Veränderungen im Eintrag von Schadstoffen in die Umwelt. Hochauflösende geochemische Sedimentuntersuchung in zwei Stauseen der Ruhr (Nordrhein-Westfalen)

Regier, Annette (2003). Veränderungen im Eintrag von Schadstoffen in die Umwelt. Hochauflösende geochemische Sedimentuntersuchung in zwei Stauseen der Ruhr (Nordrhein-Westfalen). PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Datierte Sedimentkerne aus zwei Ruhr-Stauseen wurden auf den zeitlichen Verlauf ihrer Belastung mit organischen Schadstoffen untersucht. Es wurden die Gehalte von n-Alkanen, Biomarkern (Terpanen), PAK, PCB, Tensidbegleitstoffen (LAB, TPB, NP, Phosphat) und Fäkalsterolen (z.B. Koprostanol) bestimmt. Sie wurden durch Bleikonzen-trationen und -isotopie ergänzt. Die durchgeführte organische Analytik beinhaltet Lösemittelextraktion, gefolgt von einer Flüssigchromatographie und einer Quantifizierung mittels GC/GC-MS. Aus der chronologischen Entwicklung der Schadstoffbelastung in den Sedimenten lassen sich Rückschlüsse auf (1) Emissionsquellen, (2) Eintragspfade und (3) den Einfluß von Umwelt-schutz-maßnahmen ziehen. Es zeigt sich, daß Kohleverbrennung den Hauptanteil an PAK-Emissionen trägt. Über PAK-Ratios läßt sich der Straßenverkehr als weiterer Emittent identifizieren. Das gleiche gilt für die gesättigten Kohlenwasserstoffe, bei denen die n-Alkane hauptsächlich aus der Kohleverbrennung, die Terpene jedoch aus dem Verkehr stammen. Die PCB-Einträge sind zum einen an deren globale Nutzung, zum anderen an die regionale industrielle Entwicklung gekoppelt. Der Konzentrationsverlauf der abwasserbürtigen Tensid-begleitstoffe reagiert auf Veränderungen im Verbrauch und in der Abwasserreinigung. Eine Verbesserung der Klärleistung wird auch von der Entwicklung der Fäkalsterol-zusammen-setzung bestätigt. Die für die einzelnen Stoffklassen ermittelten Responsefaktoren liegen im allgemeinen bei nur wenigen Jahren. Sie unterstützen die These, daß die Schadstoffe in den Sedimenten über-wiegend auf lokale Einträge zurückzuführen sind, und Umweltregulierungsmaßnahmen erfolgreich zur Emissionsreduzierung beigetragen haben.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated abstract:

Abstract

Language

Dated sediment cores from two reservoir lakes in the Ruhr River have been investigated to establish a chronology of contamination with organic pollutants. Concentrations of n-alkanes, biomarkers (terpenes), PAH, PCB, detergent derived compounds (LAB, TPB, NP, phosphate), and fecal sterols (e.g. coprostanol) have been determined. Supplementary lead concentrations and isotopic composition have been analysed. The analytical procedure includes solvent extraction, liquid-chromatography and GC/GC-MS quantification. From the historical trend of sediment pollution (1) sources of contamination, (2) input pathways, and (3) the influence of environmental protection measurements can be deduced. Source apportionment for PAH based on the analysis of several PAH ratios identifies coal combustion as the mayor PAH source and traffic as another important factor. The same is true for the saturated hydrocarbon, where n-alkanes originate mainly from coal combustion and terpenes from traffic. PCB input can be coupled to global consumption as well as the economic situation in the surrounding industrial area. The concentration trends of detergent derived compounds in the sediment are influenced by consumption (detergent act) and waste water management (biological treatment). The latter is also documented by fecal sterol composition. Response factors for the analysed compounds are of the order of a few years. They stress the interpretation of sediment pollution from mainly local sources and the effectiveness of environmental protection measurements on emission rates.

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