Inorganic environmental geochemistry

Schwermetallbelastung von Boden- und Sedimentproben


Hausarbeit, 2014

13 Seiten, Note: 2,0

Amalia Aventurin (Autor:in)


Leseprobe

Inhalt

1. Einleitung

2. Analysierte Regionen

3. Ergebnisse der Röntgenbeugung und Charakterisierung der Horizonte der Bodenprofile und Seesedimente

4.1 Chemische Zusammensetzung & Spurenelemente der Gesteins- und Bodenproben und der Seesedimente
4.2 Chemische Zusammensetzung & Spurenelemente der Gesteins- und Bodenproben und der Seesedimente – der Geoakkumulations-Index (Igeo)
4.3 Chemische Zusammensetzung & Spurenelemente der Gesteins- und Bodenproben und der Seesedimente – der Anreicherungsfaktor (EF)

5. Königswasseraufschluss der Pflanzenproben - der Transferfaktor (F)

6. Zusammenfassung

7. Literatur

1. Einleitung

Diese Hausarbeit beschäftigt sich mit der Analyse zur Schwermetallbelastung von Boden- und Sedimentproben aus dem Raum Stolberg/Rheinland und Proben aus Seesedimenten aus der Rurtalsperre im hohen Venn (Nordeifel). Dabei stehen Werte zur Haupt- und Spurenelementgehalte der Boden- und Sedimentproben zur Verfügung, sowie Pb-, Zn-, Cu- und Cd-Gehalte aus Pflanzenproben dieser Gebiete.

Wie stark die Proben an Schwermetallen belastet sind wird zum einen anhand des Geoakkumulations-Indexes (Igeo [5][7]) ermittelt und zum anderen anhand des Transferfaktors (u.a. nach Matthies et al. 1994 [6]) und dem Vergleich von Pflanzen und Sedimentproben beschrieben. Auch wurde für alle Proben der Anreicherungsfaktor im Vergleich zum Al-Gehalt bestimmt. Dies geschah in Anlehnung an das Praktikum.

Anhand der so charakterisierten Elemente und deren Gehalte werden die proben auf ihren Schwermetallgehalt hin untersucht. Dabei lässt sich vorab eine starke Schwermetallbelastung für die Probenregion um den Hüttenstandort Binsfeldhammer feststellen, die sich u.a. in einer starken Versauerung der Bodenhorizonte und in erhöhten Pb-, Zn- und Cd-Werten charakterisieren lässt. Mit zunehmender Entfernung von diesem Hüttenstandort nimmt die Versauerung und Schwermetallbelastung ab.

2. Analysierte Regionen

Die Gesteins-, Boden- und Pflanzenproben wurden aus der Gegend um Stolberg entnommen (s. Abb. 1).

Dabei ist zu beachten, d ass alle Proben aus Gebieten stammen, in denen oberdevonischer Famenne-Sandstein, -Siltstein und –Tonstein aufliegt. Alle drei Entnahmestellen liegen etwa im Einzugsgebiet des Flusses Inde, der von Süden Richtung Stolberg fließt und anschließend bei Kirchberg in die Rur mündet. In der Nähe dieses Flusses befindet sich eine alte Industriehalde der Kali-Chemie („Chemische Fabrik Rhenania AG“) und die sogenannten Vegla-Polder (ehemals „Vereinigte Glaswerke GmbH“) durch deren Sickerwassereintrag die Inde ab Stolberg unter anderem mit Dünnsäure stark verschmutzt ist, was zu einem erhöhten Eintrag von Schwefelsäure, Schwermetallen und halogenierten Wasserstoffen führen kann [1] [2]. Seit etwa 2005 wird dieses Gebiet jedoch saniert [3]. Eine weitere potentielle Quelle für erhöhte Schadstoffbelastungen ist die heute noch aktive Bleihütte Binsfeldhammer, die sich in der Nähe Der Probenentnahmestelle S-fa-1 befindet. Durch Bleihütten kann es vermehrt zum Eintrag von As, Cd, Zn und natürlich Pb kommen. Nachweislich findet in der Region um Stolberg schon seit etwa 2000 Jahren Bergbau und Erzverhüttung statt. Weitere potentielle Quellen für Schwermetalle liegen im Straßenverkehr, der Müllverbrennung, Zementproduktion und in der Verbrennung fossiler Brennstoffe, sowie in der Holzverbrennung.

