben werden, Vorschläge, Bemerkungen und Beschwerden, insbesondere bei der Aktualisierung der „Badegewässerlisten“, vorzubringen. Diese Listen enthalten alle aktuellen Badegewässer, welche die Länder am Anfang jeder Badesaison an die EU melden und auf ihren Internetseiten veröffentlichen.</p>

Küstenschutzbauwerke in Schleswig-Holstein (Ostsee, Stand: 2017)

Küstenschutzbauwerke an der Ostseeküste Schleswig-Holsteins, wie z. B. Buhnen, Dalben und Deiche, Graben, Lahnungen, Priele oder Wege. Es handelt sich um Daten aus terrestrischer und photogrammetrischer Vermessung sowie Digitalisierung anhand von digitalen Orthofotos. | Datenqualitätsangaben: Kontrolle der verwendeten Instrumente und Methoden | Prüfung: Prüfung der Daten auf Vollständigkeit | Dateninhalt (Bild): Prüfung der Daten auf Vollständigkeit

Küstenlinie deutsche Ostsee für WRRL/MSRL von 2017/2018

Die Küstenlinie der deutschen Ostseeküste, erstellt vom Landesamt für Umwelt (LfU) von Schleswig Holstein. Grundlage dafür waren MSRL- und WRRL-Shapefiles der Küsten- Übergangsgewässer. Der Dienst stellt Shapefiles der Küstenlinien für die Nordsee (ANS-DE) und die Ostsee (BAL-DE) aus den abgestimmten und an die EU gemeldeten Berichtsgeometrien für die gesamte deutsche Küste bereit. Hierfür wurden Shapes der MSRL und der WRRL (Küsten- und Übergangsgewässer) genutzt. Die Daten wurden im Dezember 2017 (Ostsee) / bzw. im Januar 2018 (Nordsee) erstellt.

Identifizierung von UV-Filter-Anreicherungsgebieten in der Ostsee - Untersuchung von Transportprozessen und Langzeitsenken im Wasser und Sediment

Die Verschmutzung der marinen Umwelt durch organische UV Filter ist wissenschaftlich zunehmend besorgniserregend. Studien haben gezeigt, dass UV Filter potentielle negative Effekte auf Organismen haben können. Dies führte bereits zu ersten Anwendungsverboten einiger UV Filter in Sonnenschutzmitteln auf Palau und Hawaii. Die Ostsee ist eine beliebte Urlaubs- und Freizeitregion. Sie ist einem hohen anthropogenen Druck durch Verschmutzung ausgesetzt. Jener wird zusätzlich dadurch verstärkt, dass eingetragene Schadstoffe sich in der Ostsee anreichern. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es jedoch nur wenige Studien über das Auftreten und das Langzeitverhalten von UV Filtern in der Ostsee. Der Fokus dieses Projektes soll es sein, ein grundlegendes, besseres Verständnis über das Verhalten und den Verbleib von UV Filtern in der Ostsee zu erlangen. Bisher wurden sie nur in Küstennähe (Wasserphase) und der offenen Ostsee (Oberflächensediment) detektiert. UV Filter werden hauptsächlich über die Wasserphase direkt bzw. indirekt in die Ostsee eingetragen. Es ist zurzeit nicht belegt, ob diese in der Wasserphase von küstennahen Gebieten bis in die offene Ostsee transportiert werden, ob sie in Buchten akkumulieren und ob es räumlich stark belastete Gebiete gibt. Der Schlüssel zu einem besseren Verständnis von möglichen Transportprozessen ist die Untersuchung der UV Filterdynamiken zwischen den einzelnen Kompartimenten Wasser, Sediment und Biota. Es ist hinreichend bekannt, dass Schadstoffe wie z. B. persistente organische Schadstoffe mit der Frühjahrs- und Sommerblüte im Meerwasser abgereichert und mit der absinkenden Biomasse im Sediment angereichert werden. Dieser Prozess kann auch für den Transport von UV Filtern aus der Wasserphase ins Sediment von großer Bedeutung sein. Es wird angenommen, dass UV Filter an Sedimenten adsorbieren können, welche somit als Senke für sie fungieren könnten. Die Funktion der Sedimente als langzeitige Senke wurde bisher noch nicht eingehend untersucht. Die Erforschung von UV Filtern in unterschiedlichen Sedimentschichten im Zusammenhang mit einer Altersdatierung der Sedimente ist relevant, um die Bedeutung der Sedimentsenkenfunktion und den Verbleib von UV Filtern in der marinen Umwelt zu studieren. Zusätzlich wird die Möglichkeit eröffnet, die Anreicherung von UV Filtern in der Biomasse zu analysieren, um so den Transportprozess aus der Wasserphase ins Sediment zu untersuchen. Mehrere Kampagnen sind geplant, um die Wasser- und Sedimentphase und die Biomasse (Algenblüten) zu unterschiedlichen Jahreszeiten zu beproben. Die UV Filter-Konzentrationen werden mittels moderner analytischer Verfahren quantifiziert und qualifiziert. Die Ergebnisse werden grundlegend dazu beitragen (i) die regional belasteten Gebiete zu identifizieren, (ii) die Transportprozesse von UV-Filtern zwischen den einzelnen Kompartimenten Wasser, Sediment und Biota besser zu verstehen und (iii) die Bedeutung der Sedimente als Langzeitsenke zu demonstrieren.

