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On the Toxicity and Biodegradation of Cationic Surfactants Über die Toxizität und den biologischen Abbau kationischer Tenside

Abstract: Three ammonium halide type surfactants were tested under standard laboratory condition for biodegradability and acute toxicity to Daphnia magna and in the Microtox test with the luminescent bacterium Photobacterium phosphoreum The tested compounds are dimethyldistearylammonium chloride (DSDMAC), cetyltrimethylammonium bromide (HTMAB) and cetylbenzyldimethylammonium chloride (HBDMAC) The results indicate DSDMAC is less toxic than the other two surfactants and that it biodegrades rapidly at both lower (25 mg/L) and higher (10 mg/L) concentrations Drei Tenside des Ammonium-Halogenid-Typs wurden mit Standardlaborverfahren auf ihre Abbaubarkeit und akute Toxizitat gegenuber Daphnia magna und im Microtox Test gegenuber dem Photobacterium phosphoreum untersucht Die verwendeten Verbindungen waren Dimethyldistearylammoniumchlorid (DSDMAC), Cetyltrimethylammoniumbromid (HTMAB) und Cetylbenzyldimethylammoniumchlorid (HBDMAC) Die Ergebnisse zeigen, das DSDMAC eine geringere Giftwirkung als die zwei anderen Substanzen ausubt und auch schnell biologisch abgebaut wird, sowohl bei niedrigen (25 mg/L) als auch bei hoheren (10 mg/L) Anfangskonzentrationen

Sunlight Degradation of Aquatic Humic Substances Abbau von Huminstoffen unter dem Einfluß von Sonnenlicht

Abstract: Coloured bog water and an aqueous solution of fulvic acid were exposed to natural sunlight. Up to 67% reduction in colour and 32% reduction in DOC concentration were measured after 12 days exposure. Colour bleaching and reduction in ultraviolet light absorbance were independent of added preservatives. The high molecular weight fraction of dissolved organic matter was most reduced in concentration while substances with low molecular weight increased. The reduction in absorbance (λ = 254 nm) per DOC was most significant for substances with high molecular weight. The final concentration of DOC was highest in samples where microbial activity was suppressed. Moorwasser mit deutlicher Farbung und die wasrige Losung einer Fulvinsaure wurden naturlichem Sonnenlicht ausgesetzt. Nach 12 Tagen Exposition wurden bis zu 67% Abnahme der Farbung und bis zu 32% DOC-Abnahme gemessen. Der Ruckgang von Farbung und UV-Aktivitat war unabhangig von zugesetzten Konservierungsstoffen. Die hochmolekulare Fraktion des gelosten organisch gebundenen Kohlenstoffs zeigte den starksten Ruckgang der Konzentration, wahrend der Anteil niedrigmolekularer Substanzen stieg. Die Abnahme der auf die DOC-Konzentration bezogenen UV-Absorption (λ = 254 nm) war fur Substanzen mit hoher molarer Masse am ausgepragtesten. Die DOC-Konzentration bei Versuchsende war fur Proben, deren mikrobielle Aktivitat unterdruckt worden war, am hochsten.

Eine mathematische Methode zur Durchführung von Adsorptionsanalysen A Mathematical Method for Evaluation of Adsorption Analysis

