Aquatic chemistry is becoming both a rewarding and substantial area of inquiry and is drawing many prominent scientists to its fold. Its literature has changed from a compilation of compositional tables to studies of the chemical reactions occurring within the aquatic environments. But more than this is the recognition that human society in part is determining the nature of aquatic systems. Since rivers deliver to the world ocean most of its dissolved and particulate components, the interactions of these two sets of waters determine the vitality of our coastal waters. This significant vol ume provides not only an introduction to the dynamics of aquatic chem istries but also identifies those materials that jeopardize the resources of both the marine and fluvial domains. Its very title provides its emphasis but clearly not its breadth in considering natural processes. The book will be of great value to those environmental scientists who are dedicated to keeping the resources of the hydrosphere renewable. As the size of the world population becomes larger in the near future and as the uses of materials and energy show parallel increases, the rivers and oceans must be considered as a resource to accept some of the wastes of society. The ability of these waters and the sediments below them to accommodate wastes must be assessed continually. The key questions relate to the capacities of aqueous systems to carry one or more pollutants."

Metal pollution in the aquatic environment

The relation of stream sediment surface area, grain size and composition to trace element chemistry

Sediment analyses are used to pin‐point major sources of metal pollution and to estimate the toxicity potential of dredged materials on agricultural land. For source assessments (Part I of the present review) standardization is needed with respect to grain size effects, commonly achieved by analyzing the sieve fraction <63μm. Further aspects include sampling methods, evaluation of background data and extent of anthropogenic metal enrichment.

Trace metal analysis on polluted sediments

Sequential extraction techniques are used to determine the chemical associations of heavy metals with specific, sedimentary phases, whereby the potential, availability of toxic compounds for biological uptake may eventually be estimated. The importance of such investigations in the classification of dredged materials is rapidly increasing. As in the case for the reduction of grain size effects (see Part I of the present review) a methodological standardization appears to be presently of special import. Available methods are discussed and a simplified scheme composed of two major extraction steps (acidified hydroxylamine and hydrogen peroxide) is proposed.

/pdf/trace-metal-analysis-on-polluted-sediments-part-ii-1lcaxmfete.pdf

Trace metal analysis on polluted sediments: Part II: Evaluation of environmental impact

Lithium — a new approach for the granulometric normalization of trace metal data

Uber den Verbleib umweltgef~hrdender Schwermetalle liegen bislang keine Daten vor. Als sicher gilt lediglich, daB der grSBte Teil der Schwermetalle aus dem industriellen, landwirtschaftlichen und h~uslichen Bereich in fester, kolloidaler oder gelSster Form tiber die FlieBgew~tsser in die Weltmeere gelangt und dort angereichert wird, Blei z.B. bereits um den Faktor 5 0 [1 ]. Die Messung der Schwermetallgehalte in den Flul~w~tssern ergibt vielfach ein unklares Bild fiber das AusmaB der Verunreinigung, da Anderungen in der Wasserffihrung, unterschiedliche Betonung einzelner Liefergebiete oder kurzfristige lokale Emissionen tempor~ire Schwankungen in der Schadstofftihrung yon mehreren GrSBenordnungen verursachen kSnnen. Bei der Untersuchung des Schwebgutes, dessen mineralische und organische Komponenten eine hohe Sorptions-F~higkeit ffir Schwermetall-Ionen besitzen, ergeben sich nahezu dieselben Variationsbreiten [2]. Erst l~ngerfristige Messungen fiber mehrere Jahreszyklen hinweg, wie sie z.Z. von verschiedenen Arbeitsgruppen im Schwerpunktprogramm ,,Schadstoffe im Wasser\" der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeffihrt werden, kSnnen zu verl~tBlichen Anssagen ffihren. Bis zum Vorliegen entsprechender Daten erscheinen uns die tonigen Sedimente der Flfisse als geeigneter Gradmesser ftir eine Erkennung der Belastung eines FlieBgew~tssers mit Schwermetallen. Da Sedimente aus vielen Schichten aufgebaut sind, deren jede einzelne einer bestimmten Schwebgutffihrung im flieBenden Wasser entspricht, liefern sie indirekt einen Mittelwert ffir die Schwermetallbelastung des Schwebgutes fiber einen l~ngeren Zeitraum. In der vorliegenden Studie fiber die Belastung yon FluB-Sedimenten mit SchwermetaUen wird eine Stoffgruppe untersucht, deren unmittelbare oder chronische Gefahr ffir den Menschen durch eine Reihe von schwerwiegenden Unfiillen in jfingster Zeit dokumentiert wird [3--5]. Obwohl vielfach noch keine genauen Vorstellungen fiber die toxischen Grenzwerte der einzelnen Schwermetalle bestehen und auch noch weitgehend unbekannt ist, unter welchen Bedingungen die in oder an die Sedimente gebundenen Schwermetalle mobilisiert werden kSnnen und dann evtl. eine Gef~thrdung des aus der Uferfiltration gewonnenen Trinkwassers darstellen, schien nach den Ergebnissen frfiherer Beobachtungen am Rhein [6--8] eine generelle Bestandsanfnahme der Schwermetallverteilung in den wichtigsten Flfissen der BRD erforderlich. Um vergleichbare Daten zu erhalten, wurde jeweils die Tonfraktion (Anteil kleiner 2 ~m) von Schlammproben atomabsorptionsspektroskopisch auf ihre Gehalte an Quecksilber, Cadium, Zink, Blei, Kupfer, Chrom, Nickel und Kobalt untersucht, die w~thrend des extremen Niedrigwassers im Winter 1971172 aus dem normalerweise fiberfluteten Uferbereich der Flfisse Rhein, Ems, Weser, Elbe und Donau sowie deren wichtigsten Nebenflfissen gewonnen worden waren. Die Ergebnisse der Einzelmessungen ffir Hg, Cd, Zn, Pb, Cu und Cr sind in Fig. t graphisch dargestellt. Tabelle I enth~ilt die Minimal-, Mittelund Maximalwerte s~tmtlicher untersnchten Schwermetalle ffir die einzelnen Flfisse sowie zum Vergleich die Durchschnittsgehalte dieser Elemente in tonigen Sedimentgesteinen [9], die als geochemische Bezugsbasis gelten kSnnen. Die Addition der Mittelwerte aller 8 untersuchten Elemente ergibt ffir jeden FluB mehr als 1000 ppm (0,1%), bei Elbe und Weser werden 2000 ppm (0,2 %) fiberschritten. Der Gehalt an Zink ist bei jedem FluB hSher als alle anderen 7 Elemente zusammengenommen. Ordnet man die in Tabelle t aufgeffihrten Flfisse und Nebenflfisse nach dem Gehalt an einem bestimmten Schwermetall (Mittelwert), so ergibt sich die in Tabelle 2 angeffihrte Reihenfolge.

K. Banat

Papers

Schwermetalle in Sedimenten von Donau, Rhein, Ems, Weser und Elbe im Bereich der Bundesrepublik Deutschland

Experimental mobilization of metals from aquatic sediments by nitrilotriacetic acid