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Immissions- und Strahlenschutz (GB 2)

• Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz für den Freistaat Sachsen • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach dem Atomgesetz am Forschungsstandort Rossendorf • Überwachung von Lebensmitteln (u. a. Amtshilfe für die Landesuntersuchungsanstalt für das Gesundheits- und Veterinärwesen Sachsen) • Betrieb der Radonberatungsstelle • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach der Verordnung zur Gewährleistung von Atomsicherheit und Strahlenschutz an den Standorten der Wismut GmbH • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität an den Altstandorten des Uranerzbergbaus • Aufsichtliche Messungen nach der Strahlenschutzverordnung inkl. Sicherheitstechnisch bedeutsame Ereignisse und Nukleare Nachsorge • Der Geschäftsbereich ist akkreditiert nach ISO 17025 für alle relevanten Prüfverfahren im Bereich Immission und Emission. Fachbereich 20 - Zentrale Aufgaben • Probenentnahmen und Feldmessungen (ohne Messungen und Probenentnahmen im Rahmen der Radonberatung) u. a. Probenentnahmen aus Fließgewässern, Messung der nuklidspezifischen Gammaortsdosisleistung • Organisation und Logistik für die von externen Probenehmern gewonnenen und dem Geschäftsbereich 2 zu übergebenden Proben. Betrieb der Landesdatenzentrale und der Datenbank zur Umweltradioaktivität im Freistaat Sachsen • Unterstützung der beiden Landesmessstellen bei der Einführung und Pflege radiochemischer Verfahren Fachbereiche 21, 22 - Erste und Zweite Landesmessstelle für Umweltradioaktivität Laboranalysen • nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz • zur Überwachung der Wismut-Standorte • zur Überwachung des Forschungsstandort Rossendorf • zur Überwachung der Altstandorte des Uranbergbaus • zur Lebensmittelüberwachung • zu den aufsichtlichen Kontrolltätigkeiten des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft u. a. in den Medien Wasser, Boden, Luft, Nahrungs- und Futtermittel. Analysierte Parameter: u. a. gamma- und alphastrahlende Radionuklide (z. B. Cäsium-137, Cobalt-60, Kalium-40, Uran-238); Strontium-90; Radium-226 und Radium-228). Fachbereich 23 - Immissionsmessungen Kontinuierliche Überwachung der Luftqualität durch Betrieb des stationären Luftmessnetzes des Freistaates (Online-Betrieb von 30 stationären Messstationen mit Übergabe der Messdaten ins Internet): • Laufende Messung der Luftgüteparameter SO2, NOx, Ozon, Benzol, Toluol, Xylole, Schwebstaub, Ruß • Gewinnung meteorologischer Daten zur Einschätzung der Luftgüteparameter • Sammlung von Schwebstaub (PM 10- und PM 2,5-Fraktionen) und Sedimentationsstaub zur analytischen Bestimmung von Schwermetallen, polyzyklischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und Ruß • Absicherung der Messdatenverarbeitung und Kommunikation • Betreiben einer Messnetzzentrale, Plausibilitätskontrolle der Daten und deren Übergabe an das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und an die Öffentlichkeit • Absicherung und Überwachung der vorgegebenen Qualitätsstandards bei den Messungen durch den Betrieb eines Referenz- und Kalibrierlabors • Sicherung der Verfügbarkeit aller Messdaten zu > 95% • Weiterentwicklung des Luftmessnetzes entsprechend den gesetzlichen Anforderungen • Betreuung eines Depositionsmessnetzes (Niederschlag) mit zehn Messstellen • Betrieb von drei verkehrsnahen Sondermessstellen an hoch belasteten Straßen • Durchführung von Sondermessungen mit Immissionsmesswagen und mobilen Containern • Betrieb von Partikelmesssystemen im Submikronbereich (Zählung ultrafeiner Partikel) in Dresden • Betrieb von Verkehrszähleinrichtungen und Übernahmen dieser Verkehrszähldaten sowie von Pegelmessstellen der Städte in den Datenbestand des Luftmessnetzes Fachbereich 24 - Emissionsmessungen, Referenz- und Kalibrierlabor Der Fachbereich befasst sich mit der Durchführung von Emissionsmessungen an ausgewählten Anlagen aus besonderem Anlass im Auftrag des LfULG. Beispiele: • Emissionsmessungen an Blockheizkraftwerken in der Landwirtschaft (Geruch, Stickoxide, Gesamtkohlenstoff und Formaldehyd). • Ermittlung der Stickstoff-Deposition aus Tierhaltungsanlagen für Geflügel und Rinder (Emissionsmessungen von Ammoniak, Lachgas, Methan, Wasser, Kohlendioxid, Feuchte, Temperatur und Luftströmung , Ammoniak-Immissionsmessung mit DOAS-Trassenmesssystem). • Untersuchung von Emissionen aus holzgefeuerten Kleinfeuerungsanlagen zur Abschätzung von Auswirkungen der novellierten 1. BImSchV. • Unterstützung des LfULG bei der Überwachung bekannt gegebener Messstellen nach § 26 BImSchG.

