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GcBÜK400 - Zink im Oberboden

Zink ist ein für Pflanze, Tier und Mensch essentielles Spurenelement, welches jedoch bei extrem hohen Gehalten auf Pflanzen und Mikroorganismen toxisch wirken kann. Die Zn-Konzentration in der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 52 mg/kg, sie kann aber in Abhängigkeit vom Gesteinstyp stark schwanken. Die mittleren Zn-Gehalte (Median) der sächsischen Hauptgesteinstypen liegen zwischen 11 bis 140 mg/kg, der regionale Clarke des Erzgebirges beträgt ca. 79 mg/kg. Sphalerit (Zinkblende) führende polymetallische La-gerstätten können lokal zu zusätzlichen geogenen Zn-Anreicherungen in den Böden führen. Anthropogene Zn-Einträge erfolgen vor allem durch die Eisen- und Buntmetallurgie bzw. durch die Zn-verarbeitenden Industrien (Farben, Legierungen, Galvanik) und durch Großfeuerungsanlagen. Im Bereich von Ballungsgebieten sind Zn-Anreicherungen relativ häufig zu beobachten. Anthropogene Zn-Einträge sind in der Landwirtschaft durch die Verwendung von organischen und mineralischen Düngemitteln möglich. Für unbelastete Böden gelten Zn-Gehalte von 10 bis 80 mg/kg als normal. Die regionale Verbreitung der Zn-Gehalte in den sächsischen Böden wird vor allem durch die geogene Prägung der Substrate bestimmt; niedrige bis mittlere Gehalte sind über den periglaziären Sanden und Lehmen im Norden und den Lössböden in Mittelsachsen (10 bis 50 mg/kg) sowie den Verwitterungsböden über den Festgesteinen des Erzgebirges/Vogtlandes (50 bis 150 mg/kg) zu erwarten. Innerhalb der Grundgebirgseinheiten treten über den polymetallischen Lagerstätten des Erzgebirges, in Abhängigkeit von der Intensität der Vererzung, deutliche positive Zn-Anomalien auf (Freiberg, Annaberg-Buchholz - Marienberg, Aue - Schwarzenberg). Böden über Substraten mit extrem niedrigen Zn-Gehalten (Granit von Eibenstock, Orthogneise der Erzgebirgs-Zentralzone, Osterzgebirgischer Eruptivkomplex, kretazische Sandsteine) treten als negative Zn-Anomalien im Kartenbild in Erscheinung. Verstärkte Zn-Akkumulationen sind in den Auenböden des Muldensystems festzustellen. Auf Grund der höheren geogenen Grundgehalte im Wassereinzugsgebiet, dem Auftreten Zn-führender polymetallischer Vererzungen und insbesondere der Bergbau- und Hüttentätigkeit im Freiberger Raum, kommt es vor allem in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu hohen Zn-Konzentrationen (Mediangehalte 370 bzw. 240 mg/kg). Für die Wirkungspfade Boden-Mensch sowie Boden-Pflanze wurden keine Prüf- und Maßnahmenwerte für Gesamtgehalte in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) festgeschrieben, da Zn bei der Gefahrenbeurteilung nur von geringer Bedeutung ist.

Gefährliche Substanz in Freizeithäfen

Antifouling für Sportboote belastet Gewässer Das Wasser in deutschen Freizeithäfen ist teilweise stark belastet und gefährdet die natürliche Flora und Fauna der Gewässer. Auffällig sind die Schadstoffkonzentrationen so genannter Antifouling-Wirkstoffe. Diese übersteigen laut Stichproben des Umweltbundesamts (UBA) vielfach die Umweltqualitätsnorm der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Die Antifouling-Wirkstoffe stammen im Wesentlichen aus den Schutzanstrichen für Sport- und Freizeitboote, die den Aufwuchs kleiner Tiere und Algen auf den Bootsrümpfen verhindern sollen. Die Stoffe können von der Schiffshaut ins Wasser übergehen und dort weiter auf Wasserpflanzen und -tiere einwirken. Das Umweltbundesamt rät dazu, Anstriche mit Antifouling-Wirkstoffen, insbesondere im Süßwasser, möglichst ganz zu vermeiden. Auf dem Ratzeburger See dürfen bereits seit Jahren Sportboote mit Antifouling-Anstrichen nicht mehr fahren. Mit seiner Untersuchung legt das Umweltbundesamt erstmalig eine gesamtdeutsche Übersicht zu Sport- und Freizeithäfen vor. Antifouling-Wirkstoffe werden in den Beschichtungen für Sportbootrümpfe vielfach eingesetzt. Sie wirken wie ein Pestizid und verhindern bei Booten den Aufwuchs von Algen, kleinen Muscheln und Krebsen. In der Regel sind diese Beschichtungen im ein- bis zwei-jährigen Rhythmus zu erneuern, da sich die Wirkstoffe mit der Zeit auswaschen. Eine besonders große Menge an Wirkstoffen gelangt in die Hafenbecken, wenn frisch gestrichene Bootskörper zu Wasser gelassen werden. Antifouling-Wirkstoffe können sich auch außerhalb der Sportboothäfen anreichern und die ⁠ Fauna ⁠ und ⁠ Flora ⁠ der Gewässer direkt schädigen. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist in Deutschland hoch, denn fast 80 Prozent der deutschen Binnensportboothäfen sind zum angrenzenden Gewässer offen bzw. sind Bestandteil desselben. Das ⁠ UBA ⁠ ließ daher 50 Sportboothäfen von Flensburg bis zum Bodensee auf alle derzeit erlaubten Antifouling-Wirkstoffe stichprobenartig untersuchen. Im Visier stand dabei der Wirkstoff Cybutryn, der unter dem Handelsnamen Irgarol bekannt ist. In Antifouling-Anstrichen kommt er häufig vor. Irgarol ist ein Biozid kann unter anderem die ⁠ Photosynthese ⁠ von Pflanzen hemmen. Da sich Irgarol nur sehr langsam in der Umwelt abbaut, ist es in Gewässern lange wirksam. Bei der einmaligen Messung im Sommer 2013 lagen die Konzentrationen von Irgarol an 35 von 50 Sportboothäfen über der ⁠ Umweltqualitätsnorm ⁠, den die EU-⁠ Wasserrahmenrichtlinie ⁠ für diesen ⁠ Stoff ⁠ vorsieht. Der darin festgelegte Wert von 0,0025 Mikrogramm pro Liter darf im Jahresdurch-schnitt nicht überschritten werden. An fünf Standorten lagen die Messwerte sogar über der zulässigen Höchstkonzentration der Umweltqualitätsnorm für Irgarol. Diese beträgt 0,016 Mikrogramm pro Liter und darf nie überschritten werden. Ein Fünftel der untersuchten Standorte wies zudem erhöhte Kupfer- und Zinkkonzentrationen auf. Das Ergebnis bestätigt andere Untersuchungen, bei denen sich der Stoff sowohl in Küsten- als auch in Binnengewässern bereits in wirkungsrelevanten Konzentrationen nachweisen ließ. Eigene Untersuchungen des UBA haben gezeigt, dass für einen Teil der gemessenen Umweltkonzentrationen bereits negative Folgen für Wasserorganismen eintreten können. Das UBA rät generell davon ab, im Privatbereich Antifouling-Anstriche zu verwenden. Insbesondere an vielen Süßwasserstandorten können Bootsrümpfe auch ohne Antifouling-Wirkstoffe in einem guten Zustand bleiben. Wer solche Schutzanstriche dennoch verwenden möchte, sollte darauf achten, dass sich die darin enthaltenen Wirkstoffe schnell in der Umwelt abbauen. Mehrere europäische Länder haben bereits Anwendungsbeschränkungen oder Verbote von irgarolhaltigen Bootsanstrichen durchgesetzt, beziehungsweise ein generelles Anwendungsverbot für biozidhaltige Antifouling-Anstriche in Binnengewässern erlassen. Dazu zählen Dänemark, Schweden und Großbritannien. In Deutschland gelten bisher nur vereinzelt regionale Anwendungsverbote für diese Art von Anstrichen, zum Beispiel in Schleswig-Holstein am Ratzeburger See. Aktuelle Bestandszahlen von Sportbooten wurden durch das Umweltbundesamt anhand von Luftbildern erhoben. Insgesamt wurde bundesweit ein Gesamtbestand von ca. 206.000 Liegeplätzen in 3091 Sportboothäfen erfasst. Nicht eingerechnet wurden Kleinsthäfen unter sechs Booten und Einzelliegeplätze. Deren Anzahl wird auf max. 20.000 geschätzt. Die Zulassung von Unterwasserbeschichtungen mit biozidhaltigen Antifouling-Wirkstoffen unterliegt EU-weit der Biozid-Verordnung (EU) Nr. 528/2012. Um solche Produkte zu vermarkten, müssen Hersteller oder Importeure ein zwei-stufiges Zulassungsverfahren erfolgreich abschließen: Erstens muss der im Biozid-Produkt enthaltene Wirkstoff auf EU-Ebene grundsätzlich für die vorgesehene Verwendung zugelassen werden. Zweitens muss das Biozid-Produkt selbst entweder im Mitgliedstaat oder auf Unionsebene zugelassen sein, bevor es in den Verkehr gebracht und verwendet werden darf. In der 1. Stufe ist daher ein umfangreiches Dossier zum Wirkstoff vorzulegen, in dem u.a. Stoffeigenschaften, Verhalten in der Umwelt und Wirkung auf Mensch und Organismen dokumentiert werden. Auf Grundlage dieses Dossiers führt ein EU-Mitgliedsstaat federführend eine Risikobewertung des Wirkstoffs durch. Auf der Grundlage dieser Bewertung entscheidet die EU-Kommission über die Zulassung des Wirkstoffs. Zentraler Bestandteil für den Umweltbereich ist u.a. ein Vergleich der erwarteten Umweltkonzentration im Wasser (z.B. in Sportboothäfen) mit den aus ökotoxikologischen Tests abgeleiteten Wirkungsschwellen an Organismen (z.B. Algen, Wasserflöhe oder Fische). Werden insgesamt die Risiken für Mensch und Umwelt als gering bewertet und erzielt der Wirkstoff seine bestimmungsgemäße Wirkung, so kann er prinzipiell in Antifouling-Produkten eingesetzt werden, die dann in der 2. Stufe national zugelassen werden müssen. Bisher ist noch kein Antifoulingprodukt zugelassen. Alle Antifoulings sind derzeit noch aufgrund von Übergangsregeln  ungeprüft auf dem Markt.

