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Schwermetallkontamination von Stauseesedimenten in Abhängigkeit von wirtschaftlichem Strukturwandel und administrativen Regelungen

[Changes in heavy metal contamination of reservoir sediments as a consequence of changing economic/industrial conditions and administrative regulations]

Rosenbaum-Mertens, Jens; Neumann-Mahlkau, Peter

Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft Band 155 Heft 2-4 (2005), p. 149 - 174

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published: Jun 1, 2005

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ArtNo. ESP171015502006, Price: 29.00 €

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Kurzfassung

Die Sedimente dreier Stauseen in Nordrhein-Westfalen werden hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs der Schwermetall- und Metalloideinträge untersucht. Untersuchungsobjekte sind zwei hochbelastete Ruhrstauseen (Harkortsee bei Hagen und Stausee Echthausen bei Arnsberg-Neheim), sowie ein gering belasteter See in der Nordeifel (Urftsee bei Schleiden). Mit Hilfe von Altersbestimmungsverfahren wird eine zeitlich hochauflösende Belastungschronologie für den Zeitraum von 1945 bis 1999 erstellt. Die Sedimentproben werden mittels Röntgenfluoreszenzspektroskopie auf die Verteilung der Haupt-, Neben- und Spurenelemente hin untersucht. Die Interpretation des umfangreichen Datenmaterials liefert folgende Ergebnisse: Durch hochauflösende Analytik in Verbindung mit Probennahme im cm-Abstand werden die Veränderungen des Schwermetalleintrages in die Stausseesedimente seit 1945 dokumentiert. Die unterschiedliche Belastung mit Schwermetallen der drei untersuchten Stauseen wird den verschiedenen Verursachern zugeordnet. Strukturveränderungen der Montanindustrie spiegeln sich in der Schwermetallbelastung der Sedimente ebenso wie administrative Maßnahmen zum Umweltschutz. Reaktionszeiten auf die o. g. Veränderungen und Maßnahmen werden ermittelt.

Abstract

Sediments of three reservoirs located in the state of North Rhine-Westphalia, Germany, were investigated for contamination with metals and metalloids. Subject of the investigations are two highly contaminated lakes of the river Ruhr (Lake Harkort near Hagen and lake Echthausen near Arnsberg-Neheim), as well as a negligibly contaminated lake in the Eifel Mountains (Lake Urft, near Schleiden). A high-resolution timetable of contamination is established for the period 1945 to 1999 using methods for dating. Sediment samples are analysed by X-ray fluorescence for main, minor and trace elements. The interpretation of the voluminous data shows the following results: Sampling at cm distance combined with high-resolution analyses show the changing input of heavy metals into the reservoir sediments since 1945. The different heavy metal contamination of the three lakes under investigation is assigned to different sources. Heavy metal contamination reflects structural changes of the iron and steel industries as well as administrative regulations.

Keywords

heavy metal contaminationsedimentsindustrial emissions GermanyNorth Rhine-WestphaliaRheinisches Schiefergebirge