Die von Matthias Zessner geleitete Forschungsgruppe befasst sich mit der Identifikation bzw. der Quantifizierung der Quellen und Eintragspfade von Stoffen in die Oberflächengewässer. Das breite Spektrum der betrachteten Stoffe umfasst Nährstoffe (N und P), Schwermetalle und organische Spurenstoffe. Aufgrund des in der Forschungsgruppe gesetzten Schwerpunkts der diffusen Emissionsmodellierung zeichnen sich das Team und die bearbeiteten Projekte durch ein hohes Maß an Interdisziplinarität aus, da viele Kompetenzen gefordert sind, um das Verständnis der komplexen Transport- und Speicherprozessen in Flussgebieten zu ermöglichen.   

Eine Kernaktivität der Gruppe ist die Modellierung von Emissionen auf Einzugsgebietsebene, wobei MONERIS, MoRE und PhosFate die zentral angewandten Modelle und Tools sind. Die zweite Haupttätigkeit besteht in der Entwicklung und Anwendung von Ansätzen für die Stoffflussanalyse über unterschiedliche Skalen, sowie in verschiedenen umwelt- und anthropogen beeinflussten Kompartimenten, die im Zusammenhang mit Flussgebieten stehen. Die dritte Säule des Teams ist die Entwicklung von innovativen Techniken und Ansätzen für ein optimiertes Monitoring der Gewässerqualität. Aufgrund der ambivalenten und zentralen Rolle von Phosphor als limitierte Ressource und als potentieller Schadstoff, beschäftigt sich die Gruppe darüber hinaus mit Fragestellungen über das Potential von Recycling aus dem Abwasser und Klärschlamm sowie den zu erwartenden umwelt- und wirtschaftlichen Auswirkungen eines Recyclings.

Die Projekte teilen ein gemeinsames Ziel, indem sie die Unterstützung der Entwicklung von politischen Strategien auf lokaler, regionaler, nationaler und grenzübergreifender Ebene anstreben. Ambition der Forschungsgruppe ist daher, das wissenschaftliche Verständnis als auch begleitend Methoden zu entwickeln und zu testen, die geeignet sind relevante praktische Fragestellungen angemessen zu behandeln.