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s/water samples/water sample/gi

(Table A1) Raw data for both AMT20 Atlantic Ocean transect samples and western Pacific Ocean transect (SO228 and SO256) samples

Sea surface salinity (SSS) is the least constrained major variable of the past (paleo) ocean but is fundamental in controlling the density of seawater and thus large-scale ocean circulation. The hydrogen isotopic composition (δD) of non-exchangeable hydrogen of algal lipids, specifically alkenones, has been proposed as a promising new proxy for paleo SSS. The δD of surface seawater is correlated with SSS, and laboratory culture studies have shown the δD of algal growth water to be reflected in the δD of alkenones. However, a large-scale field study testing the validity of this proxy is still lacking. Here we present the δD of open-ocean Atlantic and Pacific surface waters and coincident δD of alkenones sampled by underway filtration. Two transects of approximately 100° latitude in the Atlantic Ocean and more than 50° latitude in the Western Pacific sample much of the range of open ocean salinities and seawater δD, and thus allow probing the relationship between δD of seawater and alkenones. Overall, the open ocean δD alkenone data correlate significantly with SSS, and also agree remarkably well with δD water vs δD alkenone regressions developed from culture studies. Subtle deviations from these regressions are discussed in the context of physiological factors as recorded in the carbon isotopic composition of alkenones. In a best-case scenario, the data presented here suggest that SSS variations as low as 1.2 can be reconstructed from alkenone δD.

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.

Entschlüsselung der zeitlichen Variabilität der Konzentration und Zusammensetzung des glazialen organischen Kohlenstoffs zur Bestimmung des Kohlenstoffexports mittels Abflussseparation und maschinellen Lernverfahren (Falljökull, Island)

Verlässliche Vorhersagen über den Export von organischem Kohlenstoff (OC) bezogen auf den Gletscherabfluss sind sehr begrenzt. Bestehende Studien kombinieren hauptsächlich den OC-Gehalt einzelner Eisproben und Massenbilanzen, um einen mittleren jährlichen OC-Export zu berechnen. Dieser Ansatz berücksichtigt keine potentiellen tages- und jahreszeitlichen Veränderungen und spiegelt daher möglicherweise die gletscherbedingten OC-Exportraten nicht genau wider. Daher ist es wichtig, zeitliche Veränderungen in der Gletscherhydrologie in hoher zeitlicher Auflösung (saisonal, ereignisbezogen, tageszeitlich) zu berücksichtigen und relevante Abflusskomponenten zu berücksichtigen. Dieses Projekt hat das Ziel, den Export von OC aus Gletschern (Konzentration, Zusammensetzung und Bioverfügbarkeit) in hoher zeitlicher Auflösung systematisch zu untersuchen und die biochemische zeitliche Variabilität mit Variationen der hydrologischen Prozesse im Gletscher zu verbinden. Nur durch ein detailliertes Verständnis der Auswirkungen der Hydrologie der Gletscher auf den OC-Export können verlässliche Vorhersagen für die zukünftige Freisetzung von OC durch den Gletscherrückzug gemacht werden. Die Untersuchungen finden am temperierten Gletscher Falljökull (Island) statt, der Teil des Öraefajökull und der Vatnajökull-Eiskappe ist und dessen Eisfront seit 1932 jährlich vermessen wird. Innovative Methoden, wie z.B. maschinelle Lernverfahren, in Kombination mit einer Abflussganglinienseparation, helfen, das zeitliche Zusammenspiel verschiedener Quellgebiete des Gletscherabflusses und dessen tages- und jahreszeitliche Variabilität zu verstehen. Die Verbindung von Prozessverständnis unter Einbeziehung der OC und Abflussdynamik wird die Modellierung des OC-Exports unter Berücksichtigung der OC-Zusammensetzung ermöglichen. Insgesamt werden 972 Eis-, Schnee- und Wasserproben genommen entnommen. Mit einer mobilen Multiparametersonde, die direkt am Gletschertor installiert wird, werden automatisch die Wassertemperatur, elektrischer Leitfähigkeit, Trübung, der Wasserstand und fluoreszierendem DOM im 1h min-Intervall gemessen. Mit modernsten Labormethoden (C/N- und TOC-Analyzer, Picarro) werden BDOC, DOC, POC, optische Eigenschaften (Fluoreszenz, Absorption), Nährstoffe (PO4, NO3, NO2, NH4) und stabile Isotope (18O, 2H) analysiert. Mit dem Einsatz multivariat statistischer Verfahren (z.B. PCA, CCA) sowie Modellen (PARAFAC, SIMMR, LOADest) werden zeitliche Muster, Prozesse und Treiber identifiziert sowie der OC-Export quantifiziert. Diese systematische Untersuchung des OC-Exports wird das aktuelle Prozesswissen über tageszeitliche und saisonale Veränderungen in der Konzentration, Zusammensetzung und Bioverfügbarkeit von glazialem OC wesentlich erweitern. Dadurch kann die (zukünftige) Dynamik des gletscherbedingten OC-Exports aufgrund von klimawandelbedingten Variationen in Gletscherschmelzprozessen zuverlässig vorgesagt werden.