Benthic biogeochemistry data from RV HEINCKE cruise HE582 to the German Bight, North Sea in late summer 2021

This dataset contains data from the RV Heincke cruise HE582 to the German Bight of the North Sea in late summer 2021. The aim of the research was to investigate the source of sedimentary glycan concentrations in subtidal sandy sediments. Glycans represent a substantial fraction of extracellular polymeric substances and may affect flow dynamics in marine sandy sediments. The origin and concentration of glycans in sands remain understudied until today. To gain insights into oxygen supply and glycan concentrations in sandy sediment, we conducted in situ measurements and sampled sediment via a van Veen grab for ex situ investigations. Oxygen penetration depths were determined by a benthic lander, which was deployed for ca. 24h at each station. Chlorophyll a concentrations as an indicator for potentially photosynthetically active sedimentary biomass were derived via extraction with 90% acetone against Sigma Aldrich standards. Glycan concentrations served as indicator for extracellular polymeric substances and were quantified against a glucose standard curve via a phenol sulfuric acid assay after prior sequential glycan extraction (MilliQ, EDTA, NaOH). The final glycan concentrations are referred to per volume of porespace, and therefore given in mmol/l porewater. To investigate if benthic primary producers could be responsible for the extracted sedimentary glycan concentrations, we conducted stable isotope incubations.

Geochemical parameters in peat depth profiles from ombrotrophic bogs in North and Central Europe. Fochteloër Veen, the Netherlands

This dataset contains geochemical variables measured in six depth profiles from ombrotrophic peatlands in North and Central Europe. Peat cores were taken during the spring and summer of 2022 from Amtsvenn (AV1), Germany; Drebbersches Moor (DM1), Germany; Fochteloër Veen (FV1), the Netherlands; Bagno Kusowo (KR1), Poland; Pichlmaier Moor (PI1), Austria and Pürgschachen Moor (PM1), Austria. The cores AV1, DM1 and KR1 were taken using a Wardenaar sampler (Royal Eijkelkamp, Giesbeek, the Netherlands) and had diameter of 10 cm. The cores FV1, PM1 and PI1 had an 8 cm diameter and were obtained using an Instorf sampler (Royal Eijkelkamp, Giesbeek, the Netherlands). The cores FV1, DM1 and KR1 were 100 cm, core AV1 was 95 cm, core PI1 was 85 cm and core PM1 was 200 cm. The cores were subsampeled in 1 cm (AV1, DM1, KR1, FV1) and 2 cm (PI1, PM1) sections. The subsamples were milled after freeze drying in a ballmill using tungen carbide accesoires. X-Ray Fluorescence (WD-XRF; ZSX Primus II, Rigaku, Tokyo, Japan) was used to determine Al (μg g-1), As (μg g-1), Ba (μg g-1), Br (μg g-1), Ca (g g-1), Cl (μg g-1), Cr (μg g-1), Cu (μg g-1), Fe (g g-1), K (g g-1), Mg (μg g-1), Mn (μg g-1), Na (μg g-1), P (μg g-1), Pb (μg g-1), Rb (μg g-1), S (μg g-1), Si (μg g-1), Sr (μg g-1), Ti (μg g-1) and Zn (μg g-1). These data were processed and calibrated using the iloekxrf package (Teickner & Knorr, 2024) in R. C, N and their stable isotopes were determined using an elemental analyser linked to an isotope ratio mass spectrometer (EA-3000, Eurovector, Pavia, Italy & Nu Horizon, Nu Instruments, Wrexham, UK). C and N were given in units g g-1 and stable isotopes were given as δ13C and δ15N for stable isotopes of C and N, respectively. Raw data C, N and stable isotope data were calibrated with certified standard and blank effects were corrected with the ilokeirms package (Teickner & Knorr, 2024). Using Fourier Transform Mid-Infrared Spectroscopy (FT-MIR) (Agilent Cary 670 FTIR spectromter, Agilent Technologies, Santa Clara, Ca, USA) humification indices (HI) were determined. Spectra were recorded from 600 cm-1 to 4000 cm-1 with a resolution of 2 cm-1 and baselines corrected with the ir package (Teickner, 2025) to estimate relative peack heights. The HI (no unit) for each sample was calculated by taking the ratio of intensities at 1630 cm-1 to the intensities at 1090 cm-1. Bulk densities (g cm-3) were estimated from FT-MIR data (Teickner et al., in preparation).

