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• W2109635238 abstract "Anthropogenically influenced rivers discharge massive loads of reactive Nitrogen (rN) into the German Bight. Increasing rN inputs lead to increased primary production in adjacent coastal zones which causes enhanced algal growth, shift in species composition and occurring oxygen deficiency resulting in eutrophication of aquatic ecosystems. Reducing accompanied negative side-effects requires a detailed assessment of sources and sinks of rN. In this thesis, nitrate sources in rivers discharging into the German Bight are determined by means of isotopic composition of nitrate. To estimate the amount of nitrate degraded in the adjacent coastal zone, denitrification rates in sediments of the north German Wadden Sea and the Elbe Estuary are determined.In chapter 2 and 3, the isotopic signal of nitrate in several rivers discharging into the German Bight is investigated. In general, German rivers are influenced by anthropogenic land use in their catchment areas which is mirrored in the isotopic value of nitrate that differs from pristine riverine isotopic signals. Strong seasonal variations in isotopic values are caused by assimilation processes in biological active seasons. All together, sources of rN and the nitrate consumption efficiency interrelated with the current velocity determines the isotopic composition of riverine nitrate.In chapter 4 and 5, the amount of nitrate degraded by denitrification within sediments of the adjacent coastal zone and within the Elbe Estuary is investigated. To do this, denitrification rates in various sediment types in seasonal resolution and varying distance to the Elbe River plume are determined. Furthermore denitrification rates along the nitrate gradient of the Elbe River are raised. It is seen that sediments under study have a generally high potential to degrade nitrate. The amount of denitrified nitrate depends mostly on nitrate concentration in the overlying water body, temperature and the organic matter content of the respective sediment. Even though relatively high denitrification rates in coastal German Bight sediments and in Elbe sediments are measured, respective sedimentary nitrate removal only buffers 17% of the total Elbe River nitrate load.In sum, this study contributes to a better identification of anthropogenic rN sources within the German Bight catchment and demonstrates on the one hand a high potential of the German Bight to buffer increasing nitrate loads which is on the other hand a limited capacity due to environmental conditions. In die Deutsche Bucht werden erhebliche Mengen reaktiven Stickstoffs aus menschlichen Quellen uber die Atmosphare und Flusse eingetragen. Der erhohte Stickstoffeintrag fuhrt zueiner gesteigerten Primarproduktion in der angrenzenden Kustenregion, welche in ein vermehrtes Wachstum von Algen, in eine Verschiebung der Artenzusammensetzung undteilweise auftretenden Sauerstoffmangel resultieren. Die technischen Masnahmen zur Reduktion der N-Eintrage und zur Zuruckfuhrung der Eutrophierung sind kostenintensiv, aberder Eutrophierung stehen auch naturliche Prozesse der Stickstoffzehrung – vorwiegend in Sedimenten der kustennahen Bereiche – entgegen. Um die Folgen und das Ausmas der Eutrophierung abschatzen und um die naturlichen Senken reaktiven Stickstoffs quantifizieren zu konnen, sind Untersuchungen zu der Herkunft, der Variabilitat in den Quellen und Senken, und zu internen Umsatzen von Stickstoff im Ubergang vom Land zum Meer erforderlich.In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe der Isotopensignatur des Nitrats Quellen reaktiven Stickstoffs in Nordseezuflussen bestimmt. Weiterhin werden Denitrifizierungsraten in Sedimenten des Elbeastuars und des Schleswig-Holsteinischen Wattenmeers bestimmt, so dass eine Abschatzung des naturlichen Nitratabbauvermogens der and die Elbe grenzende Kustenregion erfolgen kann.In den Kapiteln 2 und 3 wird der isotopische Fingerabdruck des Nitrats in verschiedenen Flussen bestimmt, die in die Deutsche Bucht munden. Diese Flusse sind durch einvorwiegend anthropogen genutztes Einzugsgebiet beeinflusst, was sich in einer charakteristischen Isotopensignatur widerspiegelt, die sich deutlich von der Isotopensignaturnaturnaher Flusse unterscheidet. Weiterhin zeigt sich eine starke saisonale Schwankung der Isotopensignatur, die durch Assimilationsprozesse von Mikroorganismen hervorgerufen wird. Die Quellen reaktiven Stickstoffs und die Effizienz des Nitratverbrauchs, beeinflusst von der jeweiligen Fliesgeschwindigkeit, bestimmen wesentlich die Isotopensignatur flussburtigen Nitrats.In den Kapiteln 4 und 5 wird untersucht, inwiefern die erhohten Nitrateintrage in Sedimenten der angrenzenden Kuste und innerhalb des Elbeastuars auf naturliche Weise mikrobiellabgebaut, beziehungsweise denitrifiziert werden konnen. Hierzu werden in saisonaler Auflosung Denitrifizierungsraten in verschiedenen Sedimenttypen in unterschiedlicherDistanz zur Elbemundung erhoben. Weiterhin werden im Nahrstoffgradienten des Elbeastuars Denitrifizierungsraten in unterschiedlichen Sedimenttypen bestimmt. Die Sedimente weisen generell ein relativ groses potentielles Nitratabbauvermogen auf. Es ist abhangig von der Nitratkonzentration im uberliegenden Wasserkorper, der Temperatur und dem organischem Kohlenstoffgehalt des Sedimentes. Sedimente des Schleswig-Holsteinischen Wattenmeers und des Elbeastuars neutralisieren etwa 17% der gesamten Nitratfracht der Elbe. Die Untersuchungen dieser Arbeit tragen also einerseits zur Identifizierung anthropogener Stickstoffquellen im Einzugsgebiet der Deutschen Bucht bei und zeigen zudem auf, dass kustennahe Sedimente der verbleibenden Flussastuare und derWattengebiete der Deutschen Bucht eine begrenzte Kapazitat besitzen, diese Quellen zu neutralisieren." @default.
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