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November 2009 Wasser-/Abwassernachrichten (News-Archiv)

Süßes Wasser unter salzigem Ozean - Erste Ergebnisse der IODP New Jersey Meeresspiegel-Expedition

idw-online.de, 27.11.2009

Seit dem 6. November untersuchen 25 WissenschaftlerInnen aus 11 Ländern mehr als 1,3 Kilometer Sedimentkerne, die im vergangenen Sommer während einer Expedition des Integrierten Ozean-Bohrprogramms (IODP) in den flachen Gewässern vor der Küste des US-Bundesstaats New Jersey erbohrt wurden. Auf einer Pressekonferenz, die heute im IODP Bohrkernlager an der Universität Bremen stattfand, präsentierten die beteiligten ForscherInnen erste Ergebnisse ihrer Analysen. (...)

Mit Hilfe der erbohrten Meeresablagerungen kann das internationale Forscherteam herausfinden, wann bzw. wie stark und wie schnell der Meeresspiegel fiel und wieder anstieg - und dies für einen Zeitraum, in dem der antarktische Eisschild anwuchs und wieder abschmolz. Die Untersuchungen in den Bremer Labors ergaben, dass die Sedimentkerne auch Überreste ehemaliger Sandstrände und kontinentaler Böden enthalten. Aus diesen und anderen Indizien leiten die ForscherInnen ab, dass der Meeresspiegel im besagten Zeitraum um bis zu einhundert Meter schwankte. Insgesamt konnten für die Zeit zwischen 14 bis 35 Millionen Jahren vor heute 10 Zyklen identifiziert werden, in denen der Meeresspiegel zunächst anstieg, bevor er wieder abfiel - mit dem Ergebnis, dass die Küstenlinie New Jerseys sich drastisch seewärts verlagerte. (...)

Die Küstengewässer des US-Bundesstaats eignen sich besonders gut für die Erforschung von Meeresspiegelschwankungen. Zwei große Flüsse sorgten in der Erdvergangenheit dafür, dass viel Sediment von Land in den Ozean gespült wurde. Heute können diese Ablagerungen als hervorragende Archive der Erdgeschichte genutzt werden. Zudem ist die Region tektonisch stabil: die Eigenbewegungen der Nordamerikanischen Erdplatte beeinflusst die Schwankungen des Meeresspiegels kaum. Schließlich lagen die Bohrstellen der Expedition im Zentrum des flachen Küstenmeers vor New Jersey. Daher sind in den Sedimenten sowohl Phasen mit steigendem als auch mit fallendem Meeresspiegel gut archiviert. (...) [weiter]

 

Arsen und Goldklümpchen: Rascher, einfacher und hochempfindlicher Arsennachweis mit Goldnanopartikeln

chemie.de, 26.11.2009

(...) Arsen kommt in geringen Konzentrationen praktisch überall im Boden vor und gelangt ins Grundwasser. Etwa 140 Mio Menschen weltweit trinken möglicherweise Wasser, das Arsen-Konzentrationen oberhalb des von der WHO empfohlenen Grenzwerts von 10 ppb (parts per billion, deutsch: "Teile pro 1 Milliarde Teile") enthält. Forscher von der Jackson State University (MS, USA) haben nun einen neuen Ansatz für einen raschen, einfachen und dabei hochempfindlichen Arsentest entwickelt. (...) Ihre Methode basiert auf einem Zusammenklumpen von Goldnanopartikeln und weist Arsen selektiv noch bis zu Konzentrationen von 3 ppt in Trinkwasser nach.

(...) Das neue Verfahren könnte die Arsenanalytik jetzt beschleunigen und vereinfachen. Die Wissenschaftler um Ray knüpfen dazu spezielle organische Moleküle an die Oberfläche von Goldnanopartikeln, die als Liganden für Arsen wirken: Sie gehen eine so genannte Komplexbindung mit Arsen ein. Jedes Arsenion kann drei dieser Liganden binden, dadurch verbrückt es bis zu drei Goldteilchen untereinander. Je höher die Arsenkonzentration in der Probe, desto stärker verklumpen die Goldpartikel, die Anzahl größerer Aggregate steigt. Die Farbe von feinst in einer Flüssigkeit verteilten Goldnanopartikeln hängt aber von deren Größe ab. Während die arsenfreien Goldnanopartikel in der Lösung rot erscheinen, ist bei Aggregation durch Arsen ein Farbumschlag nach blau erkennbar. Konzentrationen bis hinunter zu 1 ppb lassen sich anhand der Farbänderung mit dem bloßen Auge noch erkennen. (...)

