ALBERT

Description: Fünf verschiedene Methoden zur Bestimmung der Abbauraten organischer Substanz im Sediment wurden gleichzeitig auf rezentes schlicksandiges Material aus der Kieler Bucht angewandt und die Mineralisation organischer Substanz in Gramm Kohlenstoff pro Quadratmeter Sedimentoberfläche und Tag (g C*m-2*d-1) errechnet. Dabei wurde zwischen mikrobiologischen Methoden (2) sowie direkten und indirekten Bestimmungen (3) unterschieden. Die in vitro ermittelten Werte der unspezifischen wie der succinatspezifischen ETS-Aktivität sind im Vergleich mit den Eintragsraten organischen Materials ins Sediment und im direkten Vergleich mit den anderen Verfahren deutlich höher und deuten darauf hin, daß mit Hilfe dieser Methode keine direkten Aussagen über den in situ-Abbau gemacht werden können. Zudem weist diese Methode eine Reihe anderer Schwächen auf. Die zweite mikrobiologische Methode, die auch unter Laborbedingungen ausgeführte Messung des Umsatzes radioaktiv markierten Acetats in vivo, ergibt in Relation zur ersten deutlich niedrigere Werte, die allerdings auch noch über dem vertikalen Jahres-Input organischen Kohlenstoffes (40-50 g für die zentrale Kieler Bucht) in das Benthal liegen, und leidet ebenfalls unter methodischen Unzulänglichkeiten. Die direkte Mikrokalorimetrie, also die Bestimmung der Wärmeproduktion des Sedimentes, kommt ebenfalls auf eine nicht erklärbare, im Vergleich mit den Potentialmethoden aber geringere Überschätzung der Kohlenstoffmineralisation relativ zur jährlich eingetragenen Menge, ist aber gleichzeitig die umfassendste angewandte Methode, da sämtliche Stoffwechselaktivitäten über ihre Wärmefreisetzung erfasst werden. Als Vorteile kommen weiterhin die geringe Beeinflussung des Sedimentes und die Messung bei in situ-Temperatur hinzu. Die drei in jeweils viertägigem Abstand gemachten Messungen ergaben abnehmende Wärmeproduktionswerte mit zunehmender Hälterungszeit, wobei die dritte Messung eine um 25 % niedrigere Wrmeproduktion aufwies als die erste. Die klassische Methode der Messung der Sauerstoffzehrung von Sedimentkernen erbrachte im Vergleich mit der jährlichen Corg-Zufuhr realistische Werte, die noch per Addition der mittels Porenwasserflüsse berechneten Abbauraten durch Denitrifikation und Sulfatreduktion ergänzt wurden und dann etwa 80% des Ergebnisses der Mikrokalorimetrie erklären konnten. Der geochemische Ansatz, Mineralisationsraten über die Porenwasserflüsse zu ermitteln, führte in dieser Arbeit zu durchaus mit der Menge zugeführten organischen Materials vergleichbaren Ergebnissen, wobei besonders die Addition der Mineralisationsraten, die durch den Sulfat- und den Stickstofffluß erhalten wurden, brauchbare Werte lieferte. Diese ließen sich auch gut mit den im Kalorimeter gewonnenen Daten vergleichen, da sie rund 67% der Kalorimetriewerte erklären konnten. Die Abschätzung des Kohlenstoffflusses wurde nur über das Bicarbonation ausgeführt und die Ergebnisse deuten nur auf geringen Abbau organischer Substanz im Sediment hin. Eine Ergänzung durch die Betrachtung der anderen am Carbonatgleichgewicht beteiligten Spezies und eine Korrektur für die heterotrophe CO2-Fixierung konnte zu wirklichkeitsnäheren Resultaten führen.