Rosenbaum-Mertens, Jens:

Seesedimente als Schadstoffarchive : Veränderungen im Schwermetalleintrag in die Umwelt seit 1945 ; hochauflösende Untersuchungen von Seeablagerungen in Industriezonen und naturbelassenen Bereichen

Duisburg-Essen (2003), XV, 192 S.
Dissertation / Fach: Allgemeines, Sonstiges
Fakultät für Biologie » Geologie
Dissertation
Abstract:
Die Sedimente dreier Stauseen in Nordrhein-Westfalen wurden hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs der Schwermetall- und Metalloideinträge untersucht. Untersuchungsobjekte waren zwei hochbelastete Ruhrstauseen (Harkortsee bei Hagen und Stausee Echthausen bei Arnsberg-Neheim), sowie ein gering belasteter See in der Nordeifel (Urftsee bei Schleiden). Es konnte mit Hilfe von Altersbestimmungsverfahren eine zeitlich hochauflösende Belastungschronologie für den Zeitraum von 1945 bis 1999 erstellt werden. Die Sedimentproben wurden mittels Röntgenfluoreszensspektroskopie auf die Verteilung der Haupt-, Neben- und Spurenelemente hin untersucht. Mit Hilfe eines achtstufigen sequentiellen Extraktionsverfahrens wurden die Unterschiede der Metallbindungsformen und die Mobilität von Schwermetallen geogener und anthropogener Herkunft abgeschätzt. Die höchsten Schadstoffeinträge in die drei Stauseen erfolgten, auf unterschiedlich hohem Niveau, in den 1960er und 1970er Jahre und gingen in der Folgezeit sehr stark zurück. Durch industriehistorische Recherchen ließen sich die Belastungsursachen lokalen Quellen zuordnen. Es konnte für den Urftsee eine geringe Belastung durch Bergbauwässer (Pb, Cd) festgestellt werden. Die Stauseesedimente Echthausen wurden stark durch den Pb-Zn-Bergbau aus dem westfälischen Ramsbeck kontaminiert, während die Sedimente des Harkortsees hochgradig durch die Eisen- und Stahlindustrie (Cr, Cu, Zn, Ag, Sb, Sn, Ni und Pb) sowie durch eine Batteriefabrik (Cd, Pb, Ni) belastet worden sind. Die As-Einträge konnten im Harkortsee bis in die Mitte der 1960er Jahre der Kohleverbrennung zugeordnet werden. Mit Beginn der 1980er Jahre zählt der Verkehr zu den Hauptverursachern der Bleieinträge in die Sedimente der Stauseen Harkort und Echthausen. Die Schadstoffzufuhr erfolgte dabei überwiegend über den Wasserweg, der Luftpfad trug mit einem maximalen Anteil von 2% (Harkortsee) nur wenig zur Belastung der Sedimente bei. Die Ergebnisse der Extraktionsuntersuchungen bestätigten die erheblich höhere Mobilität und Umweltverfübarkeit anthropogen eingetragener Schwermetalle. Mit der Reduktion anthropogener Einträge ging eine signifikante Veränderung zu stabileren Bindungsformen einher. Die in den Sedimenten hoch angereicherten Schadstoffe stellen keine akute sondern eine langfristige Umweltgefährdung dar, da sie bei Milieuveränderungen oder Ausbaggerung außerordentlich stark mobilisiert werden können. Ursachen für die starke Verringerung der Schwermetalleinträge in den 1960er und 1970er Jahren waren überwiegend wirtschafts-struktureller Natur. Infolge von Schließungen bzw. Umwandlungen von Produktionsstätten kam es zum Wegfall zahlreicher Emissionsquellen. Erst Ende der 1970er Jahre konnten Auswirkungen administrativer Umweltschutzmaßnahmen in den Sedimenten festgestellt werden. Gesetzliche Regelungen zur Schadstoffbegrenzung in Produkten (Waschmittel, Benzin) bzw. die Einführung von Umweltabgaben für Unternehmen (Abwasserabgabengesetz), führten innerhalb eines Jahres zu markanten Schadstoffveringerungen. Veränderungen der Wasserrahmengesetzgebung führten zwischen 5 und 7 Jahren zu signifikanten Schadstoffrückgängen.

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