Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Detektion von Schwermetallkontaminationen in den Elb- und Muldeauen

Motivation

Das Auenökosystem wird neben der Dynamik des Hochwassers, der Zufuhr von  Nährstoffen sowie natürlichen Katastrophen auch durch die Nutzung des  Menschen erheblich beeinflusst. Dabei zeigen insbesondere anthropogen  angereicherte Schwermetalle, vor allem nach den verstärkt auftretenden  Extrem-Hochwässern an der Elbe (2002, 2006), in denen Schadstoffe  mobilisiert und in die Auenböden eingetragen wurden, ein brisantes  Umweltproblem auf. Neben der Beeinträchtigung des  biologisch-ökologischen Zustandes und der Konsequenzen für Nutzung der  Acker- und Weidenflächen besteht ein Risiko für die Gesundheit der  Menschen durch den Transfer über die Nahrungskette.  Es besteht  nach den verstärkt auftretenden Extrem-Hochwässern an der Elbe in dem  Schadstoffe mobilisiert und in die Auenböden eingetragen wurden, ein  Handlungsbedarf zur Forschung. Die gegenwärtig verwendeten Techniken, um  Vegetation und landwirtschaftliche Nutzungseinschränkungen auf  schwermetallkontaminierten Böden zu erforschen, sind zeitraubend und vor  allem kleinräumig anwendbar. Die Fernerkundung bietet die Möglichkeit  einer schnellen und kosteneffektiven Methode für die flächenhafte  Ermittlung des Ausmaßes einer Belastung, da die Bodenkontamination einen  Einfluss auf die Physiologie der Pflanzen hat und diese Reaktionen  mittels Fernerkundungsdaten erfasst werden können.

Hochwasser 2002

Hochwasser 2002

Hochwasser 2002

Ziele

Ziel der  Forschungsarbeit ist es, mit Hilfe von spektrometrischen Feld- und  Labormessungen den aktuellen Belastungszustand des Auenökosystems zu  beurteilen. Dabei werden die ökotoxikologischen Effekte der Böden  indirekt aus den spektralen Eigenschaften der Auenvegetation abgeleitet  und Algorithmen zur Parametrisierung bzw. Trennung von Stressmerkmalen  bei der Auenvegetation entwickelt.

Daten und Methoden

Mit verschiedenen Vegetationsindizes,  Methoden zur Red-Edge-Position-Bestimmung sowie der Funktionsanalyse  wird die Spektralkurve der Vegetation normiert, um das Potenzial der  Methoden zur Detektion von Schwermetall-Stress an den Auenpflanzen zu  untersuchen. Eine Validierung der daraus resultierenden  Schadensklassifikation wird durch analytische Untersuchungen erfolgen.  Mit der Bestimmung des Chlorophyll- und Schwermetallgehalts können  Pflanzenparameter einerseits und Indikatoren der Bodengüte andererseits  ermittelt werden, die für eine nachhaltige Nutzung und den Schutz der  Böden dringend notwendig sind. Es werden außerdem verschiedene  hyperspektrale abbildende Spektrometer aus den Basismessungen simuliert.  Dabei ist die Übertragbarkeit von den punkthaften spektrometrischen  Messungen auf die Fernerkundungsdaten zur flächendeckenden Analyse  belasteter bzw. kontaminierter Auenstandorte zu untersuchen. Weiterhin  wird geprüft, ob die Fernerkundung für ökologische Fragestellungen  operationell genutzt werden kann und damit ein Werkzeug zur Realisierung  eines flächendeckenden Schutzes der biotischen und abiotischen  Naturgüter ist.

Gefäßversuch Götze

Gefäßversuch Götze

Gefäßversuch Götze

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