Zinkerze

Systemraum: Erzförderung und Aufkonzentrierung Geographischer Bezug: Weltmix Zeitlicher Bezug: 2000 - 2004 Weitere Informationen: vergesellschaftet mit Blei-Erzen oft vergesellschaftet mit Blei, Cadmium, Silber; v.a. Cadmium und Indium fast ausschließlich aus Zink-Erzen; Metallgehalt: 0,63% Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zur Förderung: Art der Förderung: Untertagebau Roherz-Förderung: China 26% Australien 13,8% Peru 12% USA 7,3% Kanada 7,1% Mexiko 4,8% Kasachstan 4% im Jahr 2006 Abraum: k.A.t/t Fördermenge: 10000000t Zn-Gehalt Reserven: 180000000t Zn-Gehalt Statische Reichweite: 18a

Mittlere Elementgehalte Brandenburg

Für einige ausgewählte umweltrelevante Elemente werden Karten der mittleren Gehalte (Medianwerte / P50) im a) Oberboden (OB) und im b) Untergrund (UG) dargestellt. Grundlage sind die analytischen Daten zu ca. 2000 nach Bodenkundlicher Kartieranleitung (KA 5) aufgenommenen und unregelmäßig über das Landesterritorium verteilten Bodenprofilen - königswasserlösliche Gehalte in Trockensubstanz Feinboden (kleiner 2 mm) für Arsen (As), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Blei (Pb), Zink (Zn); Totalgehalte für Quecksilber (Hg). Die dargestellten Inhalte wurden für den Maßstab 1 : 300.000 erstellt und sind für Darstellungen in Maßstäben größer 1 : 100.000 nicht geeignet. Die Karte basiert auf den Legendeneinheiten der Bodenübersichtskarte, die den Gehaltsklassen entsprechend der Mediane für die dominierende der beteiligten Flächenbodenformen zugeordnet wurden. Die Gehaltsklassen, der jeweils für OB und UG einheitlichen Kartenlegenden, richten sich nach der Spannweite sämtlicher Werte für das betreffende Element.