Eine sehr genaue Methode zur Bestimmung minimaler Änderungen von Partikelgrößen ist die , bei der das Streulicht eines Lasers an den Partikeln analysiert wird. Mithilfe der dynamischen Lichtstreuung (DLS) gelang es, noch Arsen-Konzentrationen bis zu 3 ppt nachzuweisen und zu quantifizieren. [weiter]

 

Tausende ohne Trinkwasser
Teile Großbritanniens versinken im Regen

mainpost.de, 22.11.2009

Der sintflutartige Regen war nach 24 Stunden vorüber, die Aufräumarbeiten werden jedoch noch Monate dauern. In den Hochwassergebieten in Großbritannien und Irland blieben die Menschen am Wochenende von neuerlichen verheerenden Rekordregenfällen zwar verschont, die Angst vor weiteren katastrophalen Folgen aber blieb.

Nachdem bereits sechs Brücken in der nordenglischen Grafschaft Cumbria unter der reißenden Wucht der Wassermassen eingestürzt waren, nahmen Experten seit Sonntag alle 1800 Brücken der betroffenen Region unter die Lupe.

Viele Übergänge und Straßen blieben auch den dritten Tag in Folge im Nordwesten Englands und Teilen Irlands gesperrt. (...)

In den Hochwassergebieten werden Hunderte Menschen noch Wochen in Behelfsunterkünften wohnen müssen, bevor sie ihre eigenen vier Wände wieder beziehen können. Knapp 800 Haushalte in Großbritannien waren am Sonntag noch ohne Strom, in Irland waren 18 000 Haushalte von der Versorgung mit Trinkwasser abgeschnitten. (...)

Premierminister Gordon Brown hatte am Samstag die Krisenregion besucht, Menschen in einer Notunterkunft Mut zugesprochen und eine Million Pfund (1,12 Millionen Euro) Soforthilfe der Regierung zugesagt. [weiter]

 

Kein Meer mehr - aber Land in Sicht
Die Ozeane sind als Kohlendioxidspeicher allmählich überlastet

wissenschaft.de, 19.11.2009

Die Ozeane spielen in Verbindung mit dem Klimawandel eine wichtige Rolle, denn sie nehmen 20 bis 35 Prozent des vom Menschen erzeugten Kohlendioxids auf. Damit könnte es jedoch bald vorbei sein, warnen US-Forscher: Obwohl die Meere jedes Jahr mehr Tonnen CO2 schlucken, sinkt der prozentuale Anteil des produzierten Klimagases, der auf diese Weise aus der Atmosphäre entfernt wird – vor allem, weil der Ausstoß stark ansteigt. So schaffen die Ozeane seit dem Jahr 2000 insgesamt rund 10 Prozent weniger als zuvor.
Das Team um Samar Khatiwala von der Universität von Columbia in New York fand zudem heraus, dass ein immer höherer Anteil CO2 von den Landmassen in Form von Pflanzen aufgenommen wird. Für ihre Studie hatten die Wissenschaftler ein Modell entwickelt, mit dem sich der Anteil des vom Menschen verursachten Kohlendioxids in den Ozeanen rückwirkend für die Zeit seit der Industriellen Revolution berechnen lässt.

