Innerhalb von DANUBIUS-RI spielt eine innovative, effiziente und maßgeschneiderte Probenahme, Analytik und Datenauswertung eine zentrale Rolle. Die Koordinierung und Harmonisierung dieses Aufgabenbereichs werden vom Analysis Node übernommen. Die Expertise des Analysis Node und der Zugang zu modernen, gut ausgestatteten Forschungsinfrastrukturen und Laboren ermöglichen es, Probenahmestrategien und Analysemethoden auf umfassender Datenbasis zu testen und für Fluss-Meer-Systeme anzupassen.
Übersicht
- Koordination: Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik und Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft bzw. Center for Advanced Water Research – CAWR (Wasserforschungsbereiche von TUD und Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ)
- Kooperationen: Flussgebiets-Monitoring in TERENO (“Terrestrial Environmental Observatories”) - Observatorium Harz/Mitteldeutsches Tiefland; MOSES („Modular Observation Solutions for Earth Systems“); Urbanes Observatorium Dresden (Monitoring urbaner Wassersysteme); Anbindung an LTER (Long-Term Ecological Research)
Herausforderungen
- Maximale Informationen mit minimiertem Aufwand: Entwicklung maßgeschneiderter Messkonzepte für komplexe Fluss-Meer-Systeme, die eine möglichst ökonomische und effiziente Erhebung zeitlich und räumlich hoch aufgelöster Daten ermöglichen. Dazu müssen Routinemessungen, ereignisbezogene Messungen und Messkampagnen sowie Experimente bestmöglich kombiniert werden;
- Ganzheitlicher Überblick über den aktuellen Zustand des Oberflächenwasserkörpers unter Einbezug aller Disziplinen;
- Identifikation kritischer Zustände und Erstellung von Trendanalysen, die Aufschluss über Gradienten und deren Veränderung bezüglich einzelner Schadstoffe und Schadstoff-Cluster geben;
- Generierung von Daten-Input für Szenarien-basierte Prognosen der Entwicklung des Schadstoffeintrags und der Gewässerqualität und für Stoffflussmodelle als Grundlage für die Bewertung der Wirksamkeit von Maßnahmen (in Kooperation mit dem Modelling Node);
- Relevanz kontinuierlicher versus akuter Auswirkungen: Die Einflüsse langfristiger Trends vs. ereignisinduzierter Effekte auf Oberflächengewässer sind schwer voneinander abzugrenzen, daher müssen ereignisbasierte Messungen und Messkampagnen durchgeführt werden, die die Dynamik von Ereignissen auflösen;
- Identifikation und Quantifikation neuartiger Schadstoffe;
- Quantifizierung der Abbauraten von Schadstoffen: Entwicklung von Methoden zur bootgestützten kontinuierlichen Messung mit Online-Sensorik entlang der Längsachse von Fließgewässern (Langrange-Messprinzip);
- Verbesserte Quellenidentifikation und –zuordnung für sedimentgebundene Schadstoffe durch innovative Fingerprinting Methoden.
Forschungsschwerpunkte
- Entwicklung innovativer Probenahme-, Analyse- und Messmethoden und –konzepte für Fluss-Meer-Systeme,
- Integration aller relevanten Disziplinen zur ganzheitlichen Bewertung des Gewässerzustandes von Fluss-Meer-Systemen: Hydrologie, Geohydromorphologie, Chemie, Ökologie/Biologie, Ökotoxikologie und Bio-Pollutants/Hygiene,
- Untersuchung des Informationsgehaltes von Daten als Funktion der zeitlichen Auflösung,
- Bewertung des Informationsgehaltes zeitlich hoch aufgelöster (online) Messungen von Indikatorsubstanzen,
- Entwicklung einer Strategie zur Ergänzung ortsgebundenen Samplings mit Lagrangian Sampling zur Verbesserung der Informationsdichte,
- Entwicklung einer koordinierten Probenahmestrategie und eines entsprechenden maßgeschneiderten Probenahme-Protokolls für alle Disziplinen.
Services
Um die geplanten Funktionen und Services in vollem Umfang umzusetzen, wird der Analysis Node vorhandene Einrichtungen und Aktivitäten, sowie Daten- und Informationssysteme schrittweise nutzerorientiert ergänzt. Angebote sind generell im gesamten Themenspektrum der Oberflächengewässer-relevanten Kerndisziplinen möglich. Folgende Kategorien von Services werden verschiedenen Nutzergruppen nach festgelegten Kriterien zugänglich gemacht:
- Zugriff auf Messtechnik/-equipment und Messplattformen: Spurenstoffanalytik, bootgestützte kontinuierliche Lagrange Messungen, ökotoxikologische Wirkungsanalytik, kontinuierliche Langzeitmessungen in urban geprägten Fließgewässern; Messinfrastruktur im Rahmen des Urbanen Observatoriums Dresden und der Test Site Obere Elbe
- Expertise bezüglich Probenahme, online-Messungen in Oberflächengewässern und Labor-Analytik von Oberflächengewässerproben: Methodenkatalog und Empfehlungen zu Probenahmestrategien und -konzepten
- Integration und Bereitstellung von Daten: Zugriff auf bestehende Daten, z.B. Wassergütedaten, Daten zu Mikroschadstoffen und Antibiotikaresistenzen/Pathogenen, Schwermetallen; Integration der Daten aus den DANUBIUS-RI Plattformen
- Beratung und fachliche Begleitung z.B. bei der Planung von Probenahme und Analytik und zur Durchführung von Messkampagnen, zur Datengrundlage für die Modellierung (Hydrologie, Stofftransport, Gewässergüte) etc., Beteiligung an Messprogrammen / Probennahmekampagnen
- Weiterbildung im Bereich Probenahme und Analytik von Oberflächengewässer-Proben: Organisation von Workshops und Konferenzen, Entwicklung von Weiterbildungskonzepten, Weiterbildungsmöglichkeiten für Gastwissenschaftler im Rahmen von gemeinsamen Forschungsprojekten, Graduierungsarbeiten etc.
