Projekt 06936/01

Tiefenprofile von chlorierten Kohlenwasserstoffen unter besonderer Berücksichtigung der Dioxine in subhydrischen Böden der Bundesrepublik Deutschland

Projektträger

Freie Universität BerlinFachbereich GeowissenschaftenFachrichtung Physische GeographieGeomorphologisches Laboratorium
Malteserstr. 74 - 100
12249 Berlin
Telefon: 030/838-4888

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Rahmen von Monitoringaufgaben und Routineanalysen sind Sedimentanalysen hinsichtlich Standardparametern erforderlich. Da nicht alle Parameter an sämtlichen Proben bis in den präindustriellen Background analysiert werden können und müssen, sollte für Monitoringprogramme aus Gründen der Kostenersparnis in Abhängigkeit von geogen-sedimentologischen Gegebenheiten und der jeweiligen Fragestellung ein gestaffeltes Mindestuntersuchungsprogramm für organische Umweltchemikalien erarbeitet werden, das im Baukastenprinzip erweitert werden kann. Als Ziel des Projektes sollte nach Diskussion des methodisch-analytischen Konzeptes unter Einbeziehung von ökotoxikologischen Tests eine konkrete Handlungsanleitung zur Analyse von Gewässern anhand der Sedimente erarbeitet werden, die damit betrauten Institutionen ein abgestuftes Verfahren vorschlägt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Forschungsprojektes wurden an 5 Probennahmelokalitäten unterschiedlicher Kontaminationslevel und geochemischer Charakteristika mittels methodischen Vergleichs die Kontaminations-historie der PCDD/F, PCB, selektierter persistenter Pestide (DDX, HCH, HCB) und PAH analysiert. Zusätzlich wurden an Sedimentparametern der Wassergehalt, die Trockensubstanz, der organische und anorganische Kohlenstoffgehalt, der Schwefel- und Phosphorgehalt und teilweise mittels Pb-210 und Cs-137 die Sedimentationsrate bestimmt. An Spurenmetallen wurden Cd, Pb, Zn, Cu, Cr sowie die Metalle Fe und Mn erfaßt.
Die Probennahmelokalitäten sind: das Arkonabecken; der Bugsinsee; der Quenzsee in Brandenburg; der Teltowkanal bei Berlin-Chemie; der Weiße See in Berlin. Die Sedimente wurden mittels feinstratigraphischer Bohrverfahren sedimentologisch aufgenommen und teufengerecht an selektierten Abschnitten analysiert.
Modellhaft wurden am Weißen See in der 2. Phase Kurzkerne, inklusive Porenwasser und Benthalwasser, die Wasserphase und die Wasser/Luft-Grenzschicht, die Bioverfügbarkeit nach Ingestion und die Desorption durch sequentielle Eluation ermittelt.
Auf der Basis der Erfahrungen des Projektes wurde ein methodisches Konzept zur Analysenstrategie unterschiedlich durch organische Umweltchemikalien kontaminierte Sedimente erstellt, das ein abgestuftes Vorgehen bei der Analyse erlaubt und im Rahmen eines Expertengespräches diskutiert wurde.


Ergebnisse und Diskussion

Aufbauend auf den Kontaminationshistorien wird folgendes stufenweises Vorgehen für organische Umweltchemikalien empfohlen:
In einer ersten Phase sollen nur PAH, PCB, DDD und DDE analysiert werden, denen sich je nach Kontaminationslevel in einer zweiten Phase DDT, HCB und PCDD/F anschließen sollten.
HCHs sollten nur in Verdachtsmomenten analysiert werden, da sie sich als kaum relevant außerhalb des Einflußbereiches der Elbe erwiesen und wegen der niedrigen LogKow-Werte durch eine geringe Sorption an Sedimenten und Schwebstoffen charakterisiert sind.
Eine Erfassung der DDT-Metaboliten DDMU (aus DDE), DDMS (aus DDD) und DDCN ist zur Beobachtung der DDT-Altlast sinnvoll.
Chlordan, Heptachlor, Heptachlorepoxid, Aldrin, Dieldrin, Endrin, Ketoendrin, a-, ß-Endosulfan, Endosulfansulfat, Toxaphen und Hexachlorbutadien wurden in Übereinstimmung mit Götz et al. 1990, Maaß et al. 1997, Franke et al. 1995 und Schwarzbauer 1997 nicht detektiert oder ausnahmsweise nahe der Nachweisgrenze analysiert - sie besitzen keine Relevanz.

Als Beprobungstiefe wird in Kenntnis der Kontaminationslevel folgendes Raster vorgeschlagen:

· In Backgroundgebieten (Arkonabecken oder Bugsinsee) 0 - 20 cm
· In urban-industriellen Arealen ohne Informationen über die Kontaminatinoshistorie (Weißer See und Teltowkanal) 0 - 100 cm
· In urban-industriellen Arealen mit Informationen über die Kontaminatinoshistorie bis in den Zeitraum von 1900 (Quenzsee) 0 - > 200 cm

Das Bewertungschema der ARGE-ELBE für organische Umweltchemikalien wurde an nicht-elbebeeinflußte Gewässer nach Literaturrecherche adaptiert.
Die Erfassung der Spurenmetalle, der Toxizität und gegebenenfalls der Bioverfügbarkeit wird in die Handlungsanleitung zur Analyse von Gewässern anhand der Sedimente einfließen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Präsentation des Analysenchemas auf der GUG-Tagung in Hannover 1998; Expertengespräch im November 1998 zur Vorstellung der Ergebnisse vor Vertretern des UBA und des Senates von Berlin zur Erarbeitung einer Handlungsanleitung zur Analyse von Gewässern anhand der Sedimente; Präsentation der Resultate zum Weißen See auf der GUG-Tagung in Göttingen 1999; Präsentation der PCDD/F-Resultate auf der Dioxin ´99 in Venedig und Publikation in einer Fachzeitschrift; Publikation des Projekt-endberichtes auf der Homepage der Arbeitsgruppe.


Fazit

Die angestrebten Ziele sind im Rahmen des Projektes weitgehend erfüllt worden. Um eine höhere zeitliche Auflösung der Datierung zu gewinnen, ist entsprechend der Sedimentationsbedingungen eine größe-re Anzahl an Proben zu bearbeiten. Empfohlen werden mindestens 15 - 20 Proben pro Kern.
Das methodisch-analytische Konzept ist nach Implementierung der Spurenmetalle, ökotoxikologischer Tests und ökologischer Parameter als Handlungsanleitung an Gewässern unterschiedlicher Kontaminationsgrade zu testen.
Der Weiße See wird, wie vom SenSUT-Berlin signalisiert, im Rahmen eines Monitoringprogrammes weiter analysiert.

Übersicht

Fördersumme

101.338,05 €

Förderzeitraum

10.08.1995 - 12.10.1999

Bundesland

Bundesrepublik Deutschland

Schlagwörter

Bundesrepublik Deutschland
Landnutzung
Ressourcenschonung
Umwelttechnik