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MEGAPOL:
MEGAPOL - Fingerabdruck einer Megastadt in chinesischen Randmeeren; Leitantrag; Vorhaben: Koordination (TP1), Untersuchungen der Schadstoffverteilungen und der Hydrodynamik im Südchinesischen Meer (TP2)

Laufzeit:
01.08.2017 - 31.12.2020
Projektleitung:
Prof. Dr. habil. Joanna J. Waniek
Finanzierung:
BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
Forschungsschwerpunkte:
Schwerpunkt 3: Ökosysteme im Wandel
Schwerpunkt 4: Küstenmeere und Gesellschaft
Projektpartner:
Universität Hamburg, Institut für Meereskunde
Helmholtz-Zentrum Geesthacht – Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG)
Universität Hamburg, Institut für Geologie
Shanghai Jiao Tong University, Institute of Oceanography
2nd Institute of Oceanography, Hangzhou, State Oceanographic Department
Guangzhou Marine Geological Survey
Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences (YANTAI/CAS)

Das Verbundvorhaben Megacity’s fingerprint in Chinese southern marginal seas: Investigation of pollutant fingerprints and dispersal in Perlfluss und Südchinesischem Meer hat zum Ziel, die Umweltveränderungen auf dem nördlichen Schelfgebiet des Südchinesischen Meeres bis in die tieferen ozeanischen Regionen interdisziplinär zu untersuchen, um die Auswirkungen anthropogener und natürlicher Veränderungen auf das marine Ökosystem zu verstehen. Das Untersuchungsgebiet stellt ein ideales Modellsystem dar, um Austauschprozesse Land-Ozean (Perlfluss), Veränderungen der physikalischen Antriebe (Monsun, Zirkulation), anthropogene Stoffflüsse (u.a. Mikroplastik, Schadstoffe, Quecksilber), die Effekte eines Ballungszentrums (Guangzhou, Hongkong) auf die Wechselwirkung Land-Küste-Ozean sowie die Auswirkungen von klimatischen Änderungen in einem sehr sensiblen marinen Ökosystem besser zu verstehen. Die physikalischen, bio-geochemischen und Ökosystem Modellierungen werden Erkenntnisse zum Einfluss von wechselnden Umweltparametern auf die Veränderungen der marinen Stoffkreisläufe (N, P, C) liefern sowie Aussagen zu zeitlicher und räumlicher Variabilität der ozeanischen Prozesse ermöglichen. Basis der Arbeitsplanung in diesem Verbund sind Hypothesen, die zwischen allen Partnern gemeinsam disziplinübergreifend und bilateral bearbeitet werden. Die geplanten Expeditionen auf deutschen und chinesischen Forschungsschiffen sollen zur Daten- und Probengewinnung für chemische, biologische, geologische und hydrographische Untersuchungen dienen. Ein intensives Austauschprogramm soll die Zusammenarbeit deutscher und chinesischer Wissenschaftler stärken. Dieses Verbund ist mit 4 deutschen und 5 chinesischen Partnern thematisch an das Zwillingsprojekt Megacity’s fingerprint in Chinese eastern marginal seas: Investigation of pollutant fingerprints and dispersal (Koordinator: Dr. Pohlmann), gekoppelt. Unser Vorhaben trägt zur Strategie der Bundesregierung zur Internationalisierung von Wissenschaft und Forschung bei und stärkt die bestehende bilaterale Zusammenarbeit der beteiligten Partnerinstitutionen im Bereich der Meeresforschung. Die Synthese der wissenschaftlichen Ergebnisse des Projektes dient hauptsächlich der Politikberatung im Rahmen des Programmes „Forschung für nachhaltige Entwicklungen“ (FONA). Unsere Studien in einem regionalen Schlüsselgebiet, stark durch klimatische Veränderungen beeinträchtigt, werden wichtige wissenschaftliche Grundlagen für das Management zur Entwicklung von Megastädten, einer politischen Steuerung zur Verringerung von Nährstoff- und Schadstoffeinträgen in Küstenmeere sowie zur Beratung bei der Nutzung von Ressourcen (z.B. Fischerei, Aquakultur) beitragen. Diese Ergebnisse sind nicht auf das Untersuchungsgebiet beschränkt, sondern können modellhaft auf andere marine Ökosysteme angewendet werden. Im Rahmen der Zusammenarbeit werden innovative technologische Entwicklungen eingesetzt und Neuentwicklungen erwartet, die auch zu einer Stärkung der industriellen Verwertung führen können, zum Beispiel bei einem Konzept für eine Umweltüberwachung, das auf moderner Sensorik beruht.

