Belastung der Hamburger Elbe mit hydrophoben organischen Schadstoffen - Untersuchung anhand von in- und ex-situ Passivsammlern in Sediment und Schwebstoff

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, an drei ausgewählten Messorten der Elbe innerhalb der Grenzen Hamburgs das Sediment und den Schwebstoff der Wasserphase zu sammeln und auf Hydrophobe-Organische-Verbindungen (HOC) zu untersuchen. Zudem wird anhand eines Vergleichs der eingesetzten Schadstoffsammler die Anwendbarkeit dieser gezeigt. Die drei Messorte liegen an Stationen des Wassergütemessnetzes in Hamburg und decken einen Messpunkt vor dem Hamburger Hafen und zwei Messpunkte hinter dem Hamburger Hafen ab. Der Einfluss des Hafens auf die Qualität des Sediments und des Schwebstoffes in Bezug auf HOC soll so gezeigt werden. Für diese Untersuchung werden Passivsammler über einen Zeitraum von drei Monaten eingesetzt. Diese Sammler können bestimmte Stoffe sammeln und befinden sich nach einer Einstellzeit mit dem umgebenden Medium in einem chemischen Gleichgewicht. Die Sammler in dieser Untersuchung bestehen aus mit Silikon ummantelten Glasfasern und werden im Feldversuch in Schwebstoffsammelbecken (in-situ) eingesetzt. Zusätzlich werden Proben des Schwebstoffes aus den Sammelbecken und Sediment vom Grund entnommen und im Labor ex-situ mit Hilfe der Festphasenmikroextraktion untersucht. Dafür werden ebenfalls Passivsammler eingesetzt. Schadstoffe wie HOC akkumulieren in der Umwelt und können dort ein Risiko für Ökosystem und Menschen darstellen. Es werden zwei Gruppen von Schadstoffen untersucht. Zum einen Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) von denen 16 Environmental-Protection-Agency (EPA)-PAK für diese Untersuchung analysiert werden. Zum anderen Polychlorierte Biphenyle (PCB) von denen sieben Kongenere untersucht werden. Speziell Sediment und Schwebstoff werden zur Untersuchung herangezogen, da diese eine Quelle und zugleich eine Senke für Schadstoffe darstellen. Die genannten Schadstoffe finden sich vorwiegend an organischem Material, wie an Sedimenten und können sich dort anlagern oder von dort remobilisieren und in die Wasserphase zurückgegeben werden. Die Untersuchung stellt die einfache Handhabe der beiden Methoden dar. Als Ergebnis treten bei den ex-situ im Labor analysierten Proben hohen Abweichungen auf, weswegen nicht alle der 16-PAK für eine Bewertung herangezogen werden. Die Beurteilung des Risikos über die frei verfügbare Schadstoffkonzentration (Cfrei) und die sich daraus ergebende Chemische-Aktivität (CA) zeigt, dass die Elbe weder kritisch belastet ist, noch, dass sich der Schwebstoff in großem Ausmaß vom Bodensediment unterscheidet. Der Vergleich der Stationen in Hamburg kommt zu dem Schluss, dass die Schadstoffkonzentration mit der Zeit leicht ansteigt, aber anhand der in dieser Untersuchung gewonnenen Daten kann kein Einfluss des Hamburger Hafens auf die Belastung der Sedimente und des Schwebstoffes mit PAK und PCB gezeigt werden.