A spatial study of the isotopic hydrobiogeochemical composition along the the Warnow River, which drains into the southern Baltic Sea, was carried out. The sampling took place on 29-30 April 2019 from the source up to the estuary. In addition to in situ physico-chemical parameters, surface water was sampled using a telescopic rod and a plastic beaker and preserved for further analysis. Major and trace elements and selected nutrients were measured using an ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific). Ammonium (NH4) and nitrate (NO3) concentrations were measured using a QuAAtro autoanalyzer system. Chloride (Cl) concentrations were measured by electrical potential difference precipitation with 0.05 M AgNO3. Dissolved inorganic carbon (DIC), and δ13CDIC were measured using an isotope gas mass spectrometer (MAT 253) coupled to a Gasbench II. Dissolved organic carbon (DOC) and δ13CDOC using an Elementar iso TOC cube with Thermo Electron MAT 253 mass spectrometry, δ18OH2O, and δ2HH2O using a CRDS system (laser cavity-ring-down-spectroscopy, Picarro L2140- I). δ34S and δ18O of SO4 using a gas-isotope mass spectrometer MAT253 (Thermo-Finnigan) with EA-Isolink (Thermo-Fisher-Scientific).
Short sediment cores were taken at six stations in Wismar Bay, southern Baltic Sea (Germany) in May 2019 using a Rumohr-Lot device. Our aim in this study was to investigate the role of diagenetic element fluxes and different fresh water sources, including submarine groundwater discharge, on the water column in the bay. Porewaters were extracted from the sediment cores by applying the rhizon technique at a resolution between 2 and 5 cm. The porewaters were analyzed for major and trace metals and selected nutrients using a ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific), total sulphide by a Specord 40 spectrophotometer (Analytik Jena), dissolved inorganic carbon (DIC) and δ13CDIC using an isotope gas mass spectrometre (MAT 253) coupled to a Gasbench II, and δ18OH2O, and δ2HH2O using a CRDS system (laser cavity-ring-down-spectroscopy, Picarro L2140- I). Sediment cores were further sliced at 2 to 4 cm resolution and each freeze-dried solid subsample was analyzed for contents of total carbon, nitrogen, and sulphur using an Elemental Analyzer (Euro Vector EuroEA 3, 052), inorganic carbon using an Elemental Analyzer multi EA (Analytik Jena), total mercury by a DMA-80 analyzer, and HCl-extractable Pb, Mn and Fe using an ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific).
The first table provide data on the meteorological conditions of the sites where land snails were collected, and the calculated stable oxygen isotope compositions of local rainwater.
These data include carbon, oxygen and clumped isotope compositions of shells of natural populations of three land snail species (Clausilia pumila, Succinella oblonga and Trochulus hispidus) across Europe. δ¹³C, δ¹⁸O and Δ₄₇ values of snail shells from field-collections were determined in two laboratories (Institute for Nuclear Research, Debrecen, and Geological Institute, ETH Zürich) using IRMS. Detailed analysis and interpretations of the results obtained can be read in the original publication.
These data include site information and collection dates of land snails (Clausilia pumila, Succinella oblonga, Trochulus hispidus), meteorological data of collection sites using the ClimateEU software, as well as carbon, oxygen and clumped isotope compositions of snail shells of the mentioned three species from culturing experiments and natural populations across Europe. During the laboratory experiments at the University of Lodz (Poland) individuals of the three species were kept at 12, 18 and 24 °C temperatures in climate chambers, fed exclusively by fresh lettuce and humidity was controlled using tap water (δ¹⁸O: -9.29 ±0.52 ‰, V-SMOW). δ¹³C, δ¹⁸O and Δ₄₇ values of snail shells from lab experiments and field-collections were determined in two laboratories (Institute for Nuclear Research, Debrecen, and Geological Institute, ETH Zürich) using IRMS. Detailed analysis and interpretations of the results obtained can be read in the original publication.
Short sediment cores were taken at six stations in Wismar Bay, southern Baltic Sea (Germany) in May 2019 using a Rumohr-Lot device. Our aim in this study was to investigate the role of diagenetic element fluxes and different fresh water sources, including submarine groundwater discharge, on the water column in the bay. Porewaters were extracted from the sediment cores by applying the rhizon technique at a resolution between 2 and 5 cm. The porewaters were analyzed for major and trace metals and selected nutrients using a ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific), total sulphide by a Specord 40 spectrophotometer (Analytik Jena), dissolved inorganic carbon (DIC) and δ13CDIC using an isotope gas mass spectrometre (MAT 253) coupled to a Gasbench II, and δ18OH2O, and δ2HH2O using a CRDS system (laser cavity-ring-down-spectroscopy, Picarro L2140- I). Sediment cores were further sliced at 2 to 4 cm resolution and each freeze-dried solid subsample was analyzed for contents of total carbon, nitrogen, and sulphur using an Elemental Analyzer (Euro Vector EuroEA 3, 052), inorganic carbon using an Elemental Analyzer multi EA (Analytik Jena), total mercury by a DMA-80 analyzer, and HCl-extractable Pb, Mn and Fe using an ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific).
