Bestandsaufnahme der Schadstoffsituation, insbesondere mit Schwermetallen in Havel, Spree, Saale und Schwarze Elster im Hinblick auf die zukuenftige Gewaesserguete. Teilprojekt 7: Remobilisierung Abschlussbericht

The release of the heavy metals Cu, Cd, Pb, Cr, Ni, Fe, Mn, Zn, As, Se and Hg was investigated for eleven sediments of the rivers Saale (with reservoir Bleiloch), Mulde (with reservoir Muldenstein), Weisse Elster, Spree and Havel, all of them are tributaries of the Elbe. The interesting parameters were the dependance of the remobilization of mechanical disturbation, of the pH-value, the oxygen and the salt content of the liquid phase. The influence of mechanical disturbation is significant as there are produced fine particles with grain size <8 #mu#m of which up to 30% of the metals are bound. These small particles sink slowly and therefore remain long enough suspended as for metals can be mobilized by e.g. oxidation. With decreasing pH-value, the concentrations of all metals in the liquid phase increase. Under aerobic conditions, the mobilization is mainly independent on the composition of the sediment. For most of the sediment suspensions, the pH-value does not decrease during oxidation because of the high carbonate content of the sediments. Therefore, only a small part of the sediment bound metals are released. However, these metal concentrations may be relevant for drinking water. The sediments are a permanent long-term threat for the ecosystem. For the sediments of the Schwarze Elster and the Bleiloch, the pH-value of the sediment suspensions decreased immensely. We do not expect the pH-value to decrease in the same range in a river but in a standing water like the Bleiloch reservoir a shift of the pH and in consequence high metal concentrations are possible. Pretreatment of the sediments (freeze-drying, sonication) has no influence on the metal mobilization. Only small effect is caused by the salt content. The continuous experiments showed that the remobilization does not start before the main part of the iron has been precipitated as FeOOH. (orig.)Das Remobilisierungsverhalten der Schwermetalle Cu, Cd, Pb, Cr, Ni, Fe, Mn, Zn, As, Se und Hg aus elf verschiedenen Sedimentproben der Elbenebenfluesse Saale (mit Bleilochtalsperre), Mulde (mit Muldenstausee), Weisse Elster, Schwarze Elster, Spree und Havel wurde untersucht. Dabei interessierte die Abhaengigkeit der Mobilisierung vom Eintrag mechanischer Energie durch Ultraschall, vom Sauerstoffgehalt, vom pH-Wert und vom Salzgehalt der Wasserphase. Der Einfluss eingetragener mechanischer Energie ist in der Erzeugung eines erhoehten Feinkornanteils, der bis zu 30% der gebundenen Metalle enthielt, zu sehen. Diese feinen Partikel haben aufgrund ihrer geringen Sinkgeschwindigkeit eine erhoehte Aufenthaltszeit im Gewaesser, und es koennen sich Mobilisierungsvorgaenge beispielsweise durch Oxidation anschliessen. Im saueren Milieu sind sowohl unter aeroben als auch unter aneroben Bedingungen saemtliche Metalle wesentlich mobiler als unter neutralen Bedingungen, im aeroben Milieu ist die Mobilisierung weitgehend unabhaengig von der Sedimentmatrix. Bei den meisten Sedimenten sinkt aufgrund ihres hohen Carbonatanteils der pH-Wert bei Oxidation nicht ab, d.h., es werden hier nur geringe Anteile der sedimentgebundenen Metalle freigesetzt. Je nach Belastungszustand des Sedimentes koennen die Metallkonzentrationen in der waessrigen Phase trotzdem bereits trinkwasserrelevant sein. Diese Sedimente besitzen demnach ein langfristiges permanentes Gefaehrdungspotential. Bei den Sedimenten aus der Schwarzen Elster und der Talsperre Bleiloch sank der pH-Wert in den Sedimentsuspensionen stark ab. Dies ist vor allem bei dem quasi stehenden Gewaesser Bleilochtalsperre bedenklich, es ist nicht auszuschliessen, dass dort kurzfristig sehr hohe Schwermetallkonzentrationen in der Wasserphase erreicht werden koennen. (orig.)Available from TIB Hannover: F96B1879+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman