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Projekte
(2006, gefördert durch die DFG)
Umweltbelastungen durch militärische Aktivitäten sind in Deutschland erst seit Anfang der Neunziger Jahre in den Blickpunkt des Interesses gerückt. Dabei ist die Erfassung subaquatischer Belastungen durch die Versenkung von militärischen Anlagen, Schiffen oder chemischer Munition bisher in vielen Fällen noch gar nicht erfolgt. Im geplanten Projekt soll daher die Identifizierung von organischen und anorganischen stofflichen Indikatoren für solche Belastungen in Oberflächengewässern im Vordergrund stehen. Als exemplarisches Untersuchungsgebiet ist der Banter See ausgesucht worden, der bis zum Ende des zweiten Weltkriegs Standort einer militärisch genutzten U-Boot- und Torpedowerft sowie einer zugehörigen Abwrackwerft war. An Sedimentproben aus dem See sollen GC-MS-Screeninganalysen durchgeführt werden, die es erlauben, ein breites Spektrum niedermolekularer organischer Substanzen zu erfassen. Geeignete molekulare Marker sollen gefunden werden, die dazu dienen sollen, die verschiedenen militärischen und nicht-militärischen Eintragsquellen nachzuweisen und zu differenzieren. Die ergänzende Untersuchung von Schwermetallkonzentrationen in den Sedimenten soll zusätzliche wertvolle Hinweise auf die verschiedenen anthropogenen Eintragsquellen liefern.
(In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. U. Kramm;Lehr- und Forschungsgebiet Mineralogie und Geochemie)
The aim of the project is to find out the heavy metal concentrations of Pb, Zn, Cd and Tl in soils and sediments and to assess their behaviour and pathways in the environment of the Stolberg area near Aachen. This area is characterized by a long history of mining and smelting activity from medieval to recent times. Soil and sediment samples collected from mining and smelting sites are analyzed by total metal and sequential extraction methods to investigate the heavy metal mobilization and redistribution between ores and their host rocks, various abandoned mining and smelting sites, soil and groundwater. Especially the behaviour of Tl and its fractionation from the other heavy metals which is rarely studied is in the focus of this project. Moreover, possible remediation methods based on the application of chelate-forming agents will be studied and developed.
Publikationen:
Kim, S., Sindern, S., Kramm, U. (2005): Thallium Contamination and its transport in soil in Stolberg, Germany.
Berichte der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Beih. Z. Eur. J. Mineral. 17,67
(2001-2005, gefördert durch die DBU)
Ein bedeutendes Medium innerhalb des Ökosystems Fluss bildet das partikuläre Material, das in hohem Maße organische Schadstoffe anreichert und einbindet, zum Teil konserviert und sowohl für Transport- als auch Transformationsprozesse assoziierter Kontaminanten wesentlich ist. Eine langfristige Deposition des partikulären Materials und der eingebundenen Schadstoffe findet durch Sedimentation in strömungsberuhigten Bereichen längs des Fließgewässers sowie in geringerem Maße durch Austrag auf terrestrische Überflutungsflächen statt.
Bei ungestörter periodischer oder auch aperiodischer Ablagerungen, sind diese Sedimentations-bereiche innerhalb eines Fließgewässersystems wichtige Archive zur chronologischen Dokumentation anthropogener Schadstoffbelastungen. Der Großteil der insbesondere lipophilen organischen Schadstoffe verbleiben immobil im partikulären Material, wobei besonders chemisch und mikrobiell langfristig schwer abbaubare, also persistente organische Verbindungen, nicht nur ein wesentliches Umweltproblem darstellen, sondern geeignete Indikatoren zur Darstellung der historische Entwicklung von Gewässerbelastungen sind.
Für ein Fließgewässersystem stand bislang eine vollständige zeitliche und stoffliche Erfassung der Belastungshistorie partikulär gebundener Schadstoffe aus, da diese Archive bislang nur wenig genutzt worden sind. Für das Fließgewässersystem Mittelrhein wurden daher ungestört abgelagerte Sediment-horizonte von terrestrischen Überflutungsflächen und Auen sowie von subaquatischen Sedimentationsbereichen hochaufgelöst datiert und darin enthaltene organische Schadstoffe zur Erfassung der individuellen Belastungshistorie qualitativ und quantitativ analysiert. Darin eingeschlossen war die Korrelation der Kontaminationsgeschichte mit dokumentierten Gewässerdaten und bekannten Produktionsdaten ausgesuchter Schadstoffe (bzw. Produktions-zeiträumen, einsetzenden Schutzmaßnahmen, Produktions- oder Anwendungsverboten), die als Leitsubstanzen für die Konzeptionierung zukünftiger Schutzmaßnahmen dienen können.
Publikationen:
Heim, S., Schwarzbauer, J., Kronimus, A., Littke , R., Hembrock.-Heger, A. (2003)
Organic pollutants in riparian wetlands of the Lippe river (Germany).
Environ. Chem. Lett. ,1 ,169-173.
Heim S, Schwarzbauer J, Kronimus A, Littke R, Woda C, Mangini A (2004)
Geochronology of a load history: anthropogenic pollutants in riparian wetland sediments of the Lippe river (Germany). Org. Geochem., 35, 1409-1425.
Heim S, Hucke A, Schwarzbauer J, Littke R (2006)
Geochronology of anthropogenic contaminants in a dated sediment core of the Rhine river (Germany): Emission sources and risk assessment.
Acta Hydochim Hydrobiol 34, 34-52.