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ArTTA-10mL: Ein Instrument für die 39Ar-Datierung von kleinen Eis- und Wasserproben

Das Edelgasradioisotop 39Ar ist von großem Interesse für die Datierung in Ozeanographie, Glaziologie und Hydrogeologie, da es das einzige Isotop ist, das den wichtigen Altersbereich zwischen ca. 50 und 1000 Jahren abdeckt. Die fundamental neue Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), welche die 81Kr Datierung zum ersten Mal möglich gemacht hat, besitzt das Potenzial, die Anwendungen von 39Ar zu revolutionieren, indem sie die benötigte Probengröße um einen Faktor 100 bis 1000 reduziert. In einem Vorgängerprojekt haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass die Messung von 39Ar an natürlichen Proben mit ATTA möglich ist, allerdings benötigten wir dazu immer noch Tonnen von Wasser. Vor kurzem haben wir anhand von Proben aus ersten Pilotprojekten mit Ozeanwasser und alpinem Eis gezeigt, dass die 39Ar-ATTA (ArTTA) Messung an Proben von ca. 25 L Wasser oder 10 mL Ar oder weniger möglich ist. Dieser Erfolg eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung der 39Ar-Datierung, die sehr wertvolle Information ergeben wird, die ansonsten nicht zugänglich wäre. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere im Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist gut etabliert und dokumentiert durch Unterstützungsschreiben von unseren derzeitigen Partnern für ArTTA Anwendungen. Dieser Antrag wird es uns ermöglichen, die weltweit ersten ArTTA Geräte zu bauen, die auf Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt sind. Wir streben den Aufbau einer 39Ar-Datierungsplattform an, welche die Anforderungen für die Datierung in den Feldern der Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung erfüllt. Um sinnvolle Anwendungen in der Tracerozeanographie zu ermöglichen, wird eine Kapazität von mindestens 200 Proben pro Jahr benötigt. Das neue Gerät für die Forschung wird damit lange angestrebte Anwendungen erlauben, die sonst nicht möglich wären. Basierend auf bisheriger Forschung haben wir einen klaren Plan für den Aufbau einer kompletten Plattform für den Betrieb von ArTTA: Eine neue Probenaufbereitungslinie basierend auf dem Gettern von reaktiven Gasen erlaubt die Abtrennung von bis zu 10 mL reinem Ar aus kleinen (kleiner als 25 L Wasser oder 10 kg Eis) Umweltproben in wenigen Stunden. Diese Proben werden zum ArTTA Gerät transferiert, welches aus zwei Modulen besteht: Das Optik-Modul erzeugt die benötigten Laserfrequenzen und Laserleistung, das Atom-Modul ist der Teil in dem die Atome mit atomoptischen Werkzeugen detektiert werden, die wir im Prototyp aus dem vorherigen Projekt realisiert haben. So weit als möglich wird die Anlage aus zuverlässigen, hochleistungsfähigen kommerziellen Teilen gebaut. Das System wird in einer hochkontrollierten Containerumgebung installiert, was einen modularen Aufbau gewährleistet, der in Zukunft an unterschiedlichen Orten aufgebaut werden kann.

Laboranalysen für langfristige Versuche und Monitoringaufgaben der LWF (D24, D25)

Chemische Analyse von Wasser-, Boden- und Nadel/Blattproben aus langfristigen Versuchen und Monitoringaufgaben der LWF.

