„In vorliegender Studie wird der Frage nachgegangen, ob im Gewässer verbaute, gealterte Schlacke aus der Kupfererz-Verhüttung (sog. NA-Schlacke) noch bioverfügbare Schwermetalle (Blei, Kupfer und Cadmium) freisetzt, die durch Anreicherungen im marinen Aufwuchs angezeigt werden. Fünf Organismenarten aus dem Bewuchs von NA-Schlacke und drei natürlichen Wasserbausteinen (Basalt, Sandstein, Granit) werden auf Akkumulation der genannten Metalle geprüft. Nicht jede dieser Arten war auf allen vier Substraten vertreten, so dass die Studie lückenhaft bleibt und nur orientierenden Charakter beanspruchen kann. Hinzu kommt, dass ein Teil der Schlackenstandorte in einem Hafenbecken gelegen ist, wo auch andere Quellen der Metallbelastung eine Rolle spielen können. Auf Grund der Ergebnisse lassen sich die fünf Arten drei verschiedenen Gruppen zuordnen: 1. Blasentang (Fucus vesiculosus ). Es wurden keine Proben von NA-Schlacke sondern nur von den drei natürlichen Gesteinsarten untersucht. Auffällig sind allein mäßig erhöhte Kupfergehalte auf Basalt, in denen vermutlich eine Kupferbelastung des Gewässers (Hafen der Insel Norderney) zum Ausdruck kommt (Zeit der Untersuchung: 1988). 2. Miesmuschel (Mytilus edulis). Die Proben stammen von Standorten, an denen NASchlacke und Basalt als Gemisch geschüttet oder sehr eng nebeneinander verbaut waren. Ob als Quelle der fast identischen, mäßig erhöhten Kupfergehalte auf beiden Substraten die Schlacke, das Umgebungswasser oder beide in Frage kommen, bleibt offen. Die Standorte liegen exponiert an der Seeseite. Die Maximalwerte von Cadmium (auf beiden Substraten) erreichen kritische Grenzen, wenn Richtwerte für die menschliche Ernährung zugrunde gelegt werden. 3. Darmtang (Enteromorpha sp.), Knotentang (Ascophyllum nodosum), und Strandschnecke (Littorina littorea). Bei diesen Arten ist auf NA-Schlacke jeweils ein Schwermetall signifikant gegenüber einem Vergleichsubstrat erhöht (von jeder Art waren Vergleichsproben nur von einem Naturgestein verfügbar). Der Darmtang hat auf NA-Schlacke hochgradig Blei angereichert; die Aufnahme aus dem Substrat und aus dem Umgebungswasser könnte sich hier addiert haben. Das selbe Element ist jedoch auch auf Basalt stark vertreten, was vermutlich auf Belastung des Hafenwassers zurückgeht. Andere Organismen, von denen Proben aus dem Hafen untersucht wurden (Knotentang, Blasentang, Strandschnecke), lassen jedoch ungewöhnliche Bleianreicherung vermissen, möglicherweise aufgrund artspezifischer Regulierungsstrategien. Die relativ hohen Kupfergehalte von Enteromorpha gleichen sich auf beiden Substraten. Beim Knotentang liegt der Kupfergehalt auf Na-Schlacke (Hafenbecken) weit über den unauffälligen, auf Sandstein (Hafeneingang) ermittelten Werten. Die Strandschnecke übertrifft alle anderen, hier untersuchten Arten mit ihren auf NA-Schlacke (Hafenbecken) überragenden und auf Sandstein (Hafeneingang) noch beträchtlichen Kupferanreicherungen. In der Literatur wird eine langfristige Bleiabgabe aus gealterter NA-Schlacke mehrfach bestätigt. Die Abgabe von Kupfer wird teils bestätigt und teils (in zwei neueren Studien) verneint. Die Befunde an den letztgenannten drei Arten zeigen signifikant höhere Blei- bzw. Kupfergehalte in den Proben von gealterter NA-Schlacke auf. Da aber die betreffenden Standorte im Hafen liegen, ist NA-Schlacke wahrscheinlich nicht die einzige Quelle der Metallbelastung. Antifouling-Farben von Schiffen auf Kupferbasis können z.B. Belastung verursachen. Deshalb bleibt in dieser Studie offen, ob und zu welchen Anteilen die NA-Schlacke für die festgestellten Höchstwerte verantwortlich ist.“