Überwachung der Wasserqualität des Rheins

Am heutigen Mittwoch (21. Mai .2025) wurde in Düsseldorf Flehe eine modernisierte Messstelle zur Überwachung der Wassergüte im Rhein in Betrieb genommen. Der Messcontainer wird vom Landesamt für Natur, Umwelt und Klima (LANUK) seit dem Jahr 1990 betrieben und steht auf dem Gelände der Stadtwerke Düsseldorf im Stadtteil Flehe direkt am Rhein. Die Präsidentin des LANUK, Elke Reichert, erklärte: „Der Rhein ist einer der wichtigsten Flüsse in Deutschland, nicht nur wegen seiner Geschichte, sondern auch wegen seiner intensiven Nutzung.“ Neben der Funktion als Wasserstraße komme dem Rhein ebenso als Trinkwasserressource eine große Bedeutung zu. „Wir überwachen daher ganzjährig auf 225 Rheinkilometern in NRW die Wasserqualität, um den Wasserversorgern die notwendige Sicherheit zu geben, möglichst unbelastetes Rohwasser als Ressource nutzen zu können“, betonte Elke Reichert. „Das Trinkwasser in Düsseldorf stammt zu rund einem Viertel aus Grundwasser und rund drei Vierteln aus Rheinuferfiltrat“, sagte Christoph Wagner, der Leiter der Wasserwerke bei den Stadtwerken Düsseldorf AG. „ Die Gewässerüberwachung am Rhein liegt uns deswegen besonders am Herzen.“ Er erklärte: „Wir freuen uns auf die weitere gute Zusammenarbeit mit dem LANUK.“ In dem Messcontainer in Düsseldorf Flehe entnimmt das LANUK kontinuierlich Proben des Rheinwassers und analysiert die Proben auf Schadstoffe. Dazu gehören Messdaten zu Temperatur, Sauerstoffgehalt und PH-Wert sowie eine Vielzahl chemischer Stoffe, die die Wasserqualität und damit den Rhein als Rohwasserquelle für die Trinkwassergewinnung beeinflussen können. Durch die stetige Weiterentwicklung der chemischen Analytik können heute immer mehr Substanzen, die lebende Organismen in Gewässern schädigen können, können durch die moderne Gewässerüberwachung in geringsten Mengen gemessen werden. Der Warn- und Alarmplan für den Rhein stellt sicher, dass Behörden und Trinkwasserwerke unverzüglich über jede gefundene Verunreinigung informiert werden. Die wichtigsten Modernisierungsmaßnahe an der Messstelle in Düsseldorf Flehe ist eine neue Datenleitung, die es nun ermöglicht, bidirektional zu kommunzieren. Das bedeutet, die Messeinrichtungen melden nicht nur eindimensional in Richtung Labor, wenn ein auffälliger Wert festgestellt wird. Es kann nun auch aus dem Labor heraus direkt darauf reagiert werden, in dem zum Beispiel vom Labor aus Messintervalle auf verschiedene Zeiträume umgestellt werden können, ohne dass ein Techniker die Anlage dazu anfahren muss. Damit können mögliche Schadstoffwellen schneller erfasst und der Verlauf berechnet werden. Im November 1986 kam es im Schweizer Chemieunternehmen Sandoz bei Basel zu einem Störfall mit weitreichenden Folgen für den Rhein. Nach einem Brand gelangten etwa 20 Tonnen des hoch belasteten Löschschaums in den Rhein. In den darauf folgenden Tagen strömte das vergiftete Rheinwasser mehr als 400 Kilometer flussabwärts und führte zu einem massiven Fischsterben. In den Niederlanden wurde zudem die Trinkwasserversorgung stark beeinträchtigt. Nach diesem Ereignis wurde die Gewässerüberwachung ausgeweitet, um schneller Informationen über den Zustand der Gewässer zu erhalten. Dazu wurde die Probenahmestelle in Düsseldorf-Flehe in internationale Messprogramme eingebettet. Somit werden die Ergebnisse der kontinuierlichen Überwachung des Rheins seit fast 40 Jahren grenzüberschreitend ausgetauscht. Für die Auswahl einer geeigneten Messstelle sind einige Kriterien zu erfüllen. Die Messstelle muss jederzeit erreichbar sein, auch im Fall von Hochwasser am Rhein. Die Probenahme soll an einem gut durchströmten Querschnitt des Rheins erfolgen. Dabei dürfen  durch die Probenahme keine Veränderungen am Gewässer selbst und keine Einschränkungen für den Schiffsverkehr entstehen. Und was durch die Auswirkungen des Klimawandels heute immer wichtiger wird: auch bei Niedrigwasser muss die eine kontinuierliche Probenahme möglich sein. Wartungsarbeiten sollten jederzeit von Land aus durchführbar sein. Nach Prüfung aller Randbedingungen wurde in den 1980er Jahren das Angebot der Stadtwerke Düsseldorf AG zur Aufstellung des Messcontainers auf dem Gelände des Wasserwerks Flehe angenommen. Im Januar 1990 wurde diese Messstation mit dem Umweltminister Klaus Matthiesen in Betrieb genommen. Damals wurden die Wasserproben einmal täglich an der Messstelle abgeholt und im Labor auf leicht- und schwerflüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen untersucht. In weiteren Tests wurde damals das Schwimmverhalten von Fischen und Daphnien beobachtet, um Hinweise auf mögliche Schadstoffe im Rhein zu erhalten. Die Wassertemperatur, der pH-Wert, der Sauerstoffgehalt und die elektrische Leitfähigkeit des Wassers konnten bereits kontinuierlich gemessen werden. Weichen diese physikalischen Größen von der Norm ab, können sie einen ersten Hinweis auf Störungen der Wasserqualität geben. Damit diese Anzeichen schnell erkennbar waren, wurden sie per Telefonleitung in das Labor des Landesamtes übertragen. Die automatische Alarmierung bei kritischen Werten gab es zu Beginn noch nicht, aber die Notwendigkeit wurde erkannt. Deshalb plante das Landesamt mit den technischen Möglichkeiten der 1980er Jahre eine automatische Aktivierung der Rufbereitschaft, besonders außerhalb der normalen Dienstzeiten. Heute sind diese Prozesse Standard. Die Verfahren und Abläufe sind erprobt und beziehen die beteiligten Behörden und die Trinkwasserversorger automatisch ein. Im Zuge der Digitalisierung sind die Abläufe immer schneller geworden, so dass die Wasserversorger meist schon reagieren können, bevor eine Gewässerverunreinigung bei ihnen ankommt. Das LANUK überwacht den Rhein und die anderen Gewässer in Nordrhein-Westfalen, entwickelt Methoden und bewertet den Zustand der Gewässer. Im Landesamt werden Ursachen von Verschmutzungen ermittelt, Maßnahmen empfohlen und Daten bereitgestellt. Ziel ist die Erreichung des guten Zustands der Gewässer. Mehr zur Gewässerüberwachung beim LANUK: https://www.lanuk.nrw.de/themen/wasser/fluesse-baeche-und-seen/gewaesserueberwachung Warn- und Alarmplan Rhein: https://www.lanuk.nrw.de/service/umweltereignisse-umweltschadensfaelle/meldungen-nach-warn-und-alarmplan-rhein zurück

Analyse des Artenspektrums, der Artenverteilung und der Entwicklung des Phytoplanktons im Ober- und Untersee

