Tagungsband - UFZ

Tagungsband Statusseminar des BMBF-Ad-hoc-Verbundprojektes in Freiberg, 27.-29.08.2003
7 Zusammenfassung
Neben Einträgen von partikulärem Arsen und Blei waren für das Hochwasser 2002 an der Messstelle
Magdeburg erhöhte Konzentrationen gelöster und kolloidaler Stoffe charakteristisch.
8 Diskussion
Der Transport und Verbleib von Schwermetallen im Fließgewässer wird wesentlich durch deren
Verteilung zwischen gelöster, kolloidaler und partikulärer Phase bestimmt. Nach Definition der
IU-PAC werden Spezies mit einer Größe < 1nm als gelöst, Feststoffe oder feststoffgebundene
Substanzen zwischen 1nm und 1 µm als kolloidal bzw. kolloidal gebunden sowie Feststoffe
bzw. feststoffgebundene Substanzen > 1 µm als Partikel bzw. partikelgebunden bezeichnet. In
der wasserwirtschaftlichen Praxis wird gegenwärtig in der Regel mit einer operationell definierten
Trenngrenze von 0,45 µm bzw. 0,2 µm zur Unterscheidung von gelösten und partikulären
Substanzen gearbeitet.
Gelöste und kolloidal gebundene Schwermetalle können über große Distanzen transportiert
werden, da sie nicht sedimentieren. Hydrochemische und geochemische Parameter bestimmen
dabei sowohl die Verteilung zwischen gelösten und feststoffgebundenen Anteilen, als auch die
Stabilität der nicht sedimentierenden kolloidalen Träger gegen Koagulation/Aggregation und
nachfolgender Ablagerung in Sedimenten. Ob eine relevante Konzentration an stabilen kolloidalen
Feststoffen in einer Hochwasserwelle aufgebaut wird, hängt neben hydrochemischen und
-biologischen Bedingungen auch von der Art des Hochwassers ab. Hierbei sind der Ursprung
der suspendierten Feststoffe und organischen Substanzen von Bedeutung. Niedrige Ionenstärke,
geringe Kalziumkonzentrationen und ein hoher Anteil an pedogenen Huminstoffen führen zu
einer erhöhten Konzentration stabiler kolloidaler Schadstoffträger. Ein Umstand, der für das
Augusthochwasser und die hierbei gefundenen, hohen Konzentrationen kolloidaler Partikel
zutreffen kann. Zänker et al. (2000 & 2002) fanden in Grubenwässern stillgelegter Minen im
Einzugsgebiet der Mulde nach Vermischung mit neutralen Wässern neu gebildete Kolloide mit
Größen zwischen 100 und 300 nm. Nahezu das gesamte Arsen und Blei in den Wässern war an
diese Kolloide gebunden. Der Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen partikulären,
gelösten und kolloidalen Stoffen kommt somit aktuelle Bedeutung für die Abschätzung und
Bewertung der von früheren Einrichtungen des Altbergbaus ausgehenden Gefahren zu.
Der Kenntnis über die Bedeutung von gelösten und kolloidalen Stoffen steht ein Defizit im
Bereich der analytischen Erfassung, Bewertung und Modellierung gegenüber.
Die Bestimmung gelöster bzw. kolloidaler Komponenten ist in der Regel nicht Bestandteil von
Behördenmessprogrammen. Ebenso ist das Verhalten der hochmobilen kolloidalen Schwebstofffraktion
bisher nur unzureichend untersucht. Daher besteht Forschungsbedarf sowohl
hinsichtlich der Entwicklung als auch der Anwendung der entsprechenden Trenn- und Messtechniken.
9 Danksagung
Unser Dank gilt den Mitarbeitern des Umweltlabor Magdeburg des Landebetriebs für Hochwasserschutz
(im Aufbau) Sachsen Anhalt (Herrn Becker, Frau Göring) für die Unterstützung
in der Zeit, in der das UFZ Labor in der Folge des Hochwassers nicht arbeitsfähig war.
Besonderer Dank gilt Raimo Kopetzky, Hans-Joachim Dahlke und Florian Zander für ihren
Einsatz während der Hochwasserprobenahmen, Christina Hoffmeister, Renate Götzke, Andrea
Hoff und Marlies Wengler für die Durchführung der Elementanalysen und Bestimmung der
organischen Summenparameter.
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