Sedimente von 7 Terminstationen sowie Zoobenthos- (Corophium volutator, Hediste diversicolor, Oligochaeta) und Vegetationsproben (Phragmites australis) von 2 Terminstationen im Eulitoral der Wesermündung werden seit 1985 zweimal jährlich auf die Anreicherung von verschiedenen Schwermetallen untersucht. Das Programm begann mit der Analyse von Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Hg und Zn. Seit 1987 wurden zusätzlich die Konzentrationen von Fe, Mn, Ti und V bestimmt. Die Untersuchungen sind Teil der Überwachung von Abwassereinleitungen aus dem Titandioxidproduktion eines Werkes bei Nordenham und basieren auf der „EG-Richtlinie 82/883/EWG über die Einzelheiten der Überwachung und Kontrolle der durch die Ableitungen aus der Titanoxidproduktion betroffenen Umweltmedien“. The concentrations of heavy metals were biannually determined in the intertidal sediments, macrozoobenthos (Corophium volutator, Hediste diversicolor, Oligochaeta) and vegetation (Phragmites australis) form the Weser estuary during 1985-1992. The programme started with the analyzing of Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Hg, and Zn. From 1987 on the concentrations of Fe, Mn, Ti, and V were additionally determined. The assessments are part of the surveys of the impact of the outfall from a titanium dioxide plant on the estuarine environment. They base on the Council directive 82/883/EEC December 1982. The results are discussed in reference to the geochemical background (sediment) and data from recent literature.
„Im Jahre 1997 wurde an vier Standorten der niedersächsischen Küste untersucht, ob und wie stark sich Schwermetalle in Organismen anreichern, die auf und neben Schüttungen von Schlacken aus der Kupfererz-Verhüttung (NA-Schlacke) leben. Zusätzlich wurden zwei auf der Schlacke lebende Tierarten auf Schädigungen ihrer Organsysteme überprüft. Es ergab sich, dass Anreicherungen von Kupfer, Blei und Zink, die die regionalen Hintergrundwerte überschritten, sich auf die direkt im Kontakt zur Schlacke lebenden Algen und Tierarten (sog. „Aufwuchsorganismen“) beschränkten. Tiere, die im Sediment angrenzender Bereiche leben, ließen keinen deutlichen Einfluss der Schüttungen erkennen. Zwar zeigte jede der vier untersuchten Aufwuchsformen (eine Braunalge, die Miesmuschel, die Strandschnecke und eine Seepockenart) ein arteigenes Muster der bevorzugt akkumulierten Metalle, doch unterschied sich das Anreicherungsniveau an den vier Standorten in übereinstimmender Weise. Unterschiede der hydrographischen Situation und der Schüttungsdichte liefern dafür plausible Erklärungen: In der Regel waren am Standort mit dem intensivsten Wasseraustausch (Außenelbe) die schwächsten, auf den reinen Schlackeschüttungen im und nahe beim Norderneyer Hafen dagegen die stärksten Anreicherungen zu finden. Die histopathologischen Störungssymptome (Zell- und Gewebeschäden) in der Miesmuschel und der Strandschnecke spiegeln dieses Verteilungsmuster wider: niedrigste Betroffenheitsgrade an der Außenelbe, höchste bei Norderney. Ihre Verursachung durch Schwermetalle kann allerdings nur vermutet, nicht bewiesen werden. Auch eine gesondert, aber gleichzeitig und parallel ausgeführte Sedimentuntersuchung ergab auffällige Ähnlichkeiten mit den in den Organismen festgestellten Verteilungsmustern: Nur Sedimente aus Kontaktbereichen zur Schlacke waren deutlich über die regionaltypischen Hintergrundwerte hinaus mit Kupfer, Blei und Zink belastet, und nach Belastungsgraden ordneten sich die Standorte in die gleiche Rangfolge (Minima an der Außenelbe, Maxima bei Norderney). Es gibt allerdings einen Faktor, der die oben gemachten Aussagen einschränkt. Denn, nachträglich betrachtet, waren die für vorliegende Untersuchung ausgewählten Schüttungen (Häfen Norddeich und Norderney, Nachbarschaft des Norderneyer Hafens, Außenelbe) keine idealen Standorte, weil hier auch andere Schwermetallquellen (Schiffahrt, Gewerbe, Belastung aus dem Einzugsgebiet) eine Rolle spielen können. Die festgestellten Anreicherungen sind