Stickstoffbiogeochemie der Grundwasserabfluss zu den Flussmündungen im nördlichen Golf von Mexiko

Description: Der Golf von Mexiko beherbergt einige der vielfältigsten Ökosysteme der Welt, jedoch ist die ökologische Vielfalt derzeit durch schlechte Wasserqualität und -knappheit bedroht: Gegenwärtig befindet sich die größte hypoxische Zone der US-Küstengewässern im nördlichen Teil des Golfes. Die schlechtere Wasserqualität korreliert mit dem Eintrag von Süßwasser-Stickstoff (N), der aus dem Mississippi-Delta stammt. Neuere Studien weisen jedoch darauf hin, dass Flusswassereinträge nur einen geringen, nähstoffreiche Grundwassereinträge dagegen einen großen Beitrag, zum lokalen Hypoxieproblem leisten. In dieser Studie möchte ich (1) Grundwasserbedingte N-Einträge quantifizieren, (2) Süßwasser-N-Quellen bestimmen und (3) N-Umwandlungen im organisch reichen Küstensedimenten im nördlichen Golf von Mexiko bewerten. Insbesondere möchte ich mich hierbei auf mehrere, bisher nicht untersuchte, kleinere Flussmündungen entlang der Küste fokussieren, die Grundwassereinträge in direkter Nähe zum Mississippi-Delta, welches das größte Delta der USA ist, aufweisen. Ich gehe davon aus, dass Grundwasserbedingte N-Einträge teilweise für das Hypoxie-Problem im nördlichen Golf von Mexiko verantwortlich sind, wobei das organisch-reiche Küstensediment durch eine Kombination von biogeochemischen Prozessen als Senke für anthropogenes NO3 wirken kann. Um meine Hypothesen zu testen, möchte ich eine Kombination von Feld- und Laborarbeiten durchführen. Diese beinhalten Messungen von Radon, Radium, gelöster organischer und anorganischer N-Konzentration und mikrobieller Sequenzierung. Die Ergebnisse dieser Studie ermöglichen (1) den Grundwasserbeitrag zum regionalen N-Budget zu bewerten, (2) die Rolle unterirdischer Transformation, bzw. Abschwächung, des anthropogenen N-Transports zu bestimmen und (3) das Prozessverständnis der Wasserqualität im Golf von Mexiko zu verbessern. Übergreifend werden die Projektergebnisse dazu beitragen die Bedeutung von Grundwasserbeiträgen im globalen Nährstoffbudget der Meere einzuschätzen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Flussmündung ? Stickstoffgehalt ? Mikroökologie ? Radon ? Nitrat ? Mississippi ? Mexiko ? Mexiko ? USA ? Radium ? Hydrochemie ? Hydrogeologie ? Limnologie ? Siedlungswasserwirtschaft ? Studie ? Wasserqualität ? Sediment ? Meeresgewässer ? Lebensraumvielfalt ? Anthropogener Einfluss ? Hydrologie ? Küste ? Ökosystem ? Angewandte Mikrobiologie ? Applied Microbiology ? Integrated Water Resources Management ? Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ? Urban Water Management ? Water Chemistry ?

Region: Texas

Bounding boxes: 11.24943° .. 11.24943° x 53.44027° .. 53.44027°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Texas A&M University, Department of Marine and Coastal Environmental Science (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• University of Alabama, Department of Geological Sciences (Mitwirkung)

Time ranges: 2020-01-01 - 2022-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Nitrogen biogeochemistry of groundwater fluxes to the estuaries in the northern Gulf of Mexico
  Description: The Gulf of Mexico hosts some of the most diverse ecosystems in the world; however, its ecological diversity is currently threatened by poor water quality and water resource scarcity. Currently, the largest hypoxic zone in U.S. coastal waters is found in its northern part and it is correlated with freshwater nitrogen (N) flux, which originates from the Mississippi River Delta. Nevertheless, recent studies indicate that river water is a minor contributor to the local hypoxia problem; instead, they point to potential contribution of nutrient-rich groundwater discharge into the coastal water. In this study, I aim to (1) quantify groundwater-derived N fluxes, (2) determine freshwater N sources, and (3) assess N transformation in the organic-rich coastal sediment found in the northern Gulf of Mexico. Specifically, I propose to focus on several smaller estuaries along coastlines, in which groundwater discharge has not been studied due to their proximate locations to the Mississippi River Delta, the largest delta in the continental U.S. I hypothesize that groundwater-derived N fluxes are partially responsible for the hypoxia problem in the northern Gulf of Mexico, and the organic-rich coastal sediment acts as a sink of anthropogenic N through a combination of biogeochemical processes. To test my hypotheses, I propose to do a combination of field and laboratory works, including measurements of radon, radium, dissolved organic and inorganic N concentration, and microbial sequencing. The results of this study can be used to assess the contribution of groundwater to total regional N budget, determine the role of subterranean estuary in transforming or/and attenuating anthropogenic N transport, and further contribute to better fundamental understanding of the drivers and remediation of water quality in the Gulf of Mexico. On a broader scale, the knowledge obtained by this project will improve our predictive ability of the contribution of groundwater to the global nutrient marine budget. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138747

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/446330207 (Webseite)

Status

Aktiv

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