Die nächste Probenentnahmestelle befindet sich im Rurstausee im Gebiet des hohen Venn (s. Abb. 2). Diese Seesedimente konnten während der Trockenlegung der Rurtalsperre im Jahre 1997 entnommen werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Die rot umrahmten Gebiete in der Kartenskizze der Region um Stolberg zeigen die Entnahmestellen der Proben S-fa-1, B-fa-1 und R-fa-1 (bearbeitet nach Müller, 1986 [7]).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Der rot umrahmte Bereich zeigt das Gebiet der Probenentnahmestelle für die Probe R-1. Dabei handelt es sich um Seesedimente, die im Jahre 1997 während der Trockenlegung der Rurtalsperre entnommen wurden (bearbeitet nach Müller, 1986 [7]).

3. Ergebnisse der Röntgenbeugung und Charakterisierung der Horizonte der Bodenprofile und Seesedimente

Die Ergebnisse der Röntgenbeugung sind in Tab. 1 aufgelistet. Dabei ist zu beachten, dass diese Ergebnisse nur die geschätzten Häufigkeiten eines Minerals in der Probe S-fa-1 angeben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1: Ergebnisse der Röntgenbeugung für die Probe S-fa-1. Dargestellt sind nur die vorhandenen Minerale. Die Symbole XXX bis X stehen für (dominante) Hauptkomponente. Die Symbole +++ bis + stehen für geringe Anteile bis Spurenanteile.

Anhand der Tabelle 1 lässt sich sagen, dass der Hauptbestandteil der Probe zum größten Teil Quarz ist. Kalifeldspat (Mikroklin) und der Feldspat Plagioklas (Albit; NaAlSi3O8) sind weitere Hauptbestandteile, jedoch tauchen diese beiden Minerale etwas weniger häufig auf. Als Akzessorien sind noch Tonminerale, Chlorid und zum Teil Hämatit (Fe2O3) vorhanden.

Die Charakterisierung der Horizonte der Bodenprofile und der Seesedimente wurde dagegen für alle vier Proben durchgeführt. Die Ergebnisse befinden sich in Tab. 2.

Anhand der Tabelle 2 lässt sich sagen, dass die Proben S-fa-1, B-fa-1 und R-fa-1 einen pH-Wert aufweisen, der im sauren Bereich liegt, womit in allen drei Proben in eine erhöhte Schwermetallmobilisierung zu erwarten ist. Hierbei ist auch vereinfacht folgender Trend zu beobachten: B-fa-1 (pH 3,8-4,2) < S-fa-1 (pH 3,8-5) < R-fa-1 (pH 4,7-5,1). Für die Seesedimentprobe R-1 standen keine pH-Werte zur Verfügung. Im Allgemeinen lässt sich die Versauerung der Bodenproben bis in die tieferen Horizonte nachvollziehen, was auf eine generell hohe Schwermetallbelastung hindeutet.

[...]

Ende der Leseprobe aus 13 Seiten

Details

Titel
Inorganic environmental geochemistry
Untertitel
Schwermetallbelastung von Boden- und Sedimentproben
Hochschule
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen  (Lehrstuhl und Institut für Mineralogie und Lagerstättenlehre u. Labor für Geochemie und Umweltanalytik)
Veranstaltung
Inorganic Environmental Geochemistry
Note
2,0
Autor
Jahr
2014
Seiten
13
Katalognummer
V272324
ISBN (eBook)
9783656645429
ISBN (Buch)
9783656645405
Dateigröße
550 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
inorganic, schwermetallbelastung, boden-, sedimentproben
Arbeit zitieren
Amalia Aventurin (Autor:in), 2014, Inorganic environmental geochemistry, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/272324

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