Abstract: Bei der Adsorptionsanalyse wird die Gesamtisotherme eines Vielstoffgemischs unbekannter Zusammensetzung, wie naturliche organische Wasserinhaltsstoffe oder Abwasser der chemischen Industrie, mit fiktiven Komponenten unterschiedlicher Adsorbierbarkeit beschrieben. Das Adsorptionsverhalten der einzelnen Komponenten wird dabei durch die Freundlich-Isotherme charakterisiert. Die konkurrierende Adsorption der fiktiven Komponenten untereinander kann mit der Ideal Adsorbed Solution Theorie (IAST) berechnet werden. Ublicherweise werden bei der Durchfuhrung der Adsorptionsanalyse zu vorgegebenen Freundlich-Parametern K und n die Anfangskonzentrationen der fiktiven Komponenten durch eine Anpassungsrechnung an die Meswerte ermittelt. Das Ergebnis der Anpassungsrechnung hangt wesentlich vom gewahlten Minimierungskriterium ab. Bisher sind diese Berechnungen entweder empirisch oder mit aufwendigen numerischen Methoden durchgefuhrt worden. In dieser Arbeit wird eine mathematische Methode zur Auswertung von Gesamtisothermen mit der Adsorptionsanalyse vorgestellt. Adsorption analysis is a method for describing an overall isotherm of a mixture of unknown composition such as natural organic substances or chemical industries wastewater by dividing into fictive components of different adsorbability. The adsorption behaviour of the fictive components is characterized by using the Freundlich isotherm. The competitive adsorption between these components is described by the Ideal Adsorbed Solution Theory (IAST). Usually, at given Freundlich parameters K and n, the initial concentrations of the fictive components must be adjusted in order to obtain a good fit between calculated and measured isotherm data points. The results of this adjustment depend to some extent on the minimization criteria. Previously, the modeling was done with empirical or numerical methods which required a lot of computation time and sometimes caused numerical problems which made the interpretation of the results difficult. This paper describes a mathematical method for the evaluation of isotherms by adsorption analysis.

Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in Wasser, Sediment, Schlamm und Boden mittels Hochleistungs‐Flüssigkeitschromatographie Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Water, Sludges, Sediments, and Soils by High Performance Liquid Chromatography

Abstract: Die Arbeit informiert uber den Stand der Normung bei der Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in Wasser, Sediment, Schlamm und Boden mittels Hochleistungs-Flussigkeitschromatographie (HPLC) und stellt die diskutierten Analysenverfahren im einzelnen vor. Die Trennung von PAK an verschiedenen PAK-Spezialsaulen wird beschrieben, und die Anforderungen im Zusammenhang mit der programmierten Fluoreszenzdetektion werden aufgezeigt. Zur Bestimmung von PAK in Boden wird eine einfache aber effiziente Extraktion der Probe mit Acetonitril bzw. Tetrahydrofuran im Ultraschall vorgestellt. An verschiedenen Proben wird gezeigt, das die Methode hinsichtlich der Extraktionsausbeute der herkommlichen Extraktion im Soxhlet nicht nachsteht.

A Screening Procedure for Heavy Metals in Soil Extracts by Alcohol Dehydrogenase and Urease Inhibition Eine Screening‐Methode für Schwermetalle in Extrakten aus Bodenproben, basierend auf der Inhibierung der Enzyme Alkoholdehydrogenase und Urease

Abstract: A screening method for heavy metals in aqueous extracts of soil is presented which is based on inhibition of the enzymes urease and alcohol dehydrogenase. The method is suitable to detect cupric and mercury ions in concentrations below 0.01 mg/L and several other heavy metal ions in 1000 fold higher concentration. It is shown that the test may be used for screening of mercury ion concentrations exceeding 0.03 mg/L in aqueous solution when copper chelators are added to the test system. The usefulness of the presented tests to detect heavy metals eluted from soil was verified with samples from ore mining waste. The concentration of copper, lead, and zinc eluted from these samples to different amount was determined by atomic absorption spectrometry and was in good agreement with the enzyme inhibition data obtained with these samples. Es wird eine Screening-Methode fur Schwermetalle in wasrigen Extrakten aus Bodenproben beschrieben, die auf der Inhibition der Enzyme Urease und Alkoholdehydrogenase basiert. Die Methode detektiert Kupfer- und Quecksilberionen in Konzentrationen unter 0.01 mg/L und einige andere Metallionen in 1000fach hoherer Konzentration. Bei Zugabe eines Kupfer-Chelators ist ein Screening auf Quecksilber-Konzentrationen uber 0.03 mg/L moglich. Die Eignung des Testes wurde an Eluaten aus Bodenproben aus Erzabraumhalden demonstriert. Die Konzentration des eluierten Kupfers, Bleis und Zinks wurde mittels Atomabsorptionsspektrometrie bestimmt. Es ergab sich eine gute Ubereinstimmung mit den Inhibitionsdaten dieser Proben.