Mittlere Elementgehalte im Oberboden Brandenburg

Für einige ausgewählte umweltrelevante Elemente werden Karten der mittleren Gehalte (Medianwerte / P50) im Oberboden (OB) dargestellt. Grundlage sind die analytischen Daten zu ca. 2000 nach Bodenkundlicher Kartieranleitung (KA 5) aufgenommenen und unregelmäßig über das Landesterritorium verteilten Bodenprofilen - königswasserlösliche Gehalte in Trockensubstanz Feinboden (kleiner 2 mm) für Arsen (As), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Blei (Pb), Zink (Zn); Totalgehalte für Quecksilber (Hg). Die dargestellten Inhalte wurden für den Maßstab 1 : 300.000 erstellt und sind für Darstellungen in Maßstäben größer 1 : 100.000 nicht geeignet. Die Karte basiert auf den Legendeneinheiten der Bodenübersichtskarte, die den Gehaltsklassen entsprechend der Mediane für die dominierende der beteiligten Flächenbodenformen zugeordnet wurden. Die Gehaltsklassen der jeweils für OB einheitlichen Kartenlegenden richten sich nach der Spannweite sämtlicher Werte für das betreffende Element.

Mittlere Elementgehalte im Untergrund Brandenburg

Für einige ausgewählte umweltrelevante Elemente werden Karten der mittleren Gehalte (Medianwerte / P50) im Untergrund (UG) dargestellt. Grundlage sind die analytischen Daten zu ca. 2000 nach Bodenkundlicher Kartieranleitung (KA 5) aufgenommenen und unregelmäßig über das Landesterritorium verteilten Bodenprofilen - königswasserlösliche Gehalte in Trockensubstanz Feinboden (kleiner 2 mm) für Arsen (As), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Blei (Pb), Zink (Zn); Totalgehalte für Quecksilber (Hg). Die dargestellten Inhalte wurden für den Maßstab 1 : 300.000 erstellt und sind für Darstellungen in Maßstäben größer 1 : 100.000 nicht geeignet. Die Karte basiert auf den Legendeneinheiten der Bodenübersichtskarte, die den Gehaltsklassen entsprechend der Mediane für die dominierende der beteiligten Flächenbodenformen zugeordnet wurden. Die Gehaltsklassen der jeweils für UG einheitlichen Kartenlegenden richten sich nach der Spannweite sämtlicher Werte für das betreffende Element.

Markt für Zinkkonzentrat

technologyComment of bulk lead-zinc concentrate to generic markets for zinc concentrate and lead concentrate (GLO): No comment present technologyComment of gold-silver mine operation and beneficiation (CA-QC): The ore is mined in an underground mine and transported by trucks to the mill for further processing. The ore is then fed into a series of grinding mills where steel balls grind the ore. Then follows the steps of flotation of copper and zinc, concentrate handling, cyanide destruction and backfilling of the tailings, refining of gold by electro-winning and melting in furnace to produce the gold and silver ingots. 20% of the tailings produce are sent underground to be used as backfill; sulfidic tailing is managed on site in tailings ponds. technologyComment of metalliferous hydroxide sludge to market for zinc concentrate (GLO): No comment present technologyComment of silver mine operation with extraction (PE): The exploitation methods include overhand cut and fill and bench and fill, both mechanized. The ore is transported by rail using locomotives and mining cars to the loading areas and to the concentration plant. The barren material is recirculated as backfill to the pits, and the excess material is transported to the barren material deposit located on the surface. The metallurgical process consists in two circuits: Circuit 1 consists of primary crushing, milling, and ore flotation, obtaining lead-silver, zinc-silver, and pyrite concentrates; while Circuit 2 consists of primary crushing, milling, and ore flotation, obtaining lead-silver, zinc-silver, and pyrite concentrates. The pyrite concentrates from both circuits are sent to the cyanidation plant. The solution obtained is treated using the Merrill-Crowe process, and the precipitate obtained is dried and smelted to finally obtain high-purity silver bars. technologyComment of zinc mine operation (GLO): The technological representativeness of this dataset is considered to be high as mining and concentration methods for zinc are consistent in all regions. Mining The mining of zinc ore includes underground and open cast mining processes. Within the global zinc industry, about 80% of zinc ore comes from underground mines and 20% from open pit or combination mines. - Underground Mining: Access is via vertical shafts or inclined roadways. There are usually two access routes (one for mining personnel and materials, and one for the ore) for safety and for ease of ventilation (fresh air comes in one and is then exhausted out of the other). These are permanent structures and therefore require strong roof supports (often including "bolts" into the rock to tie the layers together for strength). Once at the correct depth has been reached, horizontal tunnels are driven to reach the ore deposit. These are often temporary, so the support requirements are less substantial. Transport for personnel and materials can be by train, truck or conveyor belts. The largest share of the consumed fuels is diesel followed by electricity. Other major inputs include explosives and water. - Open Pit Mining: Hard-rock surface mining usually includes drilling, blasting, or a combination of both processes, and then lifting of the broken ore either into trucks or onto conveyors for transportation to the processing plant. This lifting is usually by excavator (electric or hydraulic; with shovel or backhoe configuration) or front-end loader. Benefication (Comminution and Flotation) Zinc ore is milled and mixed with water to recover a fine concentrate by gravity and elutriation techniques, creating a slurry. The separation process of the metal from the slurry is realized through the addition of various floatation chemicals.