(...) "Wir können uns auf die Speicherfunktion von Meer und Land in Zukunft nicht so mehr verlassen wie in der Vergangenheit und müssen unseren maßlosen Hunger auf fossile Brennstoffe bremsen." [weiter]

 

Unterwasser-Recycling - Altes Filtersystem tropischer Meeres-Schwämme ernährt Korallen

wissenschaft.de, 13.11.2009

(...) In tropischen Gewässern, wo Korallenriffe wachsen, sind Nährstoffe Mangelware, und entsprechend groß ist die Konkurrenz. Schwämme wie die von den Forschern untersuchte Art Halisarca caerulea haben sich daher darauf spezialisiert, gelösten Kohlenstoff aus dem Wasser zu filtern. Und zwar nicht wenig: Die Wissenschaftler um Jasper De Goeij stellten fest, dass Halisarca caerulea Tag für Tag etwa sein halbes Körpergewicht an Kohlenstoff zu sich nahm. Trotzdem schien er nicht wesentlich zu wachsen. Was passierte also mit dem Kohlenstoff? (...)

Untersuchungen ergaben, dass die Schwämme alle vier bis fünf Stunden ihren Filterapparat erneuern – vermutlich, weil sie durch die großen Wassermengen, die sie filtern, auch mit vielen Viren, Bakterien und Giftstoffen in Kontakt kommen. Diese Vorsichtsmaßnahme hat aber auch für andere Riffbewohner wie Korallen enorme Vorteile: Denn diese können zwar keinen gelösten Kohlenstoff aufnehmen, wohl aber die abgestoßenen Kragengeißelzellen. (...) [weiter]

 

Studie: Wie viel Wasser hat das Meer?

idw-online.de, 11.11.2009

Schwankungen des Meeresspiegels zu messen, ist vergleichsweise einfach. Weitaus komplizierter ist es, daraus die Änderung der Wassermasse zu berechnen. Einem Team von Geodäten und Ozeanographen der Universität Bonn, des Deutschen Geoforschungszentrums GFZ und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft ist das nun erstmals gelungen. Die Forscher konnten kurzzeitige Schwankungen in der räumlichen Verteilung der Ozeanwassermassen beobachten. Ihre Ergebnisse sind unter anderem für bessere Klimamodelle wichtig.

Um das Ozeanvolumen in einer bestimmten Region zu berechnen, muss man (neben der Topographie des Meeresbodens) lediglich die Höhe des Meeresspiegels kennen. Dazu greifen Forscher schon seit langem auf Pegelstationen und Satellitenverfahren zurück. Die Ozeanmasse hängt aber nicht nur vom Volumen, sondern auch von der Temperatur und vom Salzgehalt ab. So dehnt sich Wasser bei Erwärmung aus. Warmes Wasser wiegt daher weniger als dieselbe Menge kalten Wassers.

Zur Berechnung der Ozeanmasse müsste man daher die Temperatur- und Salzgehalts-Profile kennen. Diese lassen sich aber nicht einfach messen. "Wir haben für unsere Studie daher verschiedene Verfahren kombiniert, um auf Masseänderungen zu schließen", erklärt Professor Dr. Jürgen Kusche.

(...) "Wir haben diese Messdaten mit numerischen Modellen des Ozeans kombiniert", erklärt Kusche. "So konnten wir erstmals nachweisen, dass insbesondere in den höheren Breiten regelmäßig bedeutende Schwankungen der Wassermasse auftreten, und das innerhalb von nur ein bis zwei Wochen."

Bislang wusste man lediglich, dass die Masse des weltweiten Ozeanwassers jahreszeitlich im Schnitt um etwa drei Billiarden Kilogramm schwankt - das entspricht etwa sieben bis acht Millimetern Meeresspiegelvariation. Dieser Effekt wird unter anderem durch Variationen in Niederschlag und Verdunstung sowie der Speicherung von Wasser als Schnee hervorgerufen. Aber auch das Abschmelzen der Gletscher und der Eismassen in Grönland und der Antarktis spielen eine Rolle.

