Verhalten von Schwermetallen bei hydrologischen Extremsituationen in der Elbe

Baborowski, Martina GND

In dieser Arbeit werden Ergebnisse von an der Messstelle Magdeburg zwischen 1995 und 2006 durchgeführten Untersuchungen zum Transport von Schwermetallen bei Extremer-eignissen der Elbe zusammengeführt und unter Einbeziehung eigener veröffentlichter Da-ten bewertet. Im Folgenden wird vereinfachend der Begriff Metalle verwendet. Neben den für das Sedimentmanagement der Elbe relevanten Metallen wurden weitere Parameter mit Indikatorfunktion im Hinblick auf Quellen, Transport und Verbleib der Me-talle im Einzugsgebiet analysiert. Erstmals wurden dabei Messungen der Partikelgröße suspendierter Stoffe in die Untersuchungen einbezogen und eine Abschätzung des trans-portierten kolloidalen Anteils der Metalle innerhalb der gelösten Fraktion vorgenommen. Die Messstrategie wurde so konzipiert, dass Hochwässer unterschiedlicher hydrologischer Vorgeschichte bezüglich ihrer Wassergüte verglichen werden können. Das setzt die vollständige Erfassung der am Beginn eines Hochwassers einsetzenden Sedimenterosion ober-halb der Messstelle voraus. Daher wurde der für die Messstelle spezifische Erosions-schwellwert des Durchflusses als Startpunkt der Probennahme gewählt. Die Zweckmäßig-keit dieser Strategie wurde durch eine Clusteranalyse der Probennahmetage bestätigt. Unter Nutzung deskriptiver und multivariater statistischer Methoden konnte für das Hoch-wasser 2006 nachgewiesen werden, dass jede Hochwasserwelle eine innere Struktur der Wassergüte aufweist. Als vier wesentliche strukturbildende Faktoren wurden für die Mit-telelbe „Verdünnung“, „Erosion“ sowie Einträge aus den Nebenflüssen Mulde und Saale identifiziert. Für die Zugehörigkeit der Variablen zu einer der identifizierten Strukturen waren die Quellen des Eintrags der Metalle von größerer Bedeutung als Unterschiede im Verteilungsverhältnis gelöst/kolloidal/partikulär innerhalb der Gesamtfraktion. Am Beispiel der Hochwässer 1995, 2002, 2005 und 2006 wurde nachgewiesen, dass aus dem Zeitpunkt des Auftretens und der Höhe der bei Hochwasser gemessenen Maximalwer-te der Metalle Rückschlüsse auf die Beschaffenheitsentwicklung in der Mittleren Elbe ge-zogen werden können. Aus den Ergebnissen der Wasseruntersuchungen bei Hochwasser abgeleitete Hypothesen wurden durch Vergleichsuntersuchungen an Sedimentkernen eines 1,4 km unterhalb der Messstelle gelegenen Buhnenfeldes bei Niedrigwasser 2006 bestätigt. Die Ergebnisse belegen den Zusammenhang zwischen bei Hochwasser erodierbaren, kon-taminierten Sedimenten und während des Ereignisses auftretenden Maximalkonzentratio-nen der Metalle im Wasser.

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Baborowski, Martina: Verhalten von Schwermetallen bei hydrologischen Extremsituationen in der Elbe. 2015.

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