Ziele: 1. Bestimmung effektiver Transportparameter wie Dispersion und hydraulische Leitfaehigkeit aus kleinskaligeren Modellen. 2. Identifikation charakteristischer Parameter zur Beschreibung von Adsorption und Desorption loeslicher Substanzen am bzw. vom Sediment. 3. Rekonstruktion von Fliesswegen und Transportgroessen aus geophysikalischen Messungen. 4. Analyse der Transportprozesse in Batch- und Saeulenversuchen (im Labor) und im Feldmassstab (Versuchsgelaende mit 72 Grundwassermessstellen). 5. Entwicklung von Softwarepaketen zur Simulation des Verhaltens von Schadstoffen in Grundwasserleitern, die sowohl fuer UNIX Umgebungen als auch fuer die Parallelrechner des Forschungszentrums verfuegbar sind. Auf Grund ihrer komplementaeren Eigenschaften kommen hierbei sowohl 'Finite Elemente (FE)' als auch 'Partide-Tracking' zum Einsatz.
Im Rahmen einer Reihe von Diplomarbeiten werden Messungen zur Belastung kleinerer Fliessgewaesser im Einzugsgebiet des oberen und mittleren Neckar vorgenommen. Es erfolgen jeweils Guetebewertungen nach Saprobienindices und nach Schwermetallgehalten der pelitischen Sedimentfraktion in Gewaessern (Pb, Cd, Cr, Zn).
Der Nord-West Schelf von Australien (NWS) bildet eine sich distal versteilende Karbonat-Rampe, die in ihrer Größe den Karbonatsystemen der Bahamas oder des Persischen Golfs entspricht und somit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis älterer Rampensysteme liefern kann. Der NWS erstreckt sich von ca. 13 Grad bis 21 Grad S und liegt am Übergang von den Tropen zu den Subtropen. Die Karbonatsedimentation auf dem Schelf ist stark von der regionalen Ozeanographie abhängig, die durch den südwärts gerichteten, warmen, niedrig salinaren Leeuwin-Strom und den Indonesischen Durchfluss bestimmt wird. Die heutige Sedimentverteilung am Meeresboden ist gut dokumentiert. Erkenntnisse zur neogenen bis pleistozänen Sedimentabfolge sind dagegen auf Informationen von Bohrklein und geophysikalischen Daten beschränkt. Die IODP Expedition 356 erbohrte 2015 den Kontinentalrand des zentralen und südlichen NWS, um dessen Ablagerungsgeschichte vom Miozän bis heute zu untersuchen. Die gewonnenen Daten erlauben zum ersten Mal eine Integration zwischen Kernmaterial und seismischen Untersuchungen mit dem Ziel regionaler sowie detaillierter geomorphologischer Untersuchungen des Karbonat-Systems. Innerhalb des Projektes werden wir: 1) überprüfen, ob sich im Gegensatz zur 'highstand shedding' Theorie auf dem NWS aragonit-reiche 'lowstand wedge' Systeme ausbilden; 2) die Umweltbedingungen analysieren, die zur Ablagerung von Ooiden und Peloiden auf dem NWS führten; 3) mit Hilfe einer am Kern kalibrierten, seismischen und sequenzstratigraphischen Interpretation die Kontrollfaktoren für die Entwicklung und das spätere Ertrinken des miozänen Riffsystems analysieren.
Ziel des Vorhabens ist die Aufklaerung der chemischen Vorgaenge in der aquatischen Umwelt (Boden, Binnengewaesser, technologische Reinigungsprozesse). Gegenwaertige Schwerpunkte der Arbeiten sind dabei die Untersuchung der Stoffumsaetze bei der Grundwasserbildung, insbesondere die Aufnahme von Haerte und Nitrat, sowie des Verhaltens der Reststoffe biologisch behandelter Abwaesser, etwa bei der Mobilisierung von Schwermetallen im Sediment. Es werden dazu Messverfahren, vor allem fuer organische Wasserinhaltsstoffe, entwickelt und eingesetzt. Die Stoffumsaetze werden mit Hilfe mathematischer Modelle beschrieben.
Die Umsetzung von Schadstoffen in Auensedimenten hängt insbesondere von den vorherrschenden geochemischen Gradienten ab, die wiederum von hydrogeologischen Faktoren wie variabler Grundwasserfließrichtung, Konnektivität der Grundwasserfließpfade zu Drainagegräben und der Verweilzeit des Wassers unter gegebenen geochemischen Bedingungen bestimmt werden. In dem Projekt werden Methoden entwickelt, mit deren Hilfe Fließpfade und Aufenthaltszeiten bestimmt sowie Sedimentstrukturen und Hydrofazies charakterisiert werden können. Die Daten sind Voraussetzung zur Bewertung der hydrochemischen Daten und finden Verwendung in den Grundwasser- und Einzugsgebietsmodellen.
