Untersuchung der zeitlichen Belastungsentwicklung von organischen Schadstoffen in der Ostsee anhand zweier Sedimentkerne

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden die Belastungstrends von organischen Schadstoffen in zwei Sedimentkernen aus der Ostsee (Lübecker Bucht und Arkona Becken) mittels GC-MS analysiert. Dazu wurden die Konzentrationen von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (22 Vertreter), polychlorierten Biphenylen (7 Vertreter) und einigen ausgewählten organochlor Pestiziden untersucht. Diese zu den POP (persistent organic pollutants) gehörenden Schadstoffe haben aufgrund ihres Gefährdungspotentials eine große Umweltrelevanz. Betrachtet wurde die Belastungsentwicklung in Bezug auf die Wirksamkeit gesetzlicher Einschränkungen und Verbote, Schwellenwerte und Hintergrundkonzentrationen. Dabei zeigte sich für den Kern aus der Lübecker Bucht, dass in den unteren Sedimentschichten die Schadstoffkonzentrationen zunehmen und in den oberen Schichten wieder abnehmen. Die Abnahme der Konzentrationen in den oberen Schichten des Sedimentkernes konnten mit dem Erlass von Verboten in Verbindung gebracht werden und ermöglichte eine zeitliche Einordnung der Sedimentschichten. Während der überwiegende Teil der untersuchten Substanzen in der obersten Sedimentschicht immer noch eine deutliche Belastung aufwies, konnte Lindan (γ-HCH) mit 0,036 ng/g 2,5 % TOC im Bereich der Hintergrundkonzentration (< 0,05 ng/g 2,5 % TOC) nachgewiesen werden. Der Sedimentkern aus dem Arkona Becken zeigte im Vergleich zu dem Kern aus der Lübecker Bucht in Bezug auf die PCB und organischen Pestizide einen fast homogenen Konzentrationsverlauf mit einer geringen Konzentrationsabnahme in den oberen Sedimentschichten. So lag der Konzentrationsbereich der Summe 7 PCB zwischen 4,960 und 6,748 ng/g TM, währenddessen der Lübecker Kern einen Konzentrationsbereich von 0,092 bis 12,889 ng/g TM aufwies. Das Belastungsprofil der PAK zeigte im Gegensatz dazu deutliche Konzentrationszunahmen und -abnahmen auf. Aufgrund der unspezifischen Belastungsprofile der chlorhaltigen Schadstoffe konnte am Sedimentkern des Arkona Beckens keine zeitliche Einordung und Überprüfung des Einflusses von Verboten auf den Schadstoffeintrag erfolgen.

Two sediment cores taken from the Lübecker Bight and Arkona Basin were analysed by means of GC-MS to examine the concentration of polyaromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls and selected organochlorine pesticides in an historical context. All three groups of substances are classified as persistent organic pollutants and have a great risk potential to the environment. The results were used to evaluate the trends of the contamination over the time looking at threshold values, the influence of regulations and bans on the concentration of the pollutants and at background concentrations. The sediment core taken at the Lübecker Bight showed concentrations profiles which are characterized by an increase of concentrations in the lower layers and a decrease in the upper layers. The beginn of the decreasing concentration levels were linked to legal bans of the analyzed substances and therefore allowed a chronological classification of the sediment core. The determined concentrations in the uppermost layer showed that the background levels still have not been reached. However, one exception is the pesticide Lindan holding concentrations of about 0,036 ng/g 2,5 % TOC in the two top layers, which are within the background level (< 0,05 ng/g 2,5 % TOC). The core from the Arkona Basin differs from the core in the Lübecker Bight showing almost homogenous trends of PCB and organochlorine pesticides concentrations. The sum of 7 PCB ranges between 4,960 and 6,748 ng/g dry weight, while the range of concentration detected in the core from the Lübecker Bight was much larger (0,092 to 12,889 ng/g dry weight). In contrast increasing and decreasing trends were found for the PAK concentration in the core from the Arkona Basin. However, it was not possible to find any correlation with historical events such as regulations in order to put the core into a chronological context.