Identifizierung von Schadstoffquellen in Bundeswasserstraßen

Veranlassung Bei der ökotoxikologischen Untersuchung von Wasser- und Sedimentproben kann oftmals nur ein Anteil der beobachteten Effekte durch bekannte Schadstoffe erklärt werden. Gleichzeitig zeigen chemische Non-Target-Analysen, dass aquatische Lebensgemeinschaften einer Vielzahl unbekannter oder unzureichend charakterisierter Stoffe ausgesetzt sind. Für eine Priorisierung und Identifizierung von Stoffen werden deshalb dringend innovative Ansätze zur Kopplung moderner chemischer und ökotoxikologischer Verfahren benötigt. Im Projekt SOURCE werden Wasser- und Sedimentproben entlang der Elbe chemisch und ökotoxikologisch charakterisiert und die Ergebnisse mithilfe wirkungsorientierter Analytik und der Modellierung molekularer und adverser Effekte integriert. Unter Berücksichtigung von Kombinationseffekten, die bei Umweltmischungen unweigerlich zu erwarten sind, wird somit eine Möglichkeit zur Identifizierung und Priorisierung von Schadstoffen und ihren Quellen geschaffen. Ziele - Bestandsaufnahme von Stoff- und Wirkungsprofilen von Sedimenten und Wasserproben entlang der Elbe - Kombination von chemisch analytischen Verfahren, Modellierung toxischer Effekte und effektbasierten Biotests - Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur Identifizierung toxischer Stoffe und ihrer Eintragsquellen in Bundeswasserstraßen Woher kommen die Schadstoffe in unseren Flüssen? Um dieser Frage nachzugehen, werden im Projekt SOURCE Methoden der chemischen Target- und Non-Target-Analytik, bioanalytische Testverfahren und Modellierungsansätze kombiniert. Die Zahl der industriell hergestellten Chemikalien hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdreifacht und liegt heute bei über 350.000 Substanzen. Gewässer werden in Europa routinemäßig jedoch nur auf wenige ausgewählte Stoffe untersucht. Dadurch bleiben Identität und Wirkung vieler Stoffe, die unsere Gewässer gefährden können, unerkannt. Vor dem Hintergrund der aktuellen Aktivitäten, z.B. zum Sedimentmanagement an der Elbe, ist es für die Entwicklung nachhaltiger Maßnahmen notwendig, die für Schadwirkungen verantwortlichen Stoffe zu identifizieren. Nur auf dieser Basis können Vorschläge zur zielgerichteten Minimierung der Einträge erarbeitet werden.

Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometer

Die Analytik und Bewertung von Spurenverunreinigungen und deren Transformationsprodukten in der aquatischen Umwelt sowie in technischen Wasseraufbereitungsverfahren im Spuren- und Ultraspurenbereich ist einer der Hauptschwerpunkte in Forschung und Lehre der Wasserchemie am Engler-Bunte-Institut des KIT (KIT-EBI). Das vorhandene Triple-Quad (Anschaffungsdatum: 2000) entspricht nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik und Forschung. Zudem steigen die Reparaturkosten überproportional und Ersatzteile werden nicht mehr hergestellt. Daher wird der Service des Gerätes auch in absehbarer Zukunft eingestellt werden. Die Triple-Quad Geräte der neuesten Generation weisen eine um den Faktor 200-500 (substanzspezifisch) höhere Sensitivität auf, als das vorhandene Gerät. Das beantragte Gerät soll daher u.a. auch zur Direktinjektion und online Anreicherung von Wasserproben genutzt werden und so Kosten und Zeit zur Probenvorbereitung einsparen. Die UHPLC ist zeitgemäß und ermöglicht neben den normalen chromatografischen Anwendungen auch Trennungsgänge bei Drücken bis 1200 bar. Vom Anbieter wurde dem KIT-EBI im Rahmen des Kaufs eines Triple-Quad Systems eine Kooperation mit der Möglichkeit zur Messung an Q-ToF Geräten zugesagt, die für non-target Fragestellungen und Transformationsprodukt-Identifizierung genutzt werden können.

Dezernat 400 Wasseranalytik, Luftschadstoffe, spezielle organische Analytik

Das Dezernat 400 ist eine Organisationseinheit der Abteilung Gemeinschaftslabor für Umweltanalytik im LUNG. Hier werden chemische Untersuchungen von Wasserproben in Fließgewässer, Seen, Grundwasser und Abwasser auf bis zu 33 verschiedene Inhaltsstoffe folgender Kriteriengruppen: - Sauerstoffhaushalt und organisatorische Belastung - Pflanznährstoffe - Versalzung - Schwermetalle - Halogenorganika (Summe) vorgenommen.

Ausgezeichnete Wasserqualität an 99 ausgewiesenen Badestellen in Nordrhein-Westfalen