Short sediment cores were taken at six stations in Wismar Bay, southern Baltic Sea (Germany) in May 2019 using a Rumohr-Lot device. Our aim in this study was to investigate the role of diagenetic element fluxes and different fresh water sources, including submarine groundwater discharge, on the water column in the bay. Porewaters were extracted from the sediment cores by applying the rhizon technique at a resolution between 2 and 5 cm. The porewaters were analyzed for major and trace metals and selected nutrients using a ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific), total sulphide by a Specord 40 spectrophotometer (Analytik Jena), dissolved inorganic carbon (DIC) and δ13CDIC using an isotope gas mass spectrometre (MAT 253) coupled to a Gasbench II, and δ18OH2O, and δ2HH2O using a CRDS system (laser cavity-ring-down-spectroscopy, Picarro L2140- I). Sediment cores were further sliced at 2 to 4 cm resolution and each freeze-dried solid subsample was analyzed for contents of total carbon, nitrogen, and sulphur using an Elemental Analyzer (Euro Vector EuroEA 3, 052), inorganic carbon using an Elemental Analyzer multi EA (Analytik Jena), total mercury by a DMA-80 analyzer, and HCl-extractable Pb, Mn and Fe using an ICP-OES (iCAP, 7400, Duo Thermo Fischer Scientific).
Aus Vergleich von chemischen Bodenparametern im Stammfußbereich und Zwischenflächenbereich von 152 Altbuchenstandorten im Wienerwald (Probennahme 1984/85) schloss Lindebner (1990) auf einen signifikanten Immissionseinfluss: Bodenversauerung, erhöhte Schwefel (S) gehalte, sowie Verlust der basischen Kationen Kalzium und Magnesium. Zwischenzeitlich wurden die Emissionen von SO2, dem wichtigsten Ausgangsprodukt für die Bildung des Sauren Regens, sehr stark reduziert. Trotzdem ist dieses alte Thema Acid Rain wieder von großer Aktualität, da in Abhängigkeit von festzustellenden Bodenparametern die Freisetzung von historisch deponiertem S mancherorts höher ist als der Eintrag und gegenwärtig Boden- und Oberflächengewässerversauerung verursacht. Tatsächlich konnte in einem Vorversuch anhand einer neuerlichen Beprobung von 19 dieser 152 Flächen ein Anstieg des pH-Wertes im Oberboden festgestellt werden, wobei sich der Stammfußbereich stärker als der Zwischenflächenbereich verändert hat. Veränderungen des Bodenchemismus mit zunehmender Entfernung vom Stammfuß wurden bereits in den 1980ern von Sonderegger (1982) und Kazda (1983) an ausgewählten Buchen im Flysch-Wienerwald gemessen und sehr gut dokumentiert. Die Arbeitshypothesen dieses Projektes lauten: a) die Böden haben sich aufgrund der Emissionsreduktion von SO2 seit den 1980ern erholt; b) der Rückgang der Bodenversauerung ist eine Funktion der historischen Schadstoffbelastung und der Zeit; c) eine Zufuhr der verlorenen basischen Kationen ist hilfreich, um die Bodenerholung anhand verschiedener Parameter zu definieren und zeitlich zu bewerten; d) die netto S-Bilanz ist entscheidend, um Prognosen über die Erholungsfähigkeit der Böden zu treffen und ist von S-Input und Bodenparametern abhängig. Folgende Methoden werden zur Überprüfung der vier Hypothesen eingesetzt: i) historische und rezente chemische Bodenparameter von ca. 90 dieser Altbuchenstandorte (Lindebner, 1990) werden miteinander verglichen. ii) Die räumliche Heterogenität von Bodensäulen dieser drei nährstoffreichen Standorte auf Flysch (Sonderegger, 1982; Kazda, 1983) sowie dreier nährstoffarmer Standorte auf Molasse in 5 Abständen (27 cm bis 300 cm, jeweils 3 Bodentiefen) hangabwärts vom Stammfuß bis zur Zwischenfläche erlaubt Aussagen zur Reversibilität der Bodenversauerung. Die Originalität dieses Ansatzes besteht darin, dass auf dem gleichen Standort Bodenprofile unterschiedlicher historischer Belastungen (Stammfuß wurde aufgrund der Filterwirkung des Baumes und Eintrag mit dem Stammabfluss wesentlich stärker belastet) in einer sogenannten falschen Zeitreihe (steigende Bodenwasserflüsse aufgrund des zunehmenden Stammabflusses mit abnehmender Distanz zum Stamm verursachte eine schnellere Erreichung des Gleichgewichtszustandes mit den abnehmenden S-Einträgen) studiert werden können. (Text gekürzt)