Es wird die Zusammensetzung des Artenspektrums des Bodensees untersucht, die Artenverteilung und die raeumliche Entwicklung der Artenzusammensetzung. Je nach Entwicklungsstand werden in Abstaenden von 10-30 Tagen Proben aus der Wassertiefe von 1-10 m entnommen. Die Planktonproben werden nach Fixierung am umgekehrten Mikroskop ausgezaehlt. Es wurde eine Artendokumentation angelegt, die zur Zeit ca. 120 Algenarten enthaelt. Besondere Beachtung sollen kuenftig die sogenannten my-Algen finden, die in den bis jetzt bekannten Untersuchungen kaum beruecksichtigt wurden. Das Vorhaben gliedert sich in zwei Unterabteilungen; 1. Es wird das Phytoplankton des Bodensee-Pelagials untersucht. An sieben Messpunkten, die auf einer gedachten Laengsachse durch den Bodensee liegen, werden Proben entnommen. 2. Es werden die Zusammenhaenge zwischen Phytoplanktonentwicklung in Ufernaehe und im Freiwasser untersucht. Dazu werden aus zwoelf Stellen, die ueber das gesamte Bodenseeufer verteilt sind, Proben entnommen.

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.

Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit gelösten organischen Stoffen und Kolloiden in den Mündungsgebieten des Amazonas und des Rio Pará und der zugehörigen Flussfahnen als Schlüsselprozesse für den Spurenmetallfluss in den Atlantik

Die Flusssysteme Amazonas und Rio Pará tragen das größte Volumen an Süßwasser in den Ozean ein und bilden eine wichtige Schnittstelle für den Eintrag von Spurenmetallen und gelösten organischen Stoffen (DOM) vom Land in den Ozean. Neben der Bedeutung des Amazonas für den globalen Spurenmetallhaushalt des Ozeans hat sein Mikronährstoff-Eintrag auch einen großen Einfluss auf die biologische Produktivität der Küsten- und Schelfregion und darüber hinaus. Das Hauptziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, die Rolle der chemischen Speziation und der physiko-chemischen Größenfraktionierung von Spurenmetallen im Mischungskontinuum dieser Flüsse zum Atlantik zu verstehen. Wir werden die Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit DOM und Kolloiden in der Wassersäule und den Oberflächensedimenten der Amazonas- und Pará-Mündung und der damit verbundenen Mischungsfahne sowie des Mangrovengürtels mit Grundwassereintrag südöstlich des Rio Pará untersuchen. Basierend auf Proben, die während der Forschungsfahrt M147 in der Hochwasserperiode 2018 genommen wurden, und vorläufigen Daten, die in unserem Labor erzeugt wurden, werden wir Veränderungen der Spurenmetallverteilungen und -speziationen in der Amazonas-Region entlang der Salzgradienten untersuchen. Um zu beurteilen, was die chemische und physikalische Speziation und den Transport von Spurenmetallen im Ästuar und in der Abflussfahne kontrolliert, werden wir uns auf drei verschiedene Prozesse konzentrieren: • Größenfraktionierung, Sorption und Entfernung von Spurenmetallen: Sorption von Spurenmetallen an Flusspartikeln und Ausfällung durch Koagulation von Kolloiden und Größenfraktionierung; wie verändert sich die Assoziation von Spurenmetallen mit verschiedenen löslichen, kolloidalen und partikulären Fraktionen entlang des Salzgehaltsgradienten?• Lösungskomplexierung: Bildung von löslichen metall-organischen Komplexen; wie verstärkt dieser Prozess den Metalltransport durch Konkurrenz mit Sorption an Kolloiden und Ausfällung? • Akkumulation von Spurenmetallen in Sedimenten: wie wirken die Sedimente als Senke und Quelle von Spurenmetallen, und können Oberflächensediment und Porenwasser zu den Spurenmetallflüssen in der Region beitragen? Zusätzlich zu den voltammetrischen und ICP-MS-Analysen der M147-Proben werden wir eine systematische Untersuchung des Mischungsverhaltens verschiedener Elementgruppen (konservativ, partikel-reaktiv und organisch-komplexiert) durchführen, indem wir Labor-Mischungsexperimente mit Meer- und Flusswasser-Endgliedern durchführen, die während der anstehenden Fahrt M174 im Amazonasgebiet genommen werden. Damit erwarten wir, ein ganzheitliches Bild der komplexen Prozesse der Spurenmetall-Biogeochemie und der Elementflüsse in diesem größten Mündungssystem der Welt zu erhalten. Dieses Wissen wird auch wichtig sein, um mögliche Auswirkungen in diesem Gebiet aufgrund der anhaltenden anthropogenen Einflüsse in dieser Region und der sich ändernden klimatischen Bedingungen vorherzusehen.

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