Functional Community Organization of Macroinvertebrates in Lotic Habitats of the Plitvice Lakes Funktionelle Organisation der Makroinvertebraten‐Gemeinschaft in den lotischen Habitaten der Seen von Plitvice

Abstract: The community and trophic structure of benthic macroinvertebrates were studied in different types of habitats in the karstic Plitvice Lake system located in the NW Dinarid mountains (Croatia). The spatial distribution of functional macroconsumer groups shows that longitudinal community functional organization doesn't correspond with the River Continuum Concept (RCC) hypothesis. Collector guilds were the most abundant functional feeding groups at all the sites analyzed. The domination of shredders was found only in habitats in the source areas of the supply streams. The disturbed longitudinal community functional organization is caused by a discontinuum in the gradient of physical factors which is a result of the geomorphological origin of travertine barriers along the hydrosystem. Untersucht werden die Lebensgemeinschaft und die trophische Struktur der benthischen Makroinvertebraten in verschiedenen Typen von Habitaten im System der Karstseen von Plitvice im Nordwest-Dinarischen Gebirge (Kroatien). Die raumliche Verbreitung der verschiedenen Ernahrungstypen der Makrokonsumenten zeigt keine Ubereinstimmung mit dem River Continuum Concept. Sammler sind der haufigste Ernahrungstyp an allen untersuchten Stationen. Shredder dominieren nur in den Quellgebieten der zufliesenden Gewasser. Die gestorte longitudinale funktionelle Organisation der Biozonose wird verursacht durch das Diskontinuum im Gradienten physikalischer Faktoren. Die Situation ist das Ergebnis der durch den Flus selbst geschaffenen Geomorphologie der Travertinbarrieren innerhalb des Gewassersystems.

Development of an Enzyme Immunoassay for the Analysis of the Atrazine Metabolite Hydroxyatrazine Entwicklung eines Enzymimmunoassays zur Analyse des Atrazin‐Metaboliten Hydroxyatrazin

Abstract: A highly sensitive and specific enzyme immunoassay (EIA) is described for the detection of the atrazine metabolite hydroxyatrazine. Polyclonal antibodies were raised in rabbits by immunization with a hapten-bovine serum albumin (BSA) conjugate containing 8 hapten residues per molecule of BSA. An EIA with a horseradish peroxidase (HRP) hapten tracer was optimized in microtitre plates. A concentration of 50% B/B0 was found at 0.10 μg/L for hydroxyatrazine. A limit of determination for hydroxyatrazine was reached at approximately 0.01 μg/L, i.e. well below the maximum concentration permitted by the EU guidelines for drinking water and the drinking water ordinance of the FRG. The assay did not require concentration or clean-up steps for drinking water or ground water samples. Validation experiments confirmed a good accuracy and precision. Hydroxyatrazine is reported to be the main atrazine metabolite found in soil samples. As organic solvents are usually employed for soil extraction, the influence of methanol as representative organic solvent on the assay was examined. Up to a concentration of 5% (v/v) methanol, the organic solvent did not affect the assay. In der vorliegenden Arbeit wird ein hochempfindlicher und spezifischer Enzymimmunoassay (EIA) zur Bestimmung des Atrazin-Metaboliten Hydroxyatrazin vorgestellt. Polyklonale Antikorper wurden in Kaninchen durch Immunisierung mit einem Hapten-Rinderserumalbumin (RSA)-Konjugat produziert, das 8 Haptenreste pro Molekul RSA aufwies. Ein EIA mit einem Meerrettich-Peroxidase-Hapten-Tracer wurde in Mikrotiterplatten optimiert. Die 50%-B/B0-Konzentration wurde bei 0.10 μg/L Hydroxyatrazin ermittelt, die Bestimmungsgrenze bei ca. 0.01 μg/L Hydroxyatrazin, d. h. deutlich unterhalb des zulassigen Grenzwertes fur Pestizide in Trinkwasser, der in der EU-Richtlinie fur Trinkwasser und der deutschen Trinkwasser-Verordnung vorgeschrieben ist. Der Test erfordert keine Aufreinigungs- oder Anreicherungsschritte fur Trinkwasser- und Grundwasser-Proben. Validierungsexperimente bestatigen eine gute Richtigkeit und Prazision. Von Hydroxyatrazin wird berichtet, das es sich bei dieser Substanz um den Hauptmetaboliten des Atrazins handelt, der in Bodenproben nachgewiesen wird. Da ublicherweise organische Losungsmittel zur Bodenextraktion verwendet werden, wurde der Einflus von Methanol als reprasentativem organischen Losungsmittel auf den Test naher untersucht. Bis zu einer Konzentration von 5% (v/v) Methanol hatte das organische Losungsmittel keinen Einflus auf den Test.