Aus dem Vergleich der Massen- und Volumenänderung wollen die Forscher insbesondere auf Veränderungen der im Ozean gespeicherten Wärmemenge schließen. Demnächst sollen daher auch die langzeitlichen Veränderungen untersucht werden. Die Ergebnisse sollen unter anderem in bessere Klimamodelle einfließen. (...) [weiter]

 

Fische sollen Wasser sauber fressen

derwesten.de, 10.11.2009

Im Baldeneysee schwimmen seit Dienstag rund 9000 so genannte „Rotfedern” (...). Damit sollen aber nicht Angler oder Kormorane am See-Ufer beglückt werden – der Fisch gilt trotz hoher Grätendichte durchaus als Delikatesse. Sondern der Fisch hat einen klaren Auftrag, und der lautet: Fische, fresst den See sauber! Die Leibspeise der „Rotfeder” ist die algenähnliche Wasserpflanze „Elodea”. Sie breitet sich seit 2008 verstärkt im Baldeneysee aus. Das macht den Wassersportlern erheblich zu schaffen. Im Sommer war ein Viertel der gesamten Oberfläche des Baldeneysees bewachsen. Grün schillerte die „Wasserpest” in der Sommersonne. Im August 2009 setzte der Ruhrverband, der für die Ruhrstauseen zuständig ist, ein „Mäh-Boot” ein. Das holte 100 Kubikmeter Algen täglich aus dem See – so konnte wenigstens die Segelwoche störungsfrei stattfinden.

Die „Rotfedern” werden den Algenwuchs im See nicht beseitigen, aber die schlimmsten Auswüchse dämmen – das hoffen die Verantwortlichen des Ruhrverbandes. (...) „Es handelt sich um einen ökologisch sinnvollen Weg, dem Wachstum zu begegnen. Ob sich die gewünschten Erfolge im Baldeneysee wirklich einstellen, wird man aber erst in den nächsten Jahren sehen.”

Hecht und Zander – beide schwimmen im Baldeneysee – sowie Kormorane sind die natürlichen Feinde der „Rotfeder”. Jeder Fisch frisst etwa 25 Gramm der „Elodea” täglich. Dass es angesichts der Vielzahl der jetzt ausgesetzten Fische künftig zu einer „Rotfeder”-Plage kommt, halten die Experten für ausgeschlossen. „Das regelt die Natur selbst”, sagt Markus Kühlmann, Fischereimeister beim Ruhrverband. Erstmals vermehren werden sich die „Rotfedern” voraussichtlich im Frühjahr 2010. (...)

Die Pflanze richtet trotz ihres schnellen Wachstums keinen ökologischen Schaden an. Sie entzieht dem Wasser keinen Sauerstoff. Sie ist Folge der besseren Qualität des Ruhrwassers: Sie kann nur in klarem Wasser wachsen und benötigt Licht. [weiter]

 

Nanopartikel können Mikroorganismen schädigen
Umweltgeowissenschafter und Limnologen weisen toxisches Verhalten in Biofilmen nach

idw-online.de, 09.11.2009

(...) Künstlich hergestellte Nanomaterialien sind kleiner als 100 nm (1 Nanometer = 1 Millionstel Millimeter) und zeigen deshalb häufig neuartige chemische, physikalische und optische Eigenschaften. Auf Grund dieser besonderen Eigenschaften finden sie ein breites Anwendungsgebiet in der Industrie, aber auch zunehmend in Alltagsprodukten wie beispielsweise Sonnencreme, Kleidung oder Nahrungsmittel. Der Markt für Nanotechnologie wird im nächsten Jahrzehnt auf eine Milliarde Euro geschätzt. Während der Produktion, der Anwendung oder Entsorgung gelangen diese Materialien aber auch in die Umwelt, z.B. über das Abwasser. Das Verhalten dieser Materialien und deren Effekte auf Organismen sind bisher weitgehend unerforscht.

Die nun publizierte Studie beschäftigt sich mit dem Transportverhalten von nanopartikulärem Titandioxid (TiO2), das aufgrund seiner hohen Produktionsraten und breiten Anwendungsgebiete in relevanten Konzentrationen über Wasser in die Umwelt gelangt.

Das besondere an der Studie ist der erste Nachweis der Zytotoxizität von sehr geringen Konzentrationen von Titandioxid unter natürlichen Umweltbedingungen. Hierzu wurden eigens Mikrokosmen (...), die den Nanopartikel-Transport in Fließgewässern naturnah darstellen, und die Effekte auf natürliche mikrobiologische Gemeinschaften untersucht.