Seasonal (years 2020-2021) dynamics in pore water composition under impact of submarine groundwater discharge in front of a coastal peatland, southern Baltic Sea

The data set contains the results for the porewater composition of samples, collected from different (up to 11) depths (down to 4.5 mbsf) at two sites in front of the Hütelmoor, southern Baltic Sea. Porewater was under impact by submarine groundwater discharge and collected during 6 field campaigns in years 2020 and 2021 using permanent multi-port samplers. Stable isotope signatures (H, C, O, S), major, and trace element data are presented to characterize the mixture between the endmembers freshwater and the brackish surface water component, superimposed by benthic diagenesis.

Pond/ditch benthic invertebrate data on d15N/d13C (northeast-Germany, 2020)

Benthic invertebrate samples were taken directly in the field via hand-netting in four ditches and three ponds (defined as water bodies with a maximum extent of one hectare) in October and November 2020. Sampling was carried out in Brandenburg in Germany in the region Havellaendisches Luch. The landscape is characterized by an intensively maintained ditch system that was created for industrial agricultural production during 1980s. Additionally, the landscape is characterized by a large number of small standing water bodies (kettle holes, ponds), which were formed during the last glacial period. A detailed description of the area can be found in Trau & Lorenz, 2024. Invertebrate samples were analysed for the stable isotopes of carbon and nitrogen. The data set includes data from 35 families. The whole animal was used for the analysis of stable isotopes of carbon and nitrogen. Analyses were performed on a Thermo Delta V isotope ratio mass spectrometer (IRMS) interfaced to a NC2500 elemental analyser by the Cornell University Stable Isotope Laboratory (https://cobsil.cornell.edu/). The dataset was used to evaluate isotopic niches of functional feeding groups (collector/gatherer, collector/filterer, grazer/scraper, shredder, predator and omnivore) in the two water body types (pond and ditch), in order to evaluate effects of agriculture (nutrient concentrations and pesticide residues) on the isotopic niches (Trau et al. 2025, under review).

Vertical partitioning and sources of CO2 production and effects of temperature, oxygen and root location within the soil profile on C turnover

For surface soils, the mechanisms controlling soil organic C turnover have been thoroughly investigated. The database on subsoil C dynamics, however, is scarce, although greater than 50 percent of SOC stocks are stored in deeper soil horizons. The transfer of results obtained from surface soil studies to deeper soil horizons is limited, because soil organic matter (SOM) in deeper soil layers is exposed to contrasting environmental conditions (e.g. more constant temperature and moisture regime, higher CO2 and lower O2 concentrations, increasing N and P limitation to C mineralization with soil depth) and differs in composition compared to SOM of the surface layer, which in turn entails differences in its decomposition. For a quantitative analysis of subsoil SOC dynamics, it is necessary to trace the origins of the soil organic compounds and the pathways of their transformations. Since SOM is composed of various C pools which turn over on different time scales, from hours to millennia, bulk measurements do not reflect the response of specific pools to both transient and long-term change and may significantly underestimate CO2 fluxes. More detailed information can be gained from the fractionation of subsoil SOM into different functional pools in combination with the use of stable and radioactive isotopes. Additionally, soil-respired CO2 isotopic signatures can be used to understand the role of environmental factors on the rate of SOM decomposition and the magnitude and source of CO2 fluxes. The aims of this study are to (i) determine CO2 production and subsoil C mineralization in situ, (ii) investigate the vertical distribution and origin of CO2 in the soil profile using 14CO2 and 13CO2 analyses in the Grinderwald, and to (iii) determine the effect of environmental controls (temperature, oxygen) on subsoil C turnover. We hypothesize that in-situ CO2 production in subsoils is mainly controlled by root distribution and activity and that CO2 produced in deeper soil depth derives to a large part from the mineralization of fresh root derived C inputs. Further, we hypothesize that a large part of the subsoil C is potentially degradable, but is mineralized slower compared with the surface soil due to possible temperature or oxygen limitation.

