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Sedimentation velocity of morphologically diverse macrophytes and plastic particles

The dataset contains sedimentation velocity measurements for 22 morphologically diverse macroalgae species (n = 49), the seagrass Zostera marina (n = 3), and plastic particles of four distinct shapes (n = 16). Each sample was measured at least five times, with some measured up to seven times. Detailed morphological descriptions and images are available in the corresponding paper. Samples with a SampleID starting with "K" were collected in January 2023 from the Kiel Fjord, Germany (between Strande and Bülk light house, 54°26'57.4N 10°11'37.6E). U. gigantea was collected in June 2024 in Yerseke, Netherlands (51°30'09.0N, 4°02'39.7E). All other samples were collected in June 2024 at the same site from the Kiel Fjord as in 2023, as well as two additional locations (Schilksee, 54°25'16.3N 10°10'43.1E and Mönkeberg, 54°21'20.92N 10°10'41.97E). Sedimentation velocity measurements were conducted in plastic cylinders, allowing particles to sink 15 cm to reach their terminal sinking velocity before starting the measurements. The sinking time was recorded using a stopwatch, and sedimentation velocity was calculated by dividing the sinking distance by the elapsed time. Test with varying cylinder heights showed no significant differences in results. Macrophyte species measured: Fucus vesiculosus, Fucus serratus, Saccharina latissima, Gracilaria vermiculophylla, Ceramium virgatum, Vertebrata fucoides, Polysiphonia stricta, Spermothamnion repens, Ahnfeltia plicata, Furcellaria lumbricalis, Coccotylus truncatus, Delesseria sanguinea, Cladophora flexuosa, Cladophora sp., Rhodomela confervoides, Pyropia leucosticta, Ulva clathrata, Ulva linza, Kornmannia leptoderma, Bryopsis hypnoides, Acrosiphonia centralis, Ulva gigantea, and Zostera marina. The plastic particles include eight circular pieces of foil (disks), three table tennis balls, two plastic nets, and three rubber bands. The foil disks were cut to different diameters and some were punched with different numbers of small holes. The name of the foil circles indicates both their diameter and perforation level. For example, "Disk 40-1" had a diameter of 40 mm and was unpunched, where "1" denotes unpunched, "2" partially punched, and "3" heavily punched, "4" extremely heavily punched. The three tennis balls shared identical dimensions but had different mass densities due to the different level of replacement of air with seawater and glass beads in the tennis ball.

Sicherung der natürlichen Sedimentationsprozesse im Wattenmeer für Artenvielfalt und Menschen, Vorhaben: Sedimentdynamik im Wattenmeer und ihre Bedeutung für filtrierende Organismen

PalMod III - WP2.2 Rückwirkungen der marinen Biogeochemie auf Klima und atmosphärisches CO2 - die Rolle von Zirkulation, Biologie, Sedimentation - Biogeochemie der Ozeane während der letzten Deglazialisierung und im zukünftigen Klima

WP2.2: Rückwirkungen der marinen Biogeochemie auf Klima und atmosphärisches CO2 - die Rolle von Zirkulation, Biologie, Sedimentation - Effekte des Absinkens von partikulärem Material im deglazialen und anthropogenen Klimawandel

ANK-MK: Ermittlung von Kohlenstoff-Festlegungs-Potenzialen im Wattenmeer

TemBi 2014 mesocosm study: Summer storm impact on sedimentation rates of particulate matter in Lake Stechlin

We simulated an experimental summer storm in large-volume (~1200 m³, ~16m depth) enclosures in Lake Stechlin (https://www.lake-lab.de) by mixing deeper water masses from the meta- and hypolimnion into the mixed layer (epilimnion). The mixing included the disturbance of a deep chlorophyll maximum (DCM) which was present at the same time of the experiment in Lake Stechlin and situated in the metalimnion of each enclosure during filling. Water physical variables and water chemistry was monitored for 42 days after the experimental disturbance event. Mixing disrupted the thermal stratification, increased concentrations of dissolved nutrients and CO2 and changed light conditions in the epilimnion. Mixing stimulated phytoplankton growth, thus, resulting in a bloom of Dolichospermum sp. and thereafter increased biomass of Bacillariophyceae. Subsequent, break down of both phytoplankton groups resulted in higher particulate matter sinking fluxes of particulate organic carbon (POC), total particulate nitrogen (TPN) and total particulate phosphorous (TPP) 4-5 weeks after the disturbance event. Mixing resulted in average increases in elemental downward fluxes of 9% POC, 14% total particulate Nitrogen (TPN) and 19% TPP by the end of the experiment (42 days) (n.control=4, n.mixed=4).