deshalb vorläufig als Summen aus den Anteilen schlackenbürtiger und anderweitiger Herkunft zu deuten. Das Hauptgewicht der vorliegenden Arbeit liegt nicht allein auf den eigenen Befunden, sondern auch auf einer Darstellung des aktuellen Kenntnisstandes. Er wurde nach einer ausführlichen Revision vorangegangener Studien zusammengetragen. Danach setzt im Gewässer verbaute und gealterte NA-Schlacke weiterhin Metalle frei (vor allem Kupfer, Blei und Zink), die von Bewuchsorganismen aufgenommen werden. Vereinzelte Gegenstimmen in der Literatur bestreiten allerdings diese Sicht der Dinge. Die Umweltrelevanz der Befunde wird unter folgenden Aspekten diskutiert: 1. Wie reagieren betroffene Organismen; 2. welcher Einfluss auf die Ökosysteme ist zu erwarten; 3. werden umweltpolitische Standards berührt; 4. bestehen Risiken für die menschliche Gesundheit. Vor dem Ausblick ein kurzer Rückblick: Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit der Umweltverträglichkeit der Schlacken aus der Kupfererz-Verhüttung ist bereits im Jahre 1979 mit einer ersten, in den Niederlanden erschienenen Studie eröffnet worden. Sie hat sich also inzwischen über fast drei Jahrzehnte hingezogen, ohne dass der kontroversen Diskussion ein Ende gesetzt werden konnte. Es ist wohl an der Zeit, eine endgültige Klärung herbeizuführen und dafür nach einem schlüssigen Konzept vorzugehen. Längst geht es nicht mehr um die Frage, ob aus gealterter, im Gewässer verbauter Schlacke noch Schwermetalle und an_CUTABSTRACT_
„Strandschnecken weiden den auf Hartböden im Eulitoral entstehenden Aufwuchs, insbesondere pflanzlicher Art, ab. Über den abgeweideten Aufwuchs oder direkter Aufnahme abgeschabter Metallpartikel kann es zu einem Transfer von Schwermetallen in die Schnecken kommen. Miesmuscheln und Balaniden gehören zu aktiven Filtrierern, die gelöste Substanzen oder auch aufgewirbelte Partikel aufnehmen können. Bis zu einem gewissen Grade sorgen Exkretionsmechanismen (Schleim- und Pseudofaecesbildung) für eine Entfernung dieser Stoffe aus dem Körper. Überschreitet aber die Aufnahme die Ausscheidungsfähigkeit, kommt es zur Akkumulation, die ab bestimmten Schwellenwerten zu subletalen Effekten führe kann (Livingstone & Pipe, 1992; Jenner, 1995). […] Wie bereits im Chemikaliengesetz verankert, sind Kenntnisse über die Präsenz von Umweltchemikalien in unterschiedlichen Umweltkompartimenten zur Abschätzung möglicher Gefahren unabdingbar. Die Untersuchung der Bioakkumulation von Stoffen in Organismen soll eine Bewertung der jeweiligen Bioverfügbarkeit im System ermöglichen. Ein hohes Potential zur Bioakkummulation in bestimmten Tieren lässt darüber hinaus Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Gefahren für den Fall eines eventuellen Anstiegs des bioverfügbaren Angebots zu. Zum einen könnten sich dann Konzentrationsniveaus im Körper entwickeln, die zu toxischen Effekten führen, wenn entsprechende Entgiftungsmechanismen fehlen oder überbeansprucht werden. Zum anderen könnten diese Stoffe dann auch im Nahrungsnetz weitergegeben werden, besonders dann, wenn Räuber sich auf Tiere mit besonderen Akkumulationsverhalten als Nahrung spezialisiert haben. Insbesondere der Transfer von bodenlebenden Evertebraten zu Vögeln verdient Beachtung, da bei terrestrischen Tieren allgemein die Nahrung als wichtigste Quelle, beispielsweise für Schwermetalle, angesehen wird. Zur Klärung der Frage, ob in der Umgebung der oben genannten Schlacke-Schüttung in Organsimen eine erhöhte Bioverfügbarkeit von Schwermetallen erkennbar ist, wurden Proben von benthischen Evertebraten und Makroalgen aufgesammelt und auf ausgewählte Metalle hin analysiert und bewertet. Parallel dazu wurden histopathologische Untersuchungen zur Aufklärung möglicher Effekte durchgeführt. Die Probenahme erfolgte im November 1997 an drei Standorten: Cuxhaven Leitdamm; Norderney Hafen und Watt und Norddeich Hafen.“