Determination of tire wear markers in soil samples and their distribution in a roadside soil

Tire wear (TW) constitutes a significant source of microplastic in terrestrial ecosystems. It is known that particles emitted by roads can have an effect up to 100 m into adjacent areas. Here, we apply for the first-time thermal extraction desorption gas chromatography-mass spectrometry (TED-GC/MS) to determine TW in soil samples by detection of thermal decomposition products of styrene-butadiene rubber (SBR), without additional enrichment. Additionally, zinc contents were determined as an elemental marker for TW. Mixed soil samples were taken along three transects along a German motorway in 0.3, 2.0, and 5.0 m distance from the road. Sampling depths were 0-2, 2-5, 5-10, and 10-20 cm. Four fine fractions, 1 000-500, 500-100, 100-50, and <50 mikrom, were analyzed. TW contents based on SBR ranged from 155 to 15 898 mg kg-1. TW contents based on zinc were between 413 and 44 812 mg kg-1. Comparison of individual values of SBR and zinc reveals SBR as a more specific marker. Results confirm that most TW ends up in the topsoil within a 2 m distance. The sampling strategy resulted in representative data for a larger area. Standard deviations of quadruple TED-GC/MS determination of SBR were <10% for all grain size fractions. TED-GC/MS is a suitable analytical tool for determining TW in soil samples without the use of toxic chemicals, enrichment, or special sample preparation. © 2022 The Authors

Impact of in vitro digested zinc oxide nanoparticles on intestinal model systems

Background: Zinc oxide nanoparticles (ZnO NP) offer beneficial properties for many applications, especially in the food sector. Consequently, as part of the human food chain, they are taken up orally. The toxicological evaluation of orally ingested ZnO NP is still controversial. In addition, their physicochemical properties can change during digestion, which leads to an altered biological behaviour. Therefore, the aim of our study was to investigate the fate of two different sized ZnO NP (< 50 nm and < 100 nm) during in vitro digestion and their effects on model systems of the intestinal barrier. Differentiated Caco-2 cells were used in mono- and coculture with mucus-producing HT29-MTX cells. The cellular uptake, the impact on the monolayer barrier integrity and cytotoxic effects were investigated after 24 h exposure to 123-614 mikroM ZnO NP. Results: In vitro digested ZnO NP went through a morphological and chemical transformation with about 70% free zinc ions after the intestinal phase. The cellular zinc content increased dose-dependently up to threefold in the monoculture and fourfold in the coculture after treatment with digested ZnO NP. This led to reactive oxygen species but showed no impact on cellular organelles, the metabolic activity, and the mitochondrial membrane potential. Only very small amounts of zinc (< 0.7%) reached the basolateral area, which is due to the unmodified transepithelial electrical resistance, permeability, and cytoskeletal morphology. Conclusions: Our results reveal that digested and, therefore, modified ZnO NP interact with cells of an intact intestinal barrier. But this is not associated with serious cell damage. Quelle: Artikel

Gewässergüte (Chemie) 1991

Im Zuge der industriellen Entwicklung hat die Einleitung von Schadstoffen in die Gewässer immens zugenommen. Neben ihrem Vorkommen im Wasser findet eine fortwährende Anreicherung der Gewässerböden mit Schadstoffen, wie z.B. Schwermetallen und Chlorierten Kohlenwasserstoffen, statt. Ablagerung im Sediment Im Stoffkreislauf eines Gewässers bilden die Sedimente ein natürliches Puffer- und Filtersystem, das durch Strömung, Stoffeintrag/-transport und Sedimentation starken Veränderungen unterliegt. Die im Ballungsraum Berlin vielfältigen Einleitungen, häusliche und industrielle Abwässer, Regenwasser u.a. fließen über die innerstädtischen Wasserwege letztlich vorwiegend in die Unterhavel. Die seenartig erweiterte Unterhavel mit ihrer niedrigen Fließgeschwindigkeit bietet ideale Voraussetzungen dafür, daß sich die im Wasser befindlichen Schwebstoffe hier auf dem Gewässergrund absetzen (sedimentieren). Für die Beurteilung der Qualität des gesamten Ökosystems eines Gewässers kommt daher zu den bereits seit Jahren analysierten Wasserproben immer stärker auch der Analyse der Sedimente besondere Bedeutung zu. Sedimentuntersuchungen spiegeln gegenüber Wasseruntersuchungen unabhängig von aktuellen Einträgen die langfristige Gütesituation wider und stellen damit eine wesentlich bessere Vergleichsgrundlage mit anderen Fließgewässern dar. Während bei Wasseruntersuchungen eine klare Abgrenzung zwischen dem echten Schwebstoffgehalt und einem zeitweiligen Auftreten von Schwebstoffen durch aufgewirbelte Sedimentanteile nicht möglich ist, bieten sich Sedimente als nicht oder nur gering durch unerwünschte Einflüsse beeinträchtigtes Untersuchungsmedium an. Die im Gewässer befindlichen Schweb- und Sinkstoffe mineralischer und organischer Art sind in der Lage, Schadstoffpartikel anzulagern (Adsorption). Die auf dem Grund eines Gewässers abgelagerten Schweb- und Sinkstoffe, die Sedimente, bilden somit das Reservoir für viele schwerlösliche und schwerabbaubare Schad- und Spurenstoffe. (Schad-)Stoffe werden im Sediment entsprechend ihrer chemischen Persistenz und den physikalisch-chemischen und biochemischen Eigenschaften der Substrate über lange Zeit konserviert. Die Analysen der Sedimentproben aus unterschiedlichen Schichttiefen liefern eine chronologische Aufzeichnung des Eintrages in Gewässer, die u. a. auch Rückschlüsse auf Kontaminationsquellen erlauben. Nach der Sedimentation kann ein Teil der fixierten Stoffe u. a. durch Desorption, Freisetzung nach Mineralisierung von organischem Material, Aufwirbelung, Verwitterung und schließlich durch physikalische und physiologische Aktivitäten benthischer (bodenorientierter) Organismen wieder remobilisiert und in den Stoffkreislauf eines Gewässers zurückgeführt werden. Schwermetalle Schwermetalle können auf natürlichem Weg, z. B. durch Erosion und Auswaschungsprozesse, in die Gewässer gelangen; durch die oben erwähnten Einleitungen wurde ihr Gehalt in den Gewässern ständig erhöht. Sie kommen in Gewässern nur in geringem Maße in gelöster Form vor, da Schwermetallverbindungen schwer löslich sind und daher ausfallen. Mineralische Schweb- und Sinkstoffe sind in der Lage, Schwermetallionen an der Grenzflächenschicht anzulagern. Sie können ferner in Wasserorganismen gebunden sein. Über die Nahrungskette werden die Schwermetalle dann von höheren Organismen aufgenommen oder sinken entsprechend der Fließgeschwindigkeit eines Gewässers als Ablagerung (Sediment) auf den Gewässergrund ab. Einige Schwermetalle sind in geringen Mengen (Spurenelemente wie z.B. Kupfer, Zink, Mangan) lebensnotwendig, können jedoch in höheren Konzentrationen ebenso wie die ausgesprochen toxischen Schwermetalle (z. B. Blei und Cadmium) Schadwirkungen bei Mensch, Tier und Pflanze hervorrufen. Die in den Berliner Gewässersedimenten am häufigsten erhöhte Meßwerte aufweisenden Schwermetalle werden nachstehend kurz beschrieben. Kupfer ist ein Halbedelmetall und wird u.a. häufig in der Elektroindustrie verwendet. Die toxische Wirkung der Kupferverbindungen wird in der Anwendung von Algiziden und Fungiziden genutzt. Kupfer ist für alle Wasserorganismen (Bakterien, Algen, Fischnährtiere, Fische) schon in geringen Konzentrationen toxisch und kann sich daher negativ auf die Besiedlung und Selbstreinigung eines Gewässers auswirken. Als wichtigstes Spurenelement ist Kupfer für den menschlichen Stoffwechsel von Bedeutung; es führt jedoch bei erhöhten Konzentrationen zu Schädigungen der Gesundheit, die in der Regel nur vorübergehend und nicht chronisch sind. Wie Kupfer ist Zink in geringen Mengen ein lebenswichtiges Element für den Menschen. Zink wird u.a. häufig zur Oberflächenbehandlung von Rohren und Blechen sowie zu deren Produktion verwendet. Ähnlich wie Kupfer haben erhöhte Zinkkonzentrationen toxische Wirkung auf Wasserorganismen; vor allem in Weichtieren (Schnecken, Muscheln) reichert sich Zink an. Blei gehört neben Cadmium und Quecksilber zu den stark toxischen Schwermetallen, die für den menschlichen Stoffwechsel nicht essentiell sind. Bleiverbindungen werden z. B. bei der Produktion von Farben und Rostschutzmitteln sowie Akkumulatoren eingesetzt. Teilweise befinden sich in Altbauten auch noch Wasserleitungen aus Blei. Der größte Bleiemittent ist – trotz starkem Rückgang des Verbrauchs von verbleitem Benzin – immer noch der Kraftfahrzeugverkehr. Die ständige Aufnahme von Blei kann zu schweren gesundheitlichen Schädigungen des Nervensystems und zur Inaktivierung verschiedener Enzyme führen. Cadmium wird bei der Produktion von Batterien, als Stabilisator bei der PVC-Herstellung, als Pigment für Kunststoffe und Lacke sowie in der Galvanotechnik verwendet. Die toxische Wirkung von Cadmium bei bereits geringen Konzentrationen ist bekannt, wobei das Metall vor allem von Leber, Niere, Milz und Schilddrüse aufgenommen wird und zu schweren Schädigungen dieser Organe führen kann. Pestzide, PCB und deren Aufnahme durch Aale Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) haben an ihrem Kohlenstoffgerüst Chlor gebunden. Innerhalb der Gruppe der halogenierten Kohlenwasserstoffe finden sie die bei weitem meiste Herstellung, Anwendung und Verbreitung. Chlorierte Kohlenwasserstoffe sind wegen ihrer vielfältigen Verbindungen sehr zahlreich. Viele organische Chlorverbindungen, wie z.B. DDT und insbesondere die polychlorierten Biphenyle (PCB), weisen eine hohe Persistenz auf. Viele Verbindungen der Chlorierten Kohlenwasserstoffe sind im Wasser löslich, andere, wie z. B. DDT und PCB, sind dagegen fettlöslich und reichern sich im Fettgewebe von Organismen an. Verschiedene Pestizide und PCB haben – vor allem mit abnehmender Wasserlöslichkeit – die Eigenschaft, sich adsorbtiv an Schwebstoffen oder auch an Pflanzenorganismen anzulagern. In strömungsarmen Bereichen des Gewässers sinken die Schwebstoffe ab und gelangen mit den Schadstoffen auch in das Sediment. Die hier lebenden Organismen sind eine wichtige Nahrungsgrundlage für Fische. Vorwiegend die benthisch lebenden Fische vermögen daher hohe Schadstoffkonzentrationen im Fettgewebe aufzunehmen. Vor allem die fettreich werdenden Aale fressen Bodenorganismen und graben sich im Sediment ein. Diese Lebensweise führt dazu, Pestizide und PCB nicht nur über die Nahrung, sondern auch über die Haut aufzunehmen und im Körperfett zu speichern. DDT, Dichlor-Diphenyl-Trichlorethan, ist ein schwer abbaubarer Chlorierter Kohlenwasserstoff, der zu den bekanntesten Schädlingsbekämpfungsmitteln gehört und früher weltweit eingesetzt wurde. Aufgrund der fettlöslichen Eigenschaften und der äußerst hohen Persistenz wird DDT vornehmlich in den Körperfetten nahezu aller Organismen gespeichert. Die globale Anwendung von DDT hat so zu einer Belastung der gesamten Umwelt geführt. Inzwischen ist die DDT-Anwendung von fast allen Ländern gesetzlich verboten. DDT ist mutagen (erbschädigend) und steht in Verdacht, krebserregend zu sein. Lindan wird vor allem als Kontakt- und Fraßgift zur Schädlingsbekämpfung von Bodeninsekten und als Mittel zur Saatgutbehandlung verwendet. Lindan ist bei Temperaturen bis 30° C nicht flüchtig und weist eine geringe chronische Toxizität auf – ist dafür aber akut toxisch. Vergiftungserscheinungen können z. B. beim Menschen zu Übelkeit, Kopfschmerzen, Erbrechen Krampfanfällen, Atemlähmung bis hin zu Leber- und Nierenschäden führen. Zudem besitzt Lindan eine hohe Giftigkeit für Fische; es wird aber relativ schnell wieder ausgeschieden und abgebaut. PCB, polychlorierte Biphenyle, sind schwer abbaubare Chlorierte Kohlenwasserstoffe, die mit zu den stabilsten chemischen Verbindungen gehören. Wegen ihrer guten Isoliereigenschaften und der schlechten Brennbarkeit werden sie in Kondensatoren oder Hochspannungstransformatoren verwendet. Weitere Verwendung finden PCB bei Schmier-, Imprägnier- und Flammschutzmitteln. Verursacher des PCB-Eintrages in die Berliner Gewässer sind im wesentlichen der KFZ-Verkehr, die durch KFZ belastete Regenentwässerung sowie die KFZ- und Schrott-Entsorgung. In hohen Konzentrationen verursachen PCB Leber-, Milz- und Nierenschäden. Bei schweren Vergiftungen kommt es zu Organschäden und zu Krebs. Einige PCB-Vertreter unterliegen im Rahmen der gesetzlichen Regelungen seit 1989 Einschränkungen bei der Herstellung bzw. Verwendung (PCB-, PCT-, VC-Verbotsverordnung vom 18.7.89). Neben dem Nachweis erhöhter Werte im Wasser und in Sedimenten Berliner Gewässer wurden in den 80er Jahren bei Fischuntersuchungen lebensmittelrechtlich äußerst bedenkliche Konzentrationen von CKW, wie z. B. PCB und die Pestizide DDT und Lindan nachgewiesen. Dies führte im Westteil von Berlin nach Inkrafttreten der Schadstoff-Höchstmengenverordnung (SHmV vom 23. 3. 1988) zum Vermarktungsverbot für aus Berliner Gewässern gefangene Fische. Die seit dieser Zeit gefangenen Fische wurden der Sondermüllentsorgung zugeführt. Die Berufsfischerei führte im Auftrag des Fischereiamtes Berlin aufgrund eines Senatsbeschlusses Befischungsmaßnahmen durch, die durch gezielte Beeinflussung der Alterszusammensetzung eine Reduzierung der Schadstoffbelastung der Berliner Fischbestände bewirken sollten. Die intensive Befischung der Überständler hatte einen jüngeren, fett- und damit schadstoffärmeren Bestand zum Ziel; jüngere, fettärmere Fische enthalten weniger Anteile der lipophilen (fettliebenden) CKW, wie PCB, DDT, Lindan u.a. Infolge verschärfter Genehmigungsverfahren für potentielle Schadstoffeinleiter sowie insbesondere aufgrund des derzeitig verjüngten Fischbestandes konnte das Vermarktungsverbot im Mai 1992 aufgehoben werden.

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