Impact of long-term exposure to elevated pCO2 on activity and populations of free living N2 fixing organisms in a temperate grassland system

The project aims at achieving a better understanding of the processes that drive or limit the response of grassland systems in a world of increasing atmospheric pCO2. We will test the hypothesis that the previously shown increase in below-ground allocation of C under elevated pCO2 provides the necessary energy excess and will stimulate free-living N2 fixers in a low N grassland environment. The project thus aims at assessing the occurrence and importance of free-living N2 fixers under elevated pCO2 and identify the associated microbial communities involved in order to better understand ecosystems response and sustainability of grassland systems. This project had the last opportunity to obtain soil samples from a grassland ecosystem adapted to long-term (10 year) elevated atmospheric pCO2 as the Swiss FACE experiment. The project aims to identify the relevant components of free-living diazotrophs of the microbial community using 15N stable isotope - DNA probing.

Physical and chemical parameters of sediment core SAC05 from Sacrower See (NE Germany) provide a robust reconstruction of climate change and human impact since 13,000 cal. BP

The 11.8 m-long composite sediment record from the hardwater lake of Sacrower See, located near the city of Potsdam (north-eastern Germany), has been characterised by a range of analytical techniques. These include magnetic susceptibility, chemical parameters (XRF core scanning, CNS analysis, biogenic silica) and stable isotopes (13C, 15N). The chronology covers the entire Holocene and the concluding Lateglacial (Alleröd, Younger Dryas) and is based on age-depth modelling using radiocarbon dates refined by the onset of the local varve chronology in 1870 CE (Lüder et al., 2006) and by the Laacher See Tephra, an isochrone dated to 13,000 cal. BP. It offers a detailed environmental reconstruction providing insights into depositional processes influenced by both natural climatic variations and human activities (Enters et al., 2009; Kirilova et al., 2009). The Lateglacial and Early Holocene are distinguished by the stabilisation of natural landscapes characterised by the presence of pine-birch (Alleröd) and mixed oak forests (Early Holocene). This development was interrupted by the climatic deterioration of the Younger Dryas, which resulted in a destabilisation of vegetation and increased natural soil erosion. It is evident that, for the first time around 5500 cal. BP, anthropogenic forest clearing became a factor, which subsequently led to increasing cultural soil erosion further accelerating during the Bronze Age (3600-3200 cal. BP), the Early Iron Age (2800-2600 cal. BP) and the Middle Ages (900-600 cal. BP). In the course of industrialisation since the 19th century, human impact underwent a transition from the destabilisation of soils to the phenomenon of eutrophication. This transition resulted in the occurrence of hypolimnetic anoxia, accompanied by the formation of carbonaceous varves.

Immissions- und Emissionsmessungen von Bioaerosolen im Bereich von Geflügel- und Schweinestallungen (Luquasta)

Das Ziel dieses Projekts besteht darin, den Istzustand der Emissionen und Immissionen von Bioaerosolen und Feinstaubpartikeln im Bereich von Tierhaltungsanlagen mit verschiedenen Messstrategien zu erheben. Für die Beurteilung der anlagenbezogenen Emissionen und Immissionen wird vergleichend die natürliche Hintergrundkonzentration der Bioaerosole und Feinstaubpartikel in der Umgebungsluft bestimmt. Es gilt festzustellen, ob die Keimkonzentrationen der Umgebungsluft aus der Stallluft resultieren. Die Leitparameter (Keime bzw. biogene Substanzen), welche in VDI 4250 Blatt 3 (2016) Richtlinie zur Emissions- und Immissionsbeurteilung herangezogen werden, werden auf ihre Adaptierbarkeit überprüft. Für die zukünftigen Bewertungen der Immissionen werden Ausbreitungsrechnungen durchgeführt, um die Fläche des Areals zu definieren, in dem ein neu zu errichtendes Stallgebäude für die Haltung von Nutztieren stehen soll. Die Daten aus der vorliegenden Studie werden mit den Ergebnissen und Bewertungen anderer EU Länder verglichen, um ein Konzept für eine Bewertungsgrundlage zu erstellen. Die Messungen haben einerseits das Ziel, den Anlagenbetreibern Möglichkeiten der Reduktion von Emissionen durch technische Maßnahmen aufzuzeigen und andererseits sollten die Ergebnisse der Immissionsmessungen Sicherheit für die Anwohner liefern zum Beispiel, dass es mit der Entfernung zur Emissionsquelle je nach meteorologischen Gegebenheiten zu einer deutlichen Abnahme der anlagenspezifischen Werte kommen kann und dass ab einem bestimmten Bereich die Zusammensetzung der Bioaerosolflora jener der natürlichen Hintergrundbelastung entspricht. Dabei kann in der Bearbeitung der Thematik auch auf die Möglichkeiten von zusätzlichen in der ländlichen Umgebung vorhandenen Emissionsquellen für Bioaerosole (z.B. Kompostierung u.a.) eingegangen werden. Mit den zu erwartenden Messergebnissen können in dieser ersten orientierenden Studie lediglich die Situationen für die untersuchten Betriebe beschrieben werden und die Ergebnisse sind nicht übertragbar auf Betriebe mit anderen Parametern (z.B. andere Anlagengröße, technische Abluftführung, klimatologische Bedingungen usw.). Keinesfalls sind Aussagen zu Grenz- oder Richtwerten möglich, da es diese aus unterschiedlichsten Gründen (insbesondere im Zusammenhang mit messtechnischen Fragestellungen) für Bioaerosole nicht geben kann. Es ist den Antragstellern auch nicht möglich aus den Messergebnissen eine medizinische Bewertung abzuleiten.