Ziel dieses Projektes ist es die Anwendungsmöglichkeiten von Isotopenmethoden für das Monitoring von in situ Sanierungen für unterschiedliche Schadensfälle zu untersuchen und weiterzuentwickeln. Im Rahmen des Projektes werden für definierte Sanierungsmethoden die Einsatzmöglichkeiten von Isotopenmethoden in Bezug auf die Sanierung von organischen Schadstoffen auf Altablagerungen/Deponien und ehemaligen Industriestandorten ausgetestet. Hierzu werden Isotopenmessungen mit konventionellen Untersuchungsmethoden verglichen und an Hand von Untersuchungen an realistischen Proben evaluiert. Dadurch sollen sowohl qualitative, aber auch quantitative Aussagen über das Schadstoffverhalten in der Umwelt mit Hilfe von Isotopenmethoden in Zukunft möglich sein. Durch die Entwicklung innovativer Methoden wird das Angebotsspektrum der im Projekt teilnehmenden KMUs im Bereich der Erkundung und Sanierung von kontaminierten Standorten beträchtlich erweitert und somit ihre Wettbewerbsfähigkeit gesteigert.
Große Anstrengungen werden unternommen, um den Effekt von steigender CO2 Konzentration, Klimaänderungen und Stickstoffimmission auf Pflanzen und Ökosysteme zu verstehen. Der bisherige Effekt auf tropische und andere Wälder ist oft unklar, aber wichtig um vergangene Veränderungen zu verstehen und zukünftige vorhersagen zu können. Zurzeit, aber sicher nicht unbegrenzt, scheinen tropische Wälder wichtige C-Senken zu sein. Experimentelle Studien anderer Wälder zeigen, dass ein CO2-Düngungseffekt vor allem dann zu erwarten ist, wenn Temperatur, Wasser und Nährstoffe wenig limitierend sind. Da eine CO2-Begasung ganzer tropischer Wälder bisher nicht möglich war, werden Langzeitstudien auf großen Flächen, die ursprünglich Dynamik, Wachstum und Funktion dieser Wälder untersuchen sollten, auch dazu herangezogen, langfristige Veränderung im Zusammenhang mit globalem Wandel zu analysieren. Diese Studien deuten auf zunehmendes Wachstum, Umsatzraten und veränderte Artenzusammensetzung, werden aber kontroversiell diskutiert. Ein Problem ist, dass die Messungen nicht weit zurück reichen und die anfängliche Standortwahl oder Störungen verzerrte Daten verursacht haben können. Außerdem kann der potentielle Effekt verschiedener Faktoren nicht mit Zensus-Daten allein analysiert werden. In temperaten Zonen werden die jährlichen Wachstumsringe von Bäumen seit langem erfolgreich verwendet, um die Reaktion der Bäume auf kurz- und langfristige Umweltveränderungen zu untersuchen. Diese wurden bislang kaum für tropische Bäume herangezogen, obwohl einige von ihnen durchaus regelmäßige Jahrringe produzieren, die sich für eine Untersuchung von CO2- und anderen Effekten der letzten 1-2 Jahrhunderte anbieten. Da eine experimentelle Manipulation ganzer Tropenwälder mit CO2 derzeit kaum realisierbar ist, bleiben für viele Fragen zum Effekt eines globalen Wandels auf diese Wälder die Methoden der Dendrochronologie die beste oder die einzige Option. Die Hauptfragen dieses Projektes sind ob das Wachstum von Bäumen in den vergangenen Jahrzehnten zugenommen hat, und welche Faktoren dafür verantwortlich sind. Es sollen Bohrkerne auf fünf großen Langzeitflächen in Panama, Indien, Thailand und Australien, die einen Gradienten in Saisonalität und Menge des Niederschlages repräsentieren, gezogen werden. Von diesen Standorte steht eine optimale Datengrundlage zur Selektion der Bäume und zur Interpretation der Daten zur Verfügung, und Ring bildende Arten sind nachgewiesen. Bäume verschiedenen Alters werden gewählt, um den Effekt des Alters von langfristigen Umweltveränderungen unterscheiden zu können. An den Bohrkernen werden Zuwachs (Wachstum), Holzdichte (kann vom CO2 beeinflusst sein und ist zur Bestimmung des Biomasszuwachses wichtig),u.s.w.
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