Vor allem Benthos-Formen. Verbreitung. Oekologische Bindungen (Substrat, Salzgehalt, Jahreszeiten, Gezeiten, Diatomeen als Tiernahrung). Flora der verschiedenen Biotope (Schlick, Sand, Salz-, Brack-, Suesswasser, oberstes Litoral). Diatomees als oekologische Indikatoren (Subfossil in verschiedenen Vor- und fruehgeschichtlichen Grabungen). Taxonomie. Sammeln von Proben im Gelaende: An verschiedenen Orten; Mehrfach oder regelmaessig an denselben Stellen; Vergleich mit entsprechenden Biotopen anderer Regionen, bisher Frankreich, Skandinavien, Ostafrika, Binnenlaendische Salzstellen).
Luftverunreinigungen können nicht nur direkt über den Luftweg Gesundheits- und Umweltschäden bewirken, sondern auch über ihre Ablagerung (Deposition) auf Böden, in Gewässern oder auf Pflanzen. In zunehmenden Maße wird den Beeinträchtigungen der Ökosysteme durch Depositionen (Stoffeinträge) aus der Atmosphäre Beachtung geschenkt, da diese die in der Vegetation, im Boden und in den Gewässern ablaufenden komplexen physikalisch-chemischen und biologischen Prozesse beeinflussen. Depositionen, die besonders mit der Industrialisierung einsetzten, führten bereits vielerorts zur Überschreitung der begrenzten Pufferkapazität empfindlicher Systeme. Auf dem Territorium des Gebietes von Sachsen-Anhalt werden seit Beginn der 1960er Jahre Depositionsmessnetze mit wechselnder Anzahl von Messstandorten und Komponenten sowie mit unterschiedlichsten Probenahmetechniken betrieben. Ziel der Depositionsmessungen ist es, aktuelle qualitätsgesicherte Umweltdaten bezüglich Staubniederschlag einschließlich Staubinhaltsstoffe, An- und Kationen, Dioxine und Furane sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) flächendeckend und an Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) bereitzustellen. Das aktuelle Depositionsmessnetz des Landes Sachsen-Anhalt beinhaltet ein stationäres Messnetz mit nahezu unveränderlichen, über lange Zeiträume betriebenen Messstandorten sowie temporär wechselnde und anlassbezogene Messstandorte im Rahmen der Depositionsmessungen an Bodendauerbeobachtungsflächen und von Sondermessprogrammen . Sondermessprogrammewerden in der Regel aufgrund von Auskunftsersuchen anderer Behörden eingerichtet. Im Gegensatz zum Betrieb des stationären Messnetzes sind die Sondermessprogramme zeitlich begrenzt.
Luftverunreinigungen können nicht nur direkt über den Luftweg Gesundheits- und Umweltschäden bewirken, sondern auch über den Austrag und die Ablagerung (Deposition) von Spurenstoffen aus der Atmosphäre auf Böden, in Gewässern oder auf Pflanzen. In Sachsen-Anhalt liegt die Zuständigkeit für die Überwachung und Beurteilung der Luftqualität beim Landesamt für Umweltschutz ( Verordnung über Zuständigkeiten auf dem Gebiet des Immissionsschutzes – Immi-ZustVO). Die stetige Kontrolle und Überwachung der Luftqualität (Immissionsmessungen) erfolgt durch das Luftüberwachungs- und Informationssystem Sachsen-Anhalt (LÜSA) des Landesamtes für Umweltschutz. Darüber hinaus besteht ein etabliertes Depositionsmessnetz. Ergänzt werden diese Messungen durch spezielle Programme, wie z. B. Stichproben- oder orientierende Messungen mit dem Messfahrzeug und Passivsammlermessprogramme für Stickstoffdioxid und Ammoniak.