Untersuchung von Leistungs- und Einsatzdaten an Landmaschinen und Traktoren 2017-2019

Bedeutung des Projekts für die Praxis: Das Projekt hat einen direkten Nutzen für die Land- und Forstwirtschaft. Durch die Zusammenarbeit mit den Verlagen der Printmedien 'Der Landwirt' und 'top agrar' ist eine unmittelbare Veröffentlichung der Ergebnisse gewährleistet. Durch objektive Messverfahren werden Informationen erarbeitet, die es dem Landwirt ermöglichen, Maschinen, Geräte oder auch Verfahren besser beurteilen zu können. Dadurch stehen objektive Daten und Information zur Verfügung, die vom Landwirt, Lohnunternehmer, landwirtschaftlichen Berater, Interessierten für einen direkten Vergleich von Maschinen und Systemen genutzt werden können. - Traktoren: Traktoren aus der Produktionsserie - wie verhalten sich die Werte im Vergleich zu den Herstellerangaben im Prospekt und wie sieht es mit der Einhaltung der Emissionsgrenzwerte tatsächlich aus - Kippmulden: Kippmulden erleichtern den Alltag in der Landwirtschaft, das Angebot ist nur schwer überschaubar und noch weniger ob die von den Herstellern angegebenen Leistungskennwerte auch in der Praxis erreicht werden können, auch die Aspekte der Maschinensicherheit sind bedeutend - Hoflader: ein weiterer Hoflader zum Vergleich mit den Hofladern, die seit dem Jahre 2014 getestet wurden. Vergleich der Hoflader untereinander und auch im Bezug auf die von den Herstellern in den Prospekten angegebenen Kenngrößen - wie sieht es mit der Maschinensicherheit und Standfestigkeit aus? - Antriebsvergleich Hoflader: Elektroantrieb oder Dieselantrieb? Wo liegen die Stärken und die Schwächen? Ist auch ein Systemvergleich der im Ergebnis zeigen kann, wie weit elektrische Antrieb bereits heute ihre Bedeutung in der Landwirtschaft haben und was zukünftig auch machbart sein wird. Der Durchbruch der Elektromobilität in der Hofwirtschaft kann unterstützt werden. Die Vermeidung von Abgasemissionen und Lärmemissionen in Stallungen fördert die Gesundheit von Tier und Mensch - Ackerwalzen: Geringeres Transportgewicht und große Walz-wirkung bedeuten Kraftstoffeinsparung bei den Transport-fahrten oder bei gleichem Transportgewicht größere Arbeits-breiten und damit verbunden höhere Schlagkraft und reduzierte Kosten. - Vergleich Stromgeneratoren: Eine Marktübersicht soll in Verbindung und ev. mit einigen konkret durchgeführten Dauertests eine wesentliche Entscheidungshilfe für Landwirte und Einkaufsgemeinschaften beim Ankauf von Stromgeneratoren sein. Die Überprüfung sicherheitstechnischer Aspekte dient der Arbeitssicherheit. - Marktübersicht Parallelfahrsysteme: Eine aktualisierte Marktübersicht der derzeit verfügbaren Parallelfahrsysteme soll nicht nur den aktuellen Stand der Entwicklung aufzeigen, sondern auch eine wesentliche Entscheidungshilfe für Landwirte und Lohnunternehmer bei der Anschaffung von Parallelfahrsystemen sein.

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