Acute and Chronic Toxic Effects of Cadmium on some Haematological, Biochemical, and Enzymological Parameters in the Fresh Water Teleost Fish Channa punctatus Akute und chronisch toxische Wirkungen von Cadmium auf einige hämatologische, biochemische und enzymologische Parameter im Süßwasserfisch Channa punctatus

Abstract: The haematological, biochemical, and enzymological alterations produced on exposure of Channa punctatus to LC50 (11.2 mg/L) for 96 h and to a sublethal concentration (1.12 mg/L) of cadmium (Cd2+) for 15, 30, 60, and 120 days have been studied. The fish were hypoglycemic and hypolactemic. The pyruvate content of blood and liver decreased in acute and all stages of chronic exposure except for 30 days where significant increase was recorded. Depletion was noted in the total protein and glycogen content of liver and muscle, and the level of lactate in liver in the two types of exposure. The levels of muscle lactate and pyruvate increased in both exposures. The activities of hexokinase, glucose-6-phosphatase, and lactate dehydrogenase decreased in liver after 96 h and all stages of chronic exposure except 30 days. The activities of hexokinase and lactate dehydrogenase in muscle and glutamate-oxalacetate transaminase and glutamate-pyruvate transaminase in serum, liver, and muscles increased in all exposures. The activities of succinate and malate dehydrogenases in liver and muscles decreased after acute and all stages of chronic exposure. The above results suggest that glycolysis and gluconeogenesis were impaired in liver but glycolysis prevailed in muscle. Aerobic oxidation is adversely affected in metal exposed fish, while proteolysis was increased. Dargestellt werden die hamatologischen, biochemischen und enzymologischen Veranderungen bei Channa punctatus nach Exposition uber 96 h gegen die LC50 (11.2 mg/L) und uber 15, 30, 60 und 120 d gegen 1.12 mg/L Cd2+. Die Fische zeigen deutliche Anzeichen der Hypoglykamie und Hypolaktamie bei erhohten Pyruvatgehalten in Blut und Leber sowie erhohten Pyruvat- und Lactatgehalten in der Muskulatur. Die enzymatischen Aktivitaten von Hexokinase, Glucose-6-phosphatase und Lactatdehydrogenase nehmen in der Leber wahrend der Exposition ab. Die Aktivitaten von Hexokinase und Lactatdehydrogenase in der Muskulatur sowie jene von Glutamat-oxalacetat- und Glutamat-Pyruvat-Transaminase in Serum, Blut und Muskulatur nehmen wahrend der Exposition zu. Die Aktivitaten der Succinat- und Malat-Dehydrogenase in Leber und Muskulatur nehmen wahrend der Exposition ab. Insgesamt bedeutet die Cadmiumexposition einen Stres, der Glycolyse und Glyconeogenese in der Leber beeintrachtigt und unter dem in der Muskulatur die Glycolyse vorherrscht. Insgesamt wird die aerobe Oxydation durch Cadmium beeintrachtigt und die Proteolyse erhoht.