Mit „gut“ bewertet wurde die Wasserqualität an weiteren neun Badestellen, dazu zählten wie im Vorjahr die Badestellen am Bettenkamper Meer in Moers, am Horstmarer See in Lünen und an der Badestelle DLRG Lingesetalsperre in Marienheide. Hinzu kamen die Badestellen Millinger Meer, Barmener See, Badesee Kapusch Hückelhoven, Aasee und Drilandsee, bei denen sich die Bewertung von „ausgezeichnet“ auf „gut“ geändert hat. Erfreuliche Verbesserung: Die Bewertung der Flussbadestelle Seaside Beach/ Baldeneysee hat sich von „ausreichend“ zu „gut“ verändert. Die Qualität der neuen Flussbadestelle Ruhrwiesen Linden Dahlhausen wurde erstmals bewertet. Sie erhielt als einzige Badestelle nur ein „ausreichend“. An EU-Badegewässern, die an einem Fließgewässer wie der Ruhr liegen, sprechen die Betreiber ab bestimmten Niederschlagswerten mit erhöhter Gefahr für Wasserverunreinigungen vorsorglich Badeverbote aus, die erst nach Beprobung und Freigabe durch das Gesundheitsamt wieder aufgehoben werden. Die Qualität eines Badegewässers wird in der Regel anhand von mindestens 16 Messwerten aus den zurückliegenden vier Jahren beurteilt. Für folgende Gewässer lag diese Datenreihe noch nicht vor, weshalb noch keine Bewertung erfolgte: Die Badestelle Woffelsbacher Bucht an der Rurtalsperre Schwammenauel, die Badestelle an der Ruhr in Mülheim und der Rather See in Köln wurden noch nicht bewertet. In 2024 hinzugekommen sind zwei neue Badestellen am Fühlinger See in Köln und das Badegewässer Esmecke-Stausee (Einbergsee) in Eslohe. In 2025 wurde im Kreis Viersen der Heidweiher als neues EU-Badegewässer angemeldet. Mit der EU-Badegewässer-Richtlinie (2006/7/EG) hat die Europäische Union einen flächendeckenden Schutz für das Baden in Binnen- und Küstengewässern eingeführt. Die nächste offizielle EU-Bewertung der Badegewässer wird im Juni erwartet, es ist aber davon auszugehen, dass sie für Nordrhein-Westfalen der Bewertung des Landesumweltamtes entspricht. Zur Sicherheit der Badenden nehmen außerdem die Gesundheitsämter während der Badesaison grundsätzlich mindestens alle vier Wochen Wasserproben zur Analyse. Geprüft wird unter anderem das Auftreten der Darmbakterien Intestinale Enterokokken und Escherichia coli, die als Indikatoren dienen und auf Verschmutzungen hinweisen. Eine interaktive Bewertungskarte und aktuelle Bewertungen zur Badegewässerqualität können unter www.badegewaesser.nrw.de eingesehen werden. Es wird empfohlen, an den vielen ausgezeichneten und gut bewerteten Badestellen in Nordrhein-Westfalen baden zu gehen, da bei anderen Badestellen keine regelmäßige Begutachtung der hygienischen Wasserqualität durch die Gesundheitsämter erfolgt. Bei schlechter hygienischer Wasserqualität und hoher fäkaler Belastung – also insbesondere bei abwasserbeeinflussten Fließgewässern – ist auch die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Krankheitserreger und auch antibiotikaresistente Bakterien vorkommen. Der Rhein und die Schifffahrtskanäle gehören nicht zu den Badegewässern. Das Baden an solchen Wasserstraßen ist strengstens untersagt. Die Strömungen, die durch die Sogwirkung der Schiffe noch verstärkt werden, sind lebensgefährlich! Überblick über alle Badegewässer und deren Wasserqualität: https://db.badegewaesser.nrw.de/badegewaesser-nrw/ Über die Spalte "Messstelle" können die einzelnen Messergebnisse einer Badestelle eingesehen werden – von blau für „ausgezeichnet“ über grün für „gut“ bis orange für „ausreichend“. Dort werden auch neue Messwerte regelmäßig veröffentlicht. Über LANUK: Das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen ist als Landesoberbehörde in den Fachgebieten Naturschutz, technischer Umweltschutz für Wasser, Boden und Luft sowie Klima tätig. Pressemitteilung des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr NRW zurück

Species level size-normalised weight data for at depth analysis

This dataset contains a compilation of published and new SNW data with corresponding environmental data extracted from CMIP6 that are used in the at depth species level Bayesian regression modelling. Environmental data for G. truncatulinoides comes from 200m depth, all other environmental data is from the sea surface (≤ 20 m).

Group level size-normalised weight data

This dataset contains a compilation of published and new SNW data with corresponding sea surface (≤ 20 m) environmental data extracted from CMIP6 that are used in the group level Bayesian regression modelling.

Species level size-normalised weight data

This dataset contains a compilation of published and new SNW data with corresponding sea surface (≤ 20 m) environmental data extracted from CMIP6 that are used in the species level Bayesian regression modelling.

Continuous thermosalinograph oceanography along RV ALKOR cruise track AL630

Underway temperature and salinity data was collected along the cruise track with a thermosalinograph (TSG) together with a SBE38 Thermometer. Both systems worked throughout the cruise. While temperature is taken at the water inlet in about 4 m depth, salinity is estimated within the interior TSG from conductivity and interior temperature. No temperature calibration was performed. Salinity was calibrated with independent water samples taken at the water inlet. For details to all processing steps see Data Processing Report.

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