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DOI: http://dx.doi.org/10.1065/uwsf2002.05.030 --- Schwebstoffgebundene Schadstoffe werden durch Sedimentation der Wasserphase und damit der Verfügbarkeit für viele aquatischen OrganismSchwebstoffgebundene Schadstoffe werden durch Sedimentation der Wasserphase und damit der Verfügbarkeit für viele aquatischen Organismen entzogen. Während bei durchschnittlichen hydrologischen Verhältnissen die Freisetzung von Schadstoffen aus stabil gelagerten Sedimenten meist weitgehend unterbunden wird, besteht bei Hochwassereignissen die Gefahr einer Remobilisierung von kontaminierten Ablagerungen.
In diesem Beitrag wird ein kombiniertes ökotoxikologisches und hydraulisches Untersuchungssystem zur Untersuchung der ökotoxikologischen Belastung und des Erosionsrisikos von Sedimenten vorgestellt. Der integrierte Ansatz wurde am staugeregelten Neckar angewendet, um das Schädigungspotenzial und die Gefahr einer Remobilisierung an Sedimentbohrkernen der Stauhaltung Lauffen sowie an Schwebstoffen zweier extremer Hochwasser zu überprüfen. Für die Bohrkernsegmente unterhalb einer Erosionsdiskordanz konnte eine sprunghafte Zunahme der ökotoxikologischen Belastung ermittelt werden.
Bei Hochwasserereignissen mit einer 5-jährlichen Wiederkehrwahrscheinlichkeit (= HQ5) können prinzipiell alle Sedimente, auch die stärker kontaminierten und erosionsresistenteren Altsedimente, remobilisiert werden. Während der Hochwasserereignisse (HQ15 bis HQ20) kam es zu einer deutlichen Erhöhung des cytotoxischen und mutagenen Schädigungspotenzials der Schwebstoffe im Vergleich zu einem mittleren Hochwasser im Jahre 1995/96 (HQ1). Dies schien zumindest teilweise auf die Remobilisierung hochkontaminierter Altsedimente zurückzuführen zu sein.

Abstract

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Particle-bound pollutants accumulate in river-bottom sediments, a process which results in a significant decrease in the ecotoxicological availability of toxicants for the majority of aquatic organisms. Under normal hydrologic conditions, the release of contaminants from bottom sediments is usually of minor importance. In contrast, flood events may remobilize highly contaminated sediments via in-stream erosion. The objective of this study was to develop a combined ecotoxicological and hydraulic approach to elucidate the ecotoxicological implications associated with the risk of erosion of contaminated sediments. This integrated strategy was applied to the lock-regulated Neckar river in Southern Germany. Both the bottom-sediment cores and suspended matter from two intensive flood events were investigated. Sediment samples below an erosional unconformity showed a sharp increase in the ecotoxicological load. Moreover, it was found that major flood events (HQ5 and higher) could possibly erode even very old, well-consolidated and highlycontaminated sediments. The suspended matter of the high discharge events investigated (return periods of 15 to 20 years) exerted significantly higher cytotoxicity and mutagenicity than a moderate flood with a 1-year return period. These findings support the conclusion that the observed ecotoxicological effects during major floods may at least in part be due to the in-stream erosion of highly contaminated bottom sediments.