(...) In der Grenzschicht zwischen Wasserphase und Sediment bildet sich ein so genannter Biofilm, eine dünne Schleimschicht, in der Mikroorganismen eingebettet sind. Sind die Nanopartikel im Wasser fein verteilt, ist deren Verbleib im Wasser sowie die Transportreichweite entsprechend erhöht und freischwimmende Organismen werden durch die Nanopartikel geschädigt.

Darüber hinaus wird das Titandioxid im Biofilm angereichert und kann hier unter Einfluss von Licht seine schädigende Wirkung entfalten. Ein Vergleich der beiden Testansätze zeigte zweierlei: Titandioxid ist zellschädigend, und der Biofilm hat eine schützende Wirkung auf die eingebetteten Organismen. (...) [weiter]

 

Mit Licht zu sauberem Wasser

dlr.de, 5. November 2009

Beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Lampoldshausen reinigt von nun an die solare Wasserreinigungsanlage Lampoldshausen (SOWARLA) Wasser von schwer abbaubaren organischen und anorganischen Verunreinigungen unter Einsatz von Sonnenlicht. Kernstück der Anlage ist ein neuartiger Solarreceiver, der aus Sonnenstrahlung die nötige Energie gewinnt, um unterschiedlichste Schadstoffe im Wasser zu  entfernen. Unter dem Produktnamen RayWOx wurde dieser, auf DLR Know-how basierende Anlagentyp, in den Markt eingeführt.

(...) Die exzellente Wirksamkeit des Verfahrens konnte für viele, teils sehr problematische Abwässer nachgewiesen werden. So wurden bereits pharmazeutische Wirkstoffe wie Antibiotika, Röntgenkontrastmittel oder Hormone ebenso sicher im Abwasser zerstört wie chlorierte Kohlenwasserstoffe aus Grundwasserschäden, schädliche Stoffe in Abluftwäscherlaugen aus der Textilveredelung oder Belastungen in kommunalen Abwässern.

(...) Die in Lampoldshausen in Betrieb genommene Demonstrationsanlage kann die mit Raketentreibstoffen und deren Verbrennungsprodukten kontaminierten Kühlwässer aus den Triebwerksprüfständen des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe vollständig reinigen. Kernstück der Solartechnik ist ein Receiver, der aus transparenten Glasröhren besteht. Durch diese Glasröhren wird das mit Eisenionen als Photokatalysator und geringen Mengen Wasserstoffperoxid vermischte Abwasser gepumpt, bis die Sonnenstrahlen den gewünschten Reinigungsgrad erzielt haben. (...) [weiter]

 

Deutsche Wasser- und Abwassertechnik ignoriert die Krise

maschinenmarkt.de, 04.11.2009

Die deutschen Exporteure von Komponenten und Systemen zur Wasseraufbereitung, Abwasser- und Schlammbehandlung haben bei den Ausfuhren von Januar bis Juli 2009 im Vergleich zum Vorjahreszeitraum nur leichte Einbußen verzeichnet. Der Umsatz sank um 6,9% auf rund 344 Mio. Euro nach 369 Mio. Euro im ersten Halbjahr 2008, wie die VDMA-Fachabteilung Wasser- und Abwassertechnik am Mittwoch mitteilt.

Weltweit stärkste Exportmärkte waren Russland mit 33,1 Mio. Euro vor China mit 32 Mio. Euro (...). In den EU-Staaten seien die Exporte um 7,5% auf 147 Mio. Euro gefallen. Stärkste Märkte in dieser Region waren laut Angaben Frankreich mit 24,7 Mio. Euro, gefolgt von Großbritannien mit 19 Mio. Euro.

Im Jahr 2008 konnten die Hersteller und Lieferanten von Komponenten und Systemen zur Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung einen Geräteumsatz von 1,3 Mrd. Euro erzielen und im Exportgeschäft ihre Position im Spitzenfeld der internationalen Anbieter behaupten, heißt es weiter. Deutschland habe mit 658 Mio. Euro beziehungsweise einem Anteil von 23,7% in 2008 den zweiten Platz belegt

Die USA hätten mit 684 Mio. Euro Export und einem Anteil von 24,7% an den weltweiten Ausfuhren von wasser- und abwassertechnischen Komponenten und Systemen Platz eins. Italien folge auf Rang drei mit 289 Mio. Euro oder 10,4%. (...)