The Role of Particulate Matter in the Mobilization of Trace Metals during Anaerobic Digestion of Solid Waste Material Die Bedeutung der partikulären Substanz für die Mobilisierung von Spurenmetallen beim anaeroben Abbau fester Abfallstoffe

Abstract: Metal ions bound to particulate matter represent the greatest portion (i.e. > 95%) of the total metal content found in leachate from reactor experiments where solid waste material was anaerobically digested. This seems true even though strong complexing agents are in solution which increase the solubility of Pb and Cu by a factor up to 104… 105 over that theoretically predicted according to the solubility of the corresponding sulfide mineral. A titrimetric characterization of the metal ion binding sites of the particulate matter suggests that the metal binding properties of the particulate matter are mainly due to organic, aminoacid-type compounds (amines. thio groups, carboxylic groups) probably of bacterial origin. The change of the concentration of the binding sites with time, together with the change of the composition of the particulate matter indicates that bacterial flocs are suspended in the leachate during the switch from acidogenic to methanogenic conditions — either due to the detachment of bacterial films from the solid material by the intensive gas production or due to the formation of syntrophic methanogenic bacterial associations or a combination of both. A combination of the two factors, strong affinity of bacterial mass to metal ions on the one hand, and suspending of the bacterial mass in the leachate on the other hand, will therefore imply a great mobilizing potential for trace metals. Consequently, the highest concentrations of particulate bound Cd were found in reactor experiments where sewage sludge contaminated with Cd was added to the waste material. An increase of the concentration of dissolved cadmium over the solubility of cadmium sulfide, however, could not be observed. Metallionen, die an partikulare Substanz gebunden sind, machen den grosten Teil (mehr als 95%) des Gesamtmetallgehalts im Sickerwasser aus Reaktorexperimenten aus, bei denen feste Abfallstoffe anaerob abgebaut wurden. Dies gilt auch, obwohl sich in Losung Komplexbildner befinden, die die Loslichkeit von Pb und Cu um den Faktor 104 bis 105 uber die theoretische des korrespondierenden Sulfidminerals erhohen. Die titrimetrische Charakterisierung der Metallbindungszentren des partikularen Materials ergibt, das dessen Metallbindungseigenschaften hauptsachlich auf organische, aminosaureburtige Komponenten zuruckzufuhren sind (Amine, Thiogruppen, Carboxylgruppen), die wahrscheinlich bakteriellen Ursprungs sind. Die Anderung der Konzentration der Bindungszentren mit der Zeit ebenso wie die Anderung der Zusammensetzung der partikularen Substanz weisen daraufhin, das bakterielle Flocken wahrend der Umstellung von Azidogenese auf Methanogenese im Sickerwasser suspendiert werden — entweder durch Ablosung bakterieller Filme auf Grund der intensiven Gasproduktion oder durch Bildung syntropher, methanogener bakterieller Assoziationen. Die Kombination der beiden Faktoren — hohe Affinitat der bakteriellen Masse zu Metallionen einerseits und Suspendierung eben dieser bakteriellen Masse andererseits — impliziert demnach ein hohes Mobilierungspotential fur Spurenmetalle. Dementsprechend wurden auch die hochsten Konzentrationen partikular gebundene Cadmiums in Reaktorexperimenten gefunden, bei denen Cd-kontaminierter Klarschlamm dem Abfallmaterial beigemischt wurde. Ein Anstieg der Konzentration an gelostem Cadmium uber die Sulfidloslichkeit hinaus konnte jedoch nicht gefunden werden.

Erprobung des Dreissena‐Monitors, eines neuen Biotestsystems mit der Zebramuschel (Dreissena polymorpha), in der Rhein‐Gütemeßstation Karlsruhe Evaluation of the Dreissena‐monitor at the River Rhine — a New Biological Monitoring System Based on the Zebra Mussel Dreissena polymorpha

Abstract: Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen ist ein neues biologisches Fruhwarnsystem mit Dreissena polymorpha PALLAS als Testorganismus, wobei uber den Offnungszustand und die Schalenbewegungen der Tiere toxische Einleitungen erkannt werden sollen. Anhand von Chemikalienprufungen, durchgefuhrt mit Trichlorethylen, Chloroform, Ethyl-Parathion und Kupfersulