Mikrobiell gesteuerte Prozesse in H盲fen und Wasserstra脽en
Die anthropogene Nutzung von Wasserstra脽en, die zu H盲fen und von diesen weg f眉hren, ist mit intensiven Unterhaltungsma脽nahmen an den Fahrrinnen verbunden. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Ma脽nahmen ist der Abtransport von sedimentiertem Material, das entweder in andere Teile der Gew盲sser oder an Land verbracht wird. Zusammen mit Kollegen von der TU Delft, Niederlande (Prof. Dr. Julia Gebert, Dept. Geoscience & Engineering) untersuchen wir am Beispiel des Hamburger Hafens und des Seehafens Emden die Bedeutung von Mikroorganismen und deren Stoffwechselaktivit盲t im Zusammenhang mit verschiedenen Unterhaltungsstrategien der Fahrrinne.
Aufgrund des Vorhandenseins von abbaubarer organischen Substanzen, reduzierten anorganischen Verbindungen (z.B. NH4+, Mn2+, Fe2+) und begrenzten Sauerstoffdiffusionsraten entwickeln sich in feink枚rnigen Sedimenten, die sich in Niedrigwasserbereichen an der Flusssohle absetzen, schnell reduzierende Bedingungen. Unter diesen reduzierenden Bedingungen f眉hrt der mikrobiell vermittelte Abbau der organischen Substanz im Sediment (SOM) zu einer Gasproduktion (z.B. Methan, Kohlendioxid). Aufgrund der Variabilit盲t der SOM-Zusammensetzung und damit der Abbaubarkeit variiert der Grad der Gasproduktion in Raum und Zeit. Der Abbau von SOM und die damit verbundene Gasbildung kann eine Reihe von Problemen mit sich bringen, wie z. B. 脛nderungen der Sedimentdichte, Viskosit盲t, Scherfestigkeit und Rheologie. Dies wiederum spiegelt sich in einer verz枚gerten Sedimentkonsolidierung, Anf盲lligkeit der Sedimentkonstruktionen gegen眉ber Erosion und Bodensenkungen wider. Die Produktion von Gasblasen kann die schalltechnische Tiefenortung behindern. Au脽erdem ist bekannt, dass Methan stark zur globalen Erderw盲rmung beitr盲gt. Die Resuspension von potentiellen sedimentgebundenen Verunreinigungen kann ein weiteres Problem darstellen. In dieser Studie untersuchen wir den Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und der Abbaubarkeit und Umsatzrate von SOM. Diese Erkenntnisse liefern die Grundlage f眉r gezielte 脛nderungen spezifischer Pflegema脽nahmen. Die mikrobiologische Studie ist ein Teilprojekt von (Leitung: , TU Delft) innerhalb des Sedimentforschungsnetzwerks .
Der Seehafen Emden vermeidet die kostenintensive Umlagerung von Schlamm in den Wasserstra脽en nach dem Ausbaggern. Stattdessen werden die Sedimente durch den Schleppsaugbagger (TSHD) zirkuliert und wieder ins Wasser abgegeben. Dadurch entsteht eine gut bel眉ftete, fl眉ssige Schlammschicht, in der Schiffe navigieren, segeln und man枚vrieren k枚nnen. M枚gliche Erh枚hungen des Abflusses von S眉脽wasser aus dem Hinterland, die als Folge des Klimawandels prognostiziert werden, k枚nnen dieses gut funktionierende System jedoch ver盲ndern. In diesem Projekt werden die TU Delft (Leitung: ), Deltares, 黑料视频 und die Universit盲t Hamburg Mesokosmen-Experimente durchf眉hren, um zu untersuchen, ob und wie die mikrobielle Gemeinschaft und ihre Aktivit盲t sowie die rheologischen Parameter des Sediments und die Abbaubarkeit organischer Stoffe im Seehafen durch die voraussichtlichen Ver盲nderungen der Hinterlandwassereinleitung in den Hafen beeinflusst werden. Am Ende des Projektes wird eine Empfehlung an die nieders盲chsischen H盲fen zu zuk眉nftigen Sediment- und Wassermanagementstrategien gegeben, da diese im Mittelpunkt des laufenden EU INTERREG Projektes NON-STOP im Emder Hafen stehen.
Kontaktpersonen
Prof. Dr. Mirjam Perner (mperner(at)geomar.de)
Dr. Stefanie B枚hnke-Brandt (sboehnke-brandt(at)geomar.de)