Aquatische Biogeochemie

Leitung: Dr. Lena Heinrich

Gewässer sind Horte der Biodiversität, Trinkwasserreservoire für den Menschen, werden zur Schifffahrt genutzt oder zur Erholung. Auf der anderen Seite belastet der hohe Nutzungsdruck die Gewässer. Immer wieder werden diese Belastungen zum Beispiel durch Fischsterben, wie 2022 an der Oder oder 1986 am Rhein, offensichtlich. Müssen Badegewässer aufgrund von Algen- oder Blaualgenblüten geschlossen werden, wie 2021 der Tegeler See in Berlin, oder wird dadurch die Trinkwasserproduktion eingeschränkt, wie 2007 am Tai Hu See westlich von Shanghai, wird dies als gesellschaftliche Krise wahrgenommen. Seit dem Jahr 2000 gilt die Europäische Wasserrahmenrichtline zum Schutze der Gewässer. Das akute Sterben von aquatischen Organismen oder ihr langsames Verschwinden hat häufig biochemische und physikalische Ursachen. Sei es eine Sauerstoffarmut am Grunde der Gewässer, die Überfrachtung mit Nährstoffen oder das Einleiten von zu warmen Abwässern. Die Ursachen für eine schlechte Wasserqualität sind vielfältig und häufig durch menschliche Aktivitäten bedingt. Hier setzen die Forschungsaktivitäten unserer Arbeitsgruppe an. Wir analysieren das Vorhandensein oder die Abwesenheit bestimmter Minerale, wie Eisenphosphat (Vivianit), Eisensulfide (z.B. Pyrit) oder –oxide (z.B. Lepidokrokit), in den Gewässersedimenten oder die Anwesenheit von gelösten Stoffen wie Eisen (Fe²⁺), Schwefel (S^2-, SO₄^2-) oder Chlorid (Cl^-) im Wasser und untersuchen deren Einfluss auf den Gütezustand von Gewässern. Mithilfe von Multisensorsystemen wie dem mobilen Biofish, mit dem die Wasserqualität dreidimensional kartiert werden kann, oder dem die Wasserqualität über die Tiefe profilierendem Biolift wird die Dynamik physikalischer, chemischer und biologischer Verhältnisse in Gewässern ermittelt. In Kombination mit Wetterdaten können so zum Beispiel Algenblüten modelliert werden. Konkret arbeiten wir unter anderem über

• redoxsensitive Prozesse in Gewässern und ihren Sedimenten,
• Mechanismen der Algenblüten,
• Schadstoffbelastungen von Gewässern,
• Eigenschaften subhydrischer Bodentypen von Stillgewässern,
• Entwicklung von Konzepten zur Überwachung der Güte von Gewässern.