Veranlassung Das Projekt soll die BfG handlungsfähiger bei der Bearbeitung aktuell dringlicher Fragestellungen im Bereich Biogeochemie von Hg machen, auf internationalem Niveau vorhandene Wissenslücken zur Hg-Speziierung in Sedimenten und Schwebstoffen schließen und ermöglichen, Sicherheit über mögliche Einflüsse von Unterhaltungsmaßnahmen der WSV und der Länder zu gewinnen, um diese letztlich in Managementvorschläge oder Handlungsanweisungen einfließen zu lassen. Da die routinemäßig praktizierte Messung von Gesamt-Hg-Konzentrationen nicht ausreicht, um verlässliche Risikoabschätzungen und Vorhersagen zum Verhalten von Hg in Fließgewässern machen zu können, wird neben der Entwicklung empfindlicher und robuster Analysemethoden für Methyl-Hg eine Charakterisierung anorganischer Hg-Verbindungen in Sedimenten und Schwebstoffen sowie die Untersuchung der für die Hg-Methylierung relevanten Mikroorganismen an Feldproben und Proben aus Laborexperimenten durchgeführt. Ziele - Untersuchung von Hg-Bindungsformen in Sedimenten/Schwebstoffen und ihrer Mobilität/Bioverfügbarkeit unter wechselnden Umweltbedingungen - Bestimmung des Methyl-Hg-Anteils am Gesamt-Hg-Gehalt in Wasser und Sedimenten/Schwebstoffen - Identifikation von Hotspots für die Methyl-Hg-Bildung in Bundeswasserstraßen - Untersuchung von Mikroorganismengemeinschaften und ihrem Einfluss auf Hg-Speziesumwandlungen - Aufklärung der Umweltfaktoren, die Balance von Hg-Methylierung und Demethylierung kontrollieren - experimentelle Bestimmung des Einflusses von Störungen der Sediment/Wasser-Grenzschicht auf Hg-Spezies-Dynamik Der chemische Zustand von Fließgewässern wird gegenwärtig deutschlandweit als ‘nicht gut’ eingestuft. Ein Grund dafür ist die Überschreitung der EU-Umweltqualitätsnorm für Quecksilber (Hg) in Biota, trotz deutlicher Reduktionen der direkten Hg-Einträge in Fließgewässer in den letzten Jahrzehnten. Die historische Belastung der Gewässersedimente stellt vermutlich eine Hauptursache für die anhaltend erhöhten Hg-Konzentrationen in Biota dar. Die zugrundeliegenden biogeochemischen Prozesse und Transportpfade von Hg (Schwebstoff Sediment Biota) sind jedoch komplex und nur ungenügend verstanden. Welche biogeochemischen Prozesse und Umweltfaktoren führen dazu, dass trotz sinkender Quecksilber-Emissionen die EU-Umweltqualitätsnorm in deutschen Fließgewässern flächendeckend überschritten wird?
Die Elbe ist einer der mit Quecksilber am staerksten belasteten Fluesse der Erde. Die zuletzt im Projekt Quecksilbermonitor gemessene Konzentration des Quecksilbers im Elbewasser (in der Messstation Schnackenburg) schwankte im Verlauf der Messkampagne vom 24.2. bis 2.3.1999 zwischen ca. 25-100ng/l. 100ng/l liegt um den Faktor 10 unter der erlaubten Konzentration fuer Trinkwasser (1000ng/l). Diese im Vergleich zum Trinkwassergrenzwert geringe Konzentration scheint auf den ersten Blick nicht der Qualitaet einer Belastung zu entsprechen. Zwei Faktoren relativieren die Konzentrationsangabe: Quecksilber wird, wie andere Schwermetalle auch, an Schwebstoffe, insbesondere die Fraktion kleiner 20um gebunden. Daher ist die Konzentration des Quecksilbers im Wasser stark vom Schwebstoffgehalt abhaengig. Ausserdem wird Quecksilber in der Nahrungskette aufkonzentriert, da nur wenig Quecksilber wieder ausgeschieden wird. So wird z.B. Plankton von Kleinkrebsen aufgenommen, die dann wieder von Fischen aus dem Wasser gefiltert werden. Auf diesem Weg kann die chronische Belastung fuer einen Menschen, der regelmaessig Fisch aus der Elbe isst, so stark werden, dass Vergiftungserscheinungen wie metallischer Geschmack im Mund, nervoese Reizbarkeit sowie Zahnausfall auftreten koennen. Ziel sollte es daher sein, die Quecksilberbelastung so weit wie moeglich zu senken und weitere Verschmutzungen zu vermeiden. Die Ursache der Quecksilberbelastung der Elbe liegt primaer bei fehlenden bzw. unzureichenden industriellen und kommunalen Abwasserreinigungsanlagen und bei alten, belasteten Gewaessersedimenten, die hauptsaechlich in den neuen Bundeslaendern und auf dem Gebiet der Tschechischen Republik vorliegen. Aufgrund der Sedimentbelastung waere selbst bei der Eliminierung aller anthropogener Quecksilberquellen nur ein allmaehlicher Rueckgang der Konzentration zu erwarten. Tatsaechlich ist die Belastung der Elbe mit Quecksilber seit 1989 stark zurueckgegangen, die Quecksilbergehalte liegen aber nach wie vor erheblich ueber den Zielvorgaben fuer den Gewaesserschutz. Eine kontinuierliche Ueberwachung der Elbe wird auf Dauer unerlaesslich sein, da die Ursachen der Verschmutzung durch eine staendige Ueberwachung leichter erkennbar werden, wenn zeitlich begrenzte Einleitungen sofort erkannt werden koennen. Auch koennen die Zusammenhaenge zwischen Temperatur, Niederschlagsmenge, Wasserstand, und der Quecksilberkonzentration klarer ermittelt werden. So koennte die Rolle des bei Niedrigwasser von Schiffen aufgewirbelten Sediments beurteilt werden.
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