Entgegen dem allgemeinen Trend im Maschinen- und Anlagenbau spüre die Branche der „Wasser- und Abwassertechnik“ noch nichts von der Krise. Das rühre auch daher, dass die Anbieter von Wasseraufbereitungs-, Abwasser- und Schlammbehandlungsanlagen nicht auf ein Produkt und eine Abnehmerbranche fixiert seien, sondern eine Vielfalt von Systemen für fast alle Industriebranchen und viele kommunale Einsatzfelder bereitstellen könnten. (...)

62% der befragten Unternehmen verzeichneten unveränderte Kundenanfragen im ersten Halbjahr 2009, berichtet die VDMA-Fachabteilung. Für das zweite Halbjahr würden rund 48% der Unternehmen mit einer Abnahme der Auftragseingänge rechnen. Dagegen würden nur noch 35% der Befragten eine Zunahme bei den Auftragseingängen erwarten.

Die Kapazitäten der Unternehmen seien im zweiten Halbjahr 2009 durchschnittlich zu 79% ausgelastet. Zum 31. Dezember 2009 würden rund 44% der Unternehmen mit einem unveränderten Personalstand im Vergleich zum 30. Juni 2009 rechnen. (...) [weiter]

 

Eisendüngung kontrolliert Stickstoffangebot
- Neue Studie untermauert die Bedeutung von Eisen für das Nährstoffangebot im Ozean -

idw-online.de, 03.11.2009

Eine internationale Gruppe von Meeresforschern unter Beteiligung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) hat die Zusammenhänge zwischen dem Eintrag von Eisen und dem Stickstoffangebot im Atlantischen Ozean näher untersucht. In einer Studie (...) zeigen die Wissenschaftler, dass durch Wüstenstaub ins Meer transportiertes Eisen, für das Nährstoffangebot von entscheidender Bedeutung ist. Die Ergebnisse sind für das bessere Verständnis komplexer Prozesse unseres Klimasystems bedeutsam.

Stickstoff ist für das Leben auf unserem Planeten von elementarer Bedeutung, wenngleich es in gasförmigen Zustand, immerhin 70% unserer Luft bestehen daraus, von den meisten Lebewesen nicht genutzt werden kann. Nutzbar ist Stickstoff erst, wenn er (...) zum Beispiel in Form von Ammonium "fixiert" wird. Solche Umwandlungen werden durch 'diazotrophische' Mikroben, wie zum Beispiel das blau-grüne Bakterium Trichodesmium, bewerkstelligt. Diese Organismen können, ausgestattet mit speziellen Enzymen, diese energieaufwändigen Umwandlungen durchführen.

In weiten Teilen der Ozeane wird das Wachstum des Phytoplanktons, mikroskopisch kleiner mariner Pflanzen, durch den Mangel an so fixiertem Stickstoff begrenzt und damit auch deren Aufnahme von Kohlendioxid durch Photosynthese. (...) Die Umsatzraten der Stickstoff fixierenden Prozesse hängen von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von der Verfügbarkeit von Eisen und Phosphaten, die die Mikroben für ihr Wachstum benötigen.

Die Forschung hat in den letzten Jahren sich insbesondere auf die Verfügbarkeit von Eisen für die Stickstofffixierung konzentriert, da Enzyme viel von diesem Element enthalten. Andere Arbeiten haben demgegenüber aber die schon lange bekannte These gestützt, das Phosphor für die Fixierung von besonderer Bedeutung ist. Die neue Studie gibt nun klare Anhaltspunkte, dass die Verfügbarkeit von Eisen der wirklich entscheidende Faktor ist.

"Die neuen Daten, die zusammen mit Kollegen in englischen und amerikanischen Kollegen gewonnen und analysiert wurden, liefern nun erstmalig schlüssige Beweise, dass zumindest im Atlantik aus der Sahara stammendes Eisen die entscheidende Rolle bei der Stickstofffixierung spielt", erklärt, Prof. Dr. Julie LaRoche vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR). (...) [weiter]