Quantitative Untersuchungen zur heterotrophen Umsetzung organischer Substrate und der daran beteiligten Bakterienpopulationen und ueber den Einfluss von Abwaessern auf das Plankton in der westlichen Ostsee

Auf- und Abbauprozesse im marinen Oekosystem der westlichen Ostsee unter dem Einfluss von Abwaessern werden untersucht. Die Wechselwirkungen zwischen Blaualgen und heterotrophen Bakterien werden dabei von besonderem Interesse sein. Das Studium dieser Prozesse erfolgt in der westlichen Ostsee und in Fjorden der schwedischen Ostseekueste. An Methoden kommen die Mikroautoradiographic, die Tritium-Tracer Technik sowie die C14-H3-Doppelmarkierung zur Anwendung.

Gutachten und Stellungnahmen zur Hydrodynamik, Morphologie und Sedimentdynamik der Ostseeküste

In Verbindung mit Küstenschutzmaßnahmen je nach Örtlichkeit und Themen.

Schiffsführungssimulation in der BAW - Praxistest von Wasserstraßen und Manöverfahrten im virtuellen Raum

Kann der Ausbau der Hafeneinfahrten an der deutschen Nord- und Ostseeküste mit dem Trend zu immer größeren Schiffe mithalten? Und wie können etwa Schleusenbauwerke an Flüssen und Kanälen für den Binnenschiffsverkehr mit überlangen Großmotorgüterschiffen fit gemacht werden? Leidet die Sicherheit des Verkehrs, wenn immer größere Schiffe die Wasserstraßen befahren? Mit den beiden Schiffsführungssimulatoren der BAW lassen sich Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit und der Qualität der Wasserstraßen schon in der Planungsphase überprüfen und Engpässe ihrer Befahrbarkeit analysieren. Der Trend zu immer größeren Schiffen erhöht die Anforderungen an See- ebenso wie an Binnenschifffahrtsstraßen. Kurzum, es wird allenthalben enger. Noch vor wenigen Jahrzehnten reichte es beispielsweise völlig aus, für die Trassenplanung in Binnengewässern die Fahrspurbreite und damit den Flächenbedarf eines Schiffes aus dem zu fahrenden Kurvenradius, den Schiffsabmessungen und dem Driftwinkel, den das Schiff in der Kurvenfahrt einnimmt, zu berechnen. Aber schon im Zuge des Wasserstraßenausbaus nach Berlin zu Beginn der 1990er Jahre zeigten sich deutlich die Grenzen dieses geometrischen Bemessungsverfahrens: Die bis dahin angestrebten Mindestradien von 600 m für 185 m lange Schubverbände und 110 m lange Großmotorgüterschiffe hätten zum Beispiel beim Ausbau der Havel bei Berlin zu gewaltigen Landschaftsveränderungen in einem Naturschutzgebiet geführt.

Schadstoffmonitoring Ostseekueste

Zur Ueberwachung des Nord- und Ostseewassers auf Belastungen mit persistenten organischen Halogenkohlenwasserstoffen wurden Muscheln erfolgreich als Bioindikatoren eingesetzt. Als nachteilig erwiesen sich lediglich saisonale Schwankungen in der Akkumulationsfaehigkeit der Muschel und eine - allerdings nur geringfuegige - metabolische Aktivitaet. Zur Eliminierung dieser Stoerfaktoren werden von uns zur Zeit Analysen auf Organochlorverbindungen an Sediment, Muschel und Wasser verschiedener Orte der Ostsee durchgefuehrt. Geprueft wird, ob die Anreicherung der Organochlorverbindungen des Wassers im Sediment als Indikator geeignet ist. Besonders beruecksichtigt werden bei diesen Untersuchungen die PCB-Kongenere.

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