Ursachen und Folgen der Schadstoffbelastung der Elbe und ihrer Nebenflüsse

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1 FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE Ursachen und Folgen der Schadstoffbelastung der Elbe und ihrer Nebenflüsse Dr. René Schwartz Universität Hamburg Institut für Bodenkunde Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei IGB TUHH Technische Universität Hamburg-Harburg

2 Gliederung Motivation Schadstofftransport Längs- und Zeitprofile (Konzentrationen und Frachten) Senken- und Quellenfunktion der Aue Bewertung Elbaue bei Boizenburg

3 Wahrnehmung der stofflichen Belastung Spiegel (52/2005): Seit der Jahrhundertflut kommen die Hinterlassenschaften der DDR-Giftküche an die Oberfläche... In der Elbe schwimmen wieder verseuchte Fische die höchsten je in Deutschland gemessenen Belastungen in Süßwasserfischen Chemiestandort Bitterfeld - Vorhof der Hölle t HCH- und t DDT-Schlämme liegen in dem ehemaligen Braunkohletagebau Antonie ohne natürliche oder technische Abdichtung hochbelastete Sedimente sind aus der Unteren Mulde und dem Spittelwasser elbabwärts verfrachtet worden.

4 Fraktionsanteile gelöst / partikulär gelöst partikulkär Anteil [%] Daten: Arge-Elbe Uran Antimon Arsen Wolfram Nickel Kupfer Zinn Cadmium Zink Quecksilber Chrom Blei

5 Längs ngs- und Zeitprofile Schwebstoffgehalte (HCB) Einmündung der Bilina ( Spolchemie ) und der Ohre (Schwerchemie und Braunkohletagebau) HCB [µg/kg] Daten: IKSE, Arge-Elbe Messstelle Valy, -227 km Lysa, -151 km 2002 Obristvi, -114 km Moldau, -109 km Decin, -21 km Schmilka, 4 km Zehren, 90 km Dommitzsch, 173 km 1999 Schwarze Elster, 199 km Mulde, 260 km Saale, 291 km Magdeburg, 318 km Schnackenburg, 475 km Bunthaus, 610 km 1998 Seemannshoeft, 629 km Zielvorgabe IKSE: 40 mg/kg (Sedimente)

6 Längs ngs- und Zeitprofile Schwebstoffgehalte (Hg) Chemiedreieck Bitterfeld-Wolfen, Erzbergbau Buna-Werke Chemiestandort Leuna EZG Weiße Elster Hg (mg/kg) Valy, -227 km Lysa, -151 km Obristvi, -114 km Moldau, -109 km Decin, -21 km Schmilka, 4 km Zehren, 90 km Dommitzsch, 173 km Schwarze Elster, 199 km Mulde, 260 km Saale, 291 km Magdeburg, 318 km Schnackenburg, 475 km Bunthaus, 610 km Seemannshoeft, 629 km Daten: IKSE, Arge-Elbe Messstelle Zielvorgabe IKSE: 0,8 mg/kg (Sedimente)

7 Längs- u. Zeitprofile partikuläre re Elementfrachten (Hg) Schadstoffkonzentrationen und -frachten müssen gesondert voneinander bewertet werden Daten: Arge-Elbe Hg [t/a] Schmilka, 4 km Mulde, 260 km Saale, 291 km Magdeburg, 318 km Schnackenburg, 475 km Bunthaus, 610 km Messstelle

8 Luftbild der Pevestorfer Elbaue (Strom-km ) 485,0 486,0 Auwald Fährstelle 484,0 Deich Höhbeck

9 Bodentypenverteilung in der Pevestorfer Elbaue 485,0 Fährstelle 486,0 484,0 Legende: Höhbeck Rambla Paternia allochthone Vega autochthone Vega Auengley Auennaßgley Auenanmoorgley Wasserfläche Aushub Böschung Deich Straßen/Wege Elbkilometrierung aus: Meyer & Miehlich (1983)

10 Beziehung von Zink zum Tongehalt in Auenböden der Mittelelbe außendeichs 1500 Zink [mg/kg] binnendeichs geogener Gehalt nach Prange et al. (1997) Ton [%] geogener Anteil

11 Beziehung von Zink zum organischen Kohlenstoff in Auenböden der Mittelelbe außendeichs 1500 Zink [mg/kg] binnendeichs geogener Gehalt nach Prange et al. (1997) C org [%] geogener Anteil

12 Zink-Gehalte in Beziehung zur Höhe H über Mittelwasser Höhe [mmw] 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 außendeichs in der Aue finden sich die anorg. und org. Schadstoffe (i.d.r.) an tiefgelegenen Stellen mit einem hohen Feinkornanteil und einem hohen Gehalt an organischer Substanz 0,5 0, Zink [mg/kg]

13 Dioxin- und Furan-Tiefenprofil Auenboden (Pevestorf( Pevestorf) Tiefe [cm] dadurch, dass sich die stoffliche Qualität der Elbe seit der Hauptbelastungsphase wesentlich verbessert hat, ist es im Laufe der Zeit zu einer natürlichen Abdeckung der besonders schadstoffreichen Lagen gekommen dies hat zur Folge, dass Bodenverletzungen möglichst vermieden werden müssen OCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,7,8-TCDF OCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 2,3,7,8-TCDD I-TEQ PCDD/F [ng/kg] Daten: Götz et al. (2005)

14 Schadstoff-Quellst Quellstärkebestimmung an Auenböden

15 Apparativer Aufbau Eluationsanlage Höhe: 45 cm, Ø: 12,5 cm, Vol.: 5,5 l

16 Säulen-Eluate und Prüfwerte gemäß BBodSchV Prüfwerte nach Bundes-Bodenschutz und Altlastenverordnung für den Wirkungspfad Boden-Grundwasser (n = 54) [µg/l] Minimal Median Maximum Prüfwert Arsen < 1,0 < 1,0 < 1,0 10 Blei 24,7 59,7 71,5 25 Cadmium 39,2 43,3 48,4 5 Chrom 55,9 79,2 101,0 50 Kupfer Nickel Quecksilber < 0,05 < 0,05 < 0,05 1 Zink DDT < 0,01 < 0,01 < 0,01 0,1

17 Zusammenfassung Auch nach Rückgang der Hauptbelastung der Elbe in den 1990 Jahren sind aktuell sowohl die Schwebstoffe als auch die Sedimente und die Auenböden weiterhin hoch mit zahlreichen anorganischen und organischen Schadstoffen belastet Obwohl der Transfer im Vergleich zum Belastungsgrad (i.d.r.) gering ist, lassen sich elbebürtige Schadstoffe auch in Nahrungsmitteln (Fisch, Fleisch, Milch, Gemüse) nachweisen Obwohl die Bedeutung der Punktquellen deutlich zurück gegangen ist, fungieren die Bereiche der oberen Elbe in der Tschechischen Republik sowie die Nebenflüsse der Moldau, der Mulde und vor allem der Saale weiterhin als Hauptbelastungsquellen für den Fluss Zukünftig werden die Belastungen hervorgerufen durch Remobilisierungen von wesentlich höher belasteten Altsedimenten (z.b. aus Stauhaltungen, Buhnenfeldern, Hafenbecken) in den Vordergrund der Wahrnehmung rücken müssen

18 Spindler Mühle Rathen Hitzacker Cuxhaven... vielen Dank!