„Anhand der Bewuchsuntersuchungen der vorliegenden Arbeit konnten nähere Aussagen zur Bewuchsfreundlichkeit von Eisensilikatschlacken und natürlichen Gesteinssubstraten getroffen werden. […] Zusammenfassend ist zu sagen, dass ein nicht auszuschließender negativer Einfluss der Schlacke auf die Abundanzen einzelner Arten und die zum Teil recht hohen Kupferkonzentrationen in den Indikatororganismen Grund genug für die Überlegung ist, ob Schlacke, die als zusätzliche Quelle für die Kupferkontamination im Aufwuchs und Anreicherung von Kupfer in der Nahrungskette anzusehen ist, in einer ohnehin mit Schwermetallen vorbelasteten Küstenregion als Verbrauungsmaterial weiterhin eingesetzt werden sollte.“
Sedimente, Zoobenthos- (Corophium volutator, Nereis diversicolor, Oligochaeta) und Vegetationsproben (Phragmites australis) von 7 Terminstationen in der Wesermündung werden seit 1985 2x jährlich auf die Anreicherung verschiedener Schwermetalle hin untersucht. Der vorliegende Bericht stellt die Analyseergebnisse aus den Jahren 1985-1992 dar.
Das Projekt "Die Wirkung von Schwermetallen auf das Wachstum von Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Holzphysiologie durchgeführt. In welchem Masse werden Schwermetalle von den Baeumen aufgenommen, und bei welchen Konzentrationen treten Schaeden auf? In welche Teile des Baumes gelangen die Schwermetalle (wo Anhaeufungen)? Wo und wie werden die Schwermetalle schaedigend wirksam (Wasserhaushalt-Gaswechsel)? Die Baeume stehen zur besseren Vergleichbarkeit der Ergebnisse in Hydrokultur. Ein spezielles Bewaesserungsverfahren ermoeglicht optimales Wachstum aller Baeume (Klonmaterial). Gemessen wird die Dynamik der Wasserverschiebung im Baum (Aufnahme ueber die Wurzel, Abgabe ueber das Blatt) sowie der Gaswechsel (Photosynthese/Dissimilation) unbelasteter und belasteter Baeume. Veraenderungen sollen Aufschluss ueber Schaedigungsort und Schaedigungsweise der verschiedenen Schwermetalle geben.
Das Projekt "Uebergang von Schwermetallen aus dem Boden in die Nahrungskette Pflanze - Tier" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Grünland- und Futterpflanzenforschung durchgeführt. A) Durch Vergleich ist langfristig zu pruefen, ob und auf welche Weise sich alternative Formen des Produktionsmitteleinsatzes auf das System Boden - Grasland / Futterpflanze - Tier auswirken koennen. B) In Zusammenarbeit mit anderen Instituten langfristige Feldversuche mit verschiedenen Duengungsformen, z.B. Mineralduenger - Klaerschlamm. C) Feldversuche, spezielle Analysen.
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Juli 1989, BGBl.I, S. 1482.
Das Projekt "Schwermetalle - Quellen und Schicksal beim Aufschliessen und der Anreicherung in der Papier- und Kartonproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Papierfabrikation, Abteilung für Umweltforschung durchgeführt. Objective: Study of the fate of heavy metals during paper and board production. General Information: Potential sources of heavy metals in paper and board industry, like cooking liquors, sodium hydroxide, aqueous chlorine solutions during pulping and bleaching, machinery corrosion and different diffuse substances during recycling, are investigated and possibly quantified in terms of heavy metals, e.g. Cd, Hg, Pb, Cr, enrichment in paper and board. This is due to the fact that cellulose fibres have active, negatively charged groups on their surface which are likely to bind and exchange metal ions. Thus virgin fibres as well as recycled fibres come into contact with heavy metals which can be found in the above mentioned substances and solutions needed for producing paper. Several paper mills are examined and metal concentrations in the produced paper as well as in the raw material are measured.