Towards pollen accumulation rates as a measure of plant abundance a case study in NE-Germany

The aim of my study is to calibrate PAR from small lakes against tree biomass, which can be used to achieve quantitative estimates of biomass in the past. Furthermore, the relation between pollen percentages and plant abundance will also be investigated. As study area, the state Brandenburg was chosen, because it has a large number of lakes and is covered by different plant communities, like conifer forest, mixed forest, deciduous forest and open land. These are situated on a range of soil types in a terrain with little altitudinal differences. Lakes in different types of landscape were selected. They were of almost uniform size, mostly ranging from 100-300 m in diameter and without inflow and outflow. Deeper lakes in proportion to the lake size were preferred, to avoid lakes with a high pollen redeposition. In order to have an effective fieldwork and to get the broadest possible data spectrum for modeling, the relevant pollen source area of pollen (Sugita, 1994) was estimated, based on the map CORINE. The calculation shows that the pollen source area is approximately 5-6 km. However, we also sampled lakes which are situated closer together, especially when the landscape structure was very heterogenic at the small scale. From the surface samples of 50 lakes, the pollen percentages of different taxa will be compared with the information from the forest inventory data for different distances around the lakes to evaluate theoretical considerations of pollen source area. These data are available at the data base Datenspeicher Wald, which contains information about cover, age and biomass for the different tree species. This information was collected during the time of the German Democratic Republic (DDR) and is in the most continued. Concurrently, 15 of the short cores are selected for dating by 210Pb. PAR will be calculated based on the sedimentation rates obtained for these cores, so that PAR can be compared to tree biomass for different time slices over the past 50 years.

Sind permeable Sedimente in Küstengebieten Hotspots für die Bildung von nicht-flüchtigem gelöstem organischem Schwefel (DOS) im Meer?

Organische Schwefelkomponenten sind abundant in marinen Sedimenten. Diese Verbindungen werden v.a. durch die abiotische Reaktion anorganischer Schwefelverbindungen mit Biomolekülen gebildet. Wegen seiner Bedeutung für globale Stoffkreisläufe, für die Nutzung von Erdöllagerstätten und für die Erhaltung des Paleorecords, gibt es eine Vielzahl von Studien zum Thema. Sehr wenig Aufmerksamkeit wurde allerdings wasserlöslichen Komponenten geschenkt, die beim Prozess der Sulfurisierung entstehen und als gelöster organischer Schwefel (DOS) in die Meere gelangen können. Anhand der wenigen verfügbaren Informationen ist Schwefel vermutlich das dritthäufigste Heteroelement im gelösten organischen Material (DOM) der Meere, nach Sauerstoff und Stickstoff. Einige Schwefelverbindungen, insbesondere Thiole, sind für die Verbreitung von Schadstoffen aber auch essenzieller Spurenstoffe verantwortlich. Wichtige klimarelevante Schwefelverbindungen entstehen aus DOS. Daher spielt der marine DOS-Kreislauf eine Rolle für die Meere und Atmosphäre. Trotz seiner Bedeutung sind die Quellen marinen DOS, seine Umsetzung im Meer und Funktion für Meeresbewohner unbestimmt. Auch ist die molekulare Zusammensetzung von DOS unbekannt. In diesem Projekt werden wir Pionierarbeit in einem neuen Forschungsfeld der marinen Biogeochemie leisten. Wir wollen grundlegende Fragen bzgl. der Bildung und Verteilung von nicht-flüchtigem DOS im Meer beantworten. Unsere wichtigsten Hypothesen:* Bildung von DOS:(1) Sulfatreduzierende Sedimente sind wesentlich für die Bildung von DOS.(2) Reduzierte Schwefelverbindungen (v.a. Thiole) dominieren in Zonen der DOS-Entstehung.(3) DOS wird v.a. über abiotische Sulfurisierung in der Frühdiagenese gebildet.* Transport und Schicksal von DOS im Ozean:(4) DOS wird von sulfat-reduzierenden intertidalen Grundwässern an das Meer abgeben.(5) In der Wassersäule oxidiert DOS schnell (z.B. zu Sulfonsäuren).(6) DOS aus intertidalen Sedimenten ist in oxidierter Form auf den Kontintentalschelfen stabil.Neben dem wissenschaftlichen Ziel der Beantwortung dieser Hypothesen, wird das Projekt drei Promovierenden (eine in Deutschland und zwei in Brasilien) die außergewöhnliche Gelegenheit bieten, ihre Doktorarbeiten im Rahmen eines internationalen Projektes durchzuführen. Wir werden die Stärken beider Partner in Feld- und Laborstudien und Elementar-, Isotopen- und molekularen Analysen kombinieren. Wir werden unterschiedliche Regionen im deutschen Wattenmeer und in brasilianischen Mangroven (Rio de Janeiro and Amazonien) beproben, sowie die benachbarten Schelfmeere. Sulfurisierungsexperimente werden die Feldstudien ergänzen. Zur quantitativen Bestimmung und molekularen Charakterisierung von DOS werden wir neue Ansätze anwenden, die von den beiden Arbeitsgruppen entwickelt wurden. Dabei kommen u.a. ultrahochauflösende Massenspektrometrie (FT-ICR-MS), und andere massenspektrometrischen und chromatographischen Methoden zu Anwendung.