Publikationen

  • Birgit Gaye, Niko Lahajnar, Helena C. Frazão, Marc Metzke, Carolin Perkuhn, Ralf Prien, Shichao Tian, Joanna J. Waniek (2024). Amino Acids as Indicators of Organic Matter Sources and Degradation in Suspended Matter off the Pearl River: Indications for Resuspension in the Northern South China Sea. Journal of Geophysical Research - Oceans 129/12: , doi:10.1029/2024JC021519
  • Dellwig, O., A. Köhler, F. Kurzweil, M. Schönke, A. Wegwerth, S. Krüger, R. Mars, S. Plewe, I. Schuffenhauer, R. Zhang, H. C. Frazão, J. J. Waniek and H. W. Arz (2023). Behaviors of redox-sensitive tungsten and molybdenum in the northern South China Sea: From the Pearl River to the continental slope. Estuar. Coast. Shelf Sci. 292: 108485, doi: 10.1016/j.ecss.2023.108485
  • Mi, L., Z. Xie, W. Xu, J. J. Waniek, T. Pohlmann and W. Mi (2023). Air-sea exchange and atmospheric deposition of phthalate esters in the South China Sea. Environ. Sci. Technol. 57: 11195-11205, doi: 10.1021/acs.est.2c09426
  • Mi, L., Z. Xie, L. Zhang, J. J. Waniek, T. Pohlmann, W. Mi and W. Xu (2023). Organophosphate esters in air and seawater of the South China Sea: Spatial distribution, transport, and air-sea exchange. Environ. Health 1: 191-202, doi: 10.1021/envhealth.3c00059
  • Chen, Y., W. Sui, J. Wang, D. He, L. Dong, J. J. Waniek and F. Wang (2023). Refractory humic-like dissolved organic matter fuels microbial communities in deep energy-limiting marine sediments. Sci. China Earth Sci. 66: 1738-1756, doi: 10.1007/s11430-022-1123-y
  • Xie, R., J. Qi, C. Shi, P. Zhang, R. Wu, J. Li and J. J. Waniek (2023). Changes of dissolved organic matter following salinity invasion in different seasons in a nitrogen rich tidal reach. Sci. Total Environ. 880: 163251, doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.163251
  • Wu, J., Z. Zhu, J. J. Waniek, M. Niu, Y. Wang, Z. Zhang, M. Zhou and R. Zhang (2023). The biogeography and co-occurrence network patterns of bacteria and microeukaryotes in the estuarine and coastal waters. Mar. Environ. Res. 184: 105873, doi: 10.1016/j.marenvres.2023.105873
  • Reineccius, J., M. Schönke and J. J. Waniek (2023). Abiotic long-term simulation of microplastic weathering pathways under different aqueous conditions. Environ. Sci. Technol. 57: 963-975, doi: 10.1021/acs.est.2c05746
  • Zhou, Q., C. Tu, Y. Liu, Y. Li, H. Zhang, A. Vogts, S. Plewe, X. Pan, Y. Luo and J. J. Waniek (2022). Biofilm enhances the copper (II) adsorption on microplastic surfaces in coastal seawater: Simultaneous evidence from visualization and quantification. Sci. Total Environ. 853: 158217, doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.158217
  • Chen, K., M. Zhou, Y. Zhong, J. J. Waniek, C. Shan and Z. Zhang (2022). Effects of mixing and stratification on the vertical distribution and size spectrum of zooplankton on the shelf and slope of the northern South China Sea. Front. Mar. Sci. 9: 870021, doi: 10.3389/fmars.2022.870021
  • Waniek, Joanna J., Helena C. Frazão, Ingo Schuffenhauer, Robert Mars (2021): Physical oceanography during the cruise Hai Yang Di Zhi Shi Hao in South China Sea in September 2018. PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.936352, doi: 10.1594/PANGAEA.936352
