Tagungsband - UFZ

’Schadstoffbelastung nach dem Augusthochwasser 2002 - Ergebnisse und Forschungsbedarf’
Mischproben aus 0-10 cm Tiefe von größtenteils schlammig-feinkörniger Konsistenz, die in
Stillwasserbereichen (Hafenbecken) mit dem Sediment-Stechrohr genommen wurden. Die
Probenahmeorte an der Elbe waren Bad Schandau, Königstein, Dresden, Mühlberg, Riesa,
Torgau, Wittenberg, Dessau (Leopoldhafen), Barby, Magdeburg, Arneburg und Hitzacker. Das
Spittelwasser wurde bei Jessnitz beprobt, und die Mulde bei Dessau.
3 Probenvorbereitung und chemische Analyse
Die Sedimentproben wurden bei -20 bis -25 °C über Nacht vorgefroren, gefriergetrocknet und
anschließend im Siebsatz gesiebt. Folgende Fraktionen wurden abgetrennt, für jeden Standort
ausgewogen und verschiedenen Verwendungen zugeführt:
• Fraktion 2 mm: Schwermetallanalytik nach Königswasseraufschluß und TOC-Bestimmung.
• Fraktion 63 µm: Extraktion und chemische Analyse der stofflichen Belastung (Analytik von
Chlororganika (DDX-Verbindungen, PCBs, Chlorbenzole, HCHs) und PAHs (insgesamt ca.
50 Analyte).
Die 63µm-Fraktion wurde mit ASE (Accelerated Solvent Extraction) mit einem Gemisch von
Toluol/Aceton 70:30 extrahiert. Elementarer Schwefel wurde durch Zugabe von aktiviertem
Kupfer entfernt. Die Analyse erfolgte mittels GC/MS unter Verwendung interner Standards.
Die Wiederfindung betrug für die Organochlorverbindungen zwischen 86 % und 97 % und für
die PAHs zwischen 75 % und 90 % (Wenzel et al., 1998, Hubert et al., 2000, Hubert et al.,
2001).
4 Extraktion und Identifizierung von organischen und anorganischen Schadstoffen
Zur Ermittlung der stofflichen Ursachen der gemessenen Wirkungen wurden die Extrakte einer
biotestgeleiteten Fraktionierung und Analytik unterzogen (Brack et al., 1999). Dabei wird durch
eine Fraktionierung der Stoffgemische die Komplexität der Proben reduziert. Die anschließende
Analytik kann sich dann auf die wirksamen Fraktionen konzentrieren, die in der Regel weniger
komplex und damit einer chemischen Identifizierung leichter zugänglich sind. Das Ziel ist die
Herstellung eines Kausalzusammenhanges zwischen stofflicher Belastung und biologischer
Wirkung, aus der maßgeschneiderte Sanierungsstrategien abgeleitet werden können.
Eine erste säulenchromatografische Fraktionierung erfolgte an Alumnia. Auf diese Weise wird
eine Trennung der Komponenten in vier Fraktionen erreicht, deren Komponenten sich durch
unterschiedliche Polarität auszeichnen. Nach einem Lösungsmittelwechsel zu DMSO wurde
die Probe für die biologische Wirkungstestung bereit gestellt. Bis dato liegen die Extrakte der
Standorte Königstein, Dresden, Wittenberg, Dessau (Leopoldhafen), Barby und Magdeburg
vor. Die Extraktion und Fraktionierung der verbleibenden Standorte ist in Arbeit.
5 Biologische Wirkungstestung
Die Belastung der Sedimentproben hinsichtlich einer biologische Wirksamkeit wird sowohl an
Sedimentextrakten als auch an Gesamtsedimenten untersucht.
Durch die Anwendung von Sedimentkontakttesten in Form eines pflanzlichen Aufwuchstests
mit Lemna minor sowie eines Entwicklungsbiotests mit Fischeiern von Danio rerio werden
sowohl unterschiedliche trophische und physiologische Kompetenzen von Organismen repräsentiert
als auch die Frage der Bioverfügbarkeit von Expositionen gegenüber belasteten Sedimenten
direkt adressiert. Bisherige Ergebnisse zeigen für alle bis dato getesteten 6 Standorte
eine deutliche Toxizität (Abb. 1).
10