Klimaveränderung (k)ein Fall für das Risikomanagement kontaminierter Sedimente? Susanne Heise, HAW-Hamburg

Transkript

1 Klimaveränderung (k)ein Fall für das Risikomanagement kontaminierter Sedimente? Susanne Heise, HAW-Hamburg

2 Welche Klimaveränderungen sind zu erwarten?

3 Niederschlag Relative Veränderung des Niederschlags verglichen mit (A1B-Scenario) in % (Hagemann & Jacob, 2006) Sommer Winter

4 Niederschlag Relative Veränderung des Niederschlags verglichen mit (A1B-Scenario) in % (Hagemann & Jacob, 2006) Rückgang des Niederschlags um ca 20 % im Sommer Sommer

5 Niederschlag Relative Veränderung des Niederschlags verglichen mit (A1B-Scenario) in % (Hagemann & Jacob, 2006) Zunahme des Niederschlags um mehr als 20 % im Einzugsgebiet von Rhein und Elbe Winter

6 Veränderung der Niederschlagsintensitäten im Elbe-EG Zunahme der Starkniederschläge (Jakob und Bülow, 2005)

7 Verlauf der Extremhochwasserereignisse Elbe MHQ: 2026 m3/s

8 Temperatur und Bedeckungsgrad Veränderung der Lufttemperatur verglichen mit (Hagemann & Jacob, 2006) Zunahme in Norddeutschland Sommer: 1,8 bis 5 K Winter: 1,9 bis 4,6 K Relative Verringerung des Bedeckungsgrades verglichen mit : Sommer: -1 % bis + 13 % (GKSS, Klimabüro) längere Sonnenscheindauer bei geringerer Bewölkung und damit erhöhter Globalstrahlung (Gerstengarbe und Werner 2005) Höhere Verdunstung, geringere Schneemassen Weniger ausgeprägte Hochwasserereignisse?

9 Simulation der Niedrigwasserhäufigkeit an der Elbe aus Hattermann, 2009

10 Folgen für die Sedimentqualität

11 Folgen für die Sedimentqualität

12 Folgen für die Sedimentqualität Welche Folgen haben extreme Hoch(und Niedrig-)ereignisse auf ein Ästuar

13 Auswirkungen von Hochwasserereignissen Untersuchungen im Rahmen der Projekte Klimzug-Nord und dipol Fragestellung: Wie ändert sich die Sedimentqualität im Elbe-Ästuar als Folge des Klimawandels

14 Case Site Hamburg Sampling stations Mühlenberger Loch Heuckenlock Neufeld

15 Ereignisgesteuerte Probennahme N Normal conditions H High water level LW Low water Beprobung frisch sedimentierten Materials ökotoxikologische Tests (Wirkung und Bioverfügbarkeit) chemische Analysen (organische Schadstoffe, Metalle)

16 Ereignisgesteuerte Probennahme N H R D Normal conditions High water level Rain period Dry period J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S Mudflats N H1 H2 H3 N N Canals N N R N R D D R R Elbe River N H N H LW N N N N H H H H N N N N

17 Verteilung der Kontaminanten im Elbe-Ästuar Hg Coastal mudflats Fresh water mudflats Cu ARGE Elbe target value (class II) North Sea Hamburg

18 Case Site Hamburg Abfluss Neu-Darchau H 1 H 2 HQ 20 Sampling stations Sum PAK HCB Sum HCH H1 H2 H3 N

19 Case Site Hamburg Sum PAK HCB Sum HCH Sampling stations Neufeld Otterndorf Sum PAK HCB Sum HCH H1 H2 H3 N

20 Case Site Hamburg Hg Cd Cu Sampling stations Schwermetalle in der <20 µm-fraktion Hg Cd Cu H1 H2 H3 N

21 Case Site Hamburg Sampling stations bisher wenige Daten, nur ein Extremhochwasser, aber: Deutliche Erhöhung der Belastung des FSM in Heuckenlock, Neufelder Watt und Otterndorf bei PAK, HCB, HCH, sowie Hg, Cd, Cu (Oberlaufkontaminanten) kein klarer Trend in Heuckenlock für DDT, Ni, Zn, As, Pb, Cr Starke Abnahme der Konzentrationen zur Küste H1 H2 H3 N

22 Case Site Hamburg Ökotoxikologische Ergebnisse: BKT Sampling stations BKT Fischeitest, 100% Mortalität (Lörks, 2010) BKT H1 H2 H3 N

23 Ökotoxikologische Ergebnisse: Integriert n=6 n=7 n=6 n=4

24 Ökotoxikologische Ergebnisse: Integriert n=5 n=4 n=8

25 Auswirkung von Hochwassergeschehen auf das Elbeästuar: erhöhte Kontamination des FSMs nur bei Extremhochwasser Eintrag von Schadstoffen von oberstrom in Flachwassergebiete des Ästuars Signal bis zur Mündung erkennbar Erhöhung der Toxizität im Bakterienkontakttest bei Hochwasser erhöhte Toxizität in der betroffenen Region (Fischeitest, HL) keine Erhöhung der Gesamtoxizität während der Hochwasserphase nicht bioverfügbar?

26 und Niedrigwassersituationen? Geringe Oberflächenabflüssen führen zu einer verstärkten Sedimentation im Bereich des HH (HPA) Einfluss auf die chemische Sedimentqualität Wirkung auf Organismen?

27 Hamburger Hafen: Probennahmen 1996, 1997, 1999 (Daten TUHH) km 1999: Probennahme nach Zeit geringen Oberwassers

28 Zusammenfassung CC-Folgen Tendenz Auswirkung Richtung Häufigkeit Hochwasser Häufigkeit Niedrigwasser + Schadstofftransport ins Ästuar ++ Beeinträchtigung SQ Hafen Temperatur + Bioverfügbarkeit, Konzentration Schadstoffe UV-Strahlung + Photochemischer Abbau Photo-induced toxicity Ökologie Ästuar Baggergutqualität?? Was ist schlimmer in seinen Auswirkungen (bzgl. welcher Zielsetzungen?) Wann setzen welche Effekte ein?

29 Zusammenfassung Klimaveränderung (k)ein Fall für das Risikomanagment kontaminierter Sedimente? Unsicherheiten bzgl. der Klimaauswirkungen sind sehr hoch Folgen von Extremereignissen für die SQ des Ästuars sind wahrscheinlich Folgen von Temperatur und Strahlungsintensität sind komplex und müssen noch regionalspezifisch untersucht werden Abwägung der Risiken ist schwierig Erstellung eines relativen Risikomodells

30 SIMACLIM die Software für das Relative Risikomodell

31 Darstellung der relativen Risiken von verschiedenen Stressoren auf Zielvorgaben... in progress

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und vielen Dank den Mitgliedern der AG Ökotoxikologie der HAW, der BfG für die Unterstützung bei den chem. Analysen den dipol-partnern Julia Lörks, RWTH Aachen (Fischeitest) und dem Interreg-Programm für die finanzielle Unterstützung Foto: Alexander Blum

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Susanne Heise Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Foto: Alexander Blum