Erfassung oekologischer Grundlagen fuer den Aufwuchs von Riffkorallen in tropischen Hafenanlagen (Beispiel Eilat)

In tropischen Meeren stellen vielraeumig gegliederte Hafenanlagen z.T. gute Ansiedlungsmoeglichkeiten fuer Korallen dar. Die natuerlich und anthropogen bedingten Voraussetzungen fuer Entwicklung und Nichtgedeihen von Riffkorallen-Gemeinschaften werden an verschiedenen Hafenanlagen bei Eilat untersucht. Messung von Stroemung, Licht, O2, Sedimentation mit Hilfe der Tauchmethode. Ergaenzende Experimente an der Ruhr-Universitaet. Besonderes Augenmerk gilt dem Einfluss der Sedimentation auf das Korallenwachstum.

Erprobung einer ringförmigen Zulaufkonstruktion zur Verbesserung der Sedimentationsleistung von Nachklärbecken mit Senkenströmung am Beispiel der Abwasserreinigungsanlage Niedermittlau

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Vom Rand zum Zentrum durchströmte runde Nachklärbecken haben gegenüber zentrisch beschickten Becken den Vorteil, dass die darin stattfindende beschleunigte Bewegung des Wassers stabiler und weniger störungsanfällig ist. Bei gleichen Beckendimensionen können so bessere Reinigungsleistungen und geringere Gewässerbelastungen erzielt werden. Die Nachklärung der Kläranlage Niedermittlau sollte daher im Projekt so umgebaut werden, dass sich eine um den Beckenumfang gleichmäßige Belastung einstellt. Die Strömungs- und Sedimentationsmuster sollten messtechnisch erfasst und denen zentrisch beschickter Becken gegenübergestellt werden. Ebenso waren die sich ergebenden Abscheide- und Eindickleistungen der Becken mit Senkenströmung unter verschiedenen Randbedingungen zu untersuchen. Fazit: Die in dem Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, dass mit der neuartigen Zulaufkonstruktion eine eindeutige Senkenströmung erreicht werden kann. Die umweltrelevanten Auswirkungen dieser Durchströmung - geringere Trübung und damit geringere Feststoffbelastung des Klarablaufs, bessere Schlammeindickung sowie insbesondere die Vermeidung von Schwimmschlamm - sind nachweisbar. Da das Schlammvolumen nur in engen Grenzen schwankte, konnten die Strömungscharakteristika bei unterschiedlicher Lage des Schlammspiegels nicht erarbeitet werden. Überlastversuche mit über das übliche Maß hinausgehenden Oberflächenbeschickungen konnten aufgrund betrieblicher und baulicher Einschränkungen nicht realisiert werden.

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