  • Waniek, Joanna J., Helena C. Frazão, Ralf D. Prien, Siegfriend Krüger, Ingo Schuffenhauer, Robert Mars (2021): Physical oceanography during the cruise SO269 in South China Sea in August/September 2019. PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.938934, doi: 10.1594/PANGAEA.938934
  • Waniek, Joanna J., Helena C. Frazão, Ralf D. Prien, (2021): Underway physical oceanography and meteorological measurements during the SO269 cruise in South China Sea in August 2019. PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.939230, doi: 10.1594/PANGAEA.939230
  • Waniek, Joanna J., Helena C. Frazão, Ralf D. Prien, Siegfried Krüger, Ingo Schuffenhauer, Robert Mars, (2021): Physical oceanography (p-CTD) during the cruise SO269 in South China Sea in August/September 2019. PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.939183, "doi:10.1594/PANGAEA.939183"
  • Waniek, Joanna J., Detlef Schulz-Bull, Helena C. Frazão, Birgit Sadkowiak, Lars Kreuzer, Jenny Jeschek, Madleen Dierken, (2022): Biological and chemical water properties measured in water bottle samples during the cruise SO269 in South China Sea in August/September 2019. PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.940104, "doi:10.1594/PANGAEA/940104"
  • Kuss, J., H. C. Frazão, D. E. Schulz-Bull, Y. Zhong, Y. Gao and J. J. Waniek (2021). The impact of typhoon “Mangkhut” on surface water nutrient and chlorophyll inventories of the South China Sea in September 2018. J. Geophys. Res. Biogeosciences 126: e2021JG006546, doi: 10.1029/2021JG006546
  • Zhou, Q., C. Tu, J. Yang, C. Fu, Y. Li and J. J. Waniek (2021). Trapping of microplastics in halocline and turbidity layers of the semi-enclosed Baltic Sea. Front. Mar. Sci. 8: 761566, doi: 10.3389/fmars.2021.761566
  • Deich, C., M. Kanwischer, R. Zhang and J. J. Waniek (2023). Natural and synthetic estrogenic compounds in the Pearl River Estuary and northern shelf of the South China Sea. Oceanologia 65: 30-43, doi: 10.1016/j.oceano.2021.08.001
  • Tu, C., Y. Liu, L. Li, Y. Li, A. Vogts, Y. Luo and J. J. Waniek (2021). Structural and functional characteristics of microplastic associated biofilms in response to temporal dynamics and polymer types. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 107: 633-639, doi: 10.1007/s00128-021-03333-1
  • Zhong, Y., M. Zhou, J. J. Waniek, L. Zhou and Z. Zhang (2021). Seasonal variation of the surface Kuroshio intrusion into the South China Sea evidenced by satellite geostrophic streamlines. J. Phys. Oceanogr. 51: 2705-2718, doi: 10.1175/jpo-d-20-0242.1
  • Yu, S., F. Chen, X. Jing, C. Chen, C. Zhuang, Q. Li, Y. Zhou, Z. Xia, H. Gan, K. Fisch and J. J. Waniek (2021). Increasing terrigenous pollen input in the late Holocene: Indications of intensive human activity and accelerated delta plain progradation. Mar. Geol. 439: 106547, doi: 10.1016/j.margeo.2021.106547
  • Reineccius, J., J. Bresien and J. J. Waniek (2021). Separation of microplastics from mass-limited samples by an effective adsorption technique. Sci. Total Environ. 788: 147881, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.147881
  • Deich, C., H. C. Frazão, J.-S. Appelt, W. Li, T. Pohlmann and J. J. Waniek (2021). Occurrence and distribution of estrogenic substances in the northern South China Sea. Sci. Total Environ. 770: 145239, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.145239
  • Joanna J. Waniek, Detlef E. Schulz-Bull, Birgit Gaye, Ralf Ebinghaus, Friederike Kunz, Thomas Pohlmann, Kay-Christian Emeis (eds): Megacity’s fingerprint in Chinese marginal seas, Meereswiss. Ber., Warnemünde, 116 (2021), 1-62,doi:10.12754/msr-2021-0116
  • Fisch, K., R. Zhang, M. Zhou, D. E. Schulz-Bull and J. J. Waniek (2021). PPCPs - A human and veterinary fingerprint in the Pearl River delta and northern south China sea. Emerging Contaminants 7: 10-21, doi: 10.1016/j.emcon.2020.11.006
  • Tu, C., T. Chen, Q. Zhou, Y. Liu, J. Wei, J. J. Waniek and Y. Luo (2020). Biofilm formation and its influences on the properties of microplastics as affected by exposure time and depth in the seawater. Sci. Total Environ. 734: 139237, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139237
  • Zhou, Q., H. Zhang, J. J. Waniek and Y. Luo (2020). The distribution and characteristics of microplastics in coastal beaches and mangrove wetlands. In: Microplastics in terrestrial environments - Emerging contaminants and major challenges. Ed. by D. He and Y. Luo. Cham: Springer (The handbook of environmental chemistry ; 95): 77-92, doi: 10.1007/978-3-030-56271-7
  • Zhou, Q., C. Tu, C. Fu, Y. Li, H. Zhang, K. Xiong, X. Zhao, L. Li, J. J. Waniek and Y. Luo (2020). Characteristics and distribution of microplastics in the coastal mangrove sediments of China. Sci. Total Environ. 703: 134807, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134807
  • Deich, C., M. Kanwischer, M. Jähne and J. J. Waniek (2020). Patterns of estrogenic activity in the Baltic Sea. Chemosphere 240: 124870, doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.124870
  • Kaiser, D., D. E. Schulz-Bull and J. J. Waniek (2018). Polycyclic and organochlorine hydrocarbons in sediments of the northern South China Sea. Mar. Poll. Bull. 137: 668-676, doi: 10.1016/j.marpolbul.2018.10.039
  • Fisch, K., B. Li, Q. Liang, Y. Wang, Y. Ni, K. Liang, M. Zhoud, J. J. Waniek and D. E. Schulz-Bull (2017). Occurrence of the two endocrine disruptors octocrylene and nonylphenoxyacetic acid in four Chinese aquatic systems. J. Aquat. Poll. Toxicol. 1: 19, http://www.imedpub.com/articles/occurrence-of-the-two-endocrine-disruptors-octocrylene-and-nonylphenoxyacetic-acid-in-four-chinese-aquatic-systems.pdf
  • Hettwer, K., M. Jähne, K. Frost, M. Giersberg, G. Kunze, M. Trimborn, M. Reif, J. Türk, L. Gehrmann, F. Dardenne, F. De Croock, M. Abraham, A. Schoop, J. J. Waniek, T. Bucher, E. Simon, E. Vermeirssen, A. Werner, K. Hellauer, U. Wallentits, J. E. Drewes, D. Dietzmann, E. Routledge, N. Beresford, T. Zietek, M. Siebler, A. Simon, H. Bielak, H. Hollert, Y. Müller, M. Harff, S. Schiwy, K. Simon and S. Uhlig (2018). Validation of Arxula Yeast Estrogen Screen assay for detection of estrogenic activity in water samples: Results of an international interlaboratory study. Sci. Total Environ. 621: 612-625, doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.11.211
  • Fisch, K., J. J. Waniek, M. Zhou, Z. Xia and D. E. Schulz-Bull (2017). Antibiotics in three Chinese coastal systems: Huangpu River, East China Sea, Pearl River Estuary. J. Aquat. Poll. Toxicol. 1: 13, http://www.imedpub.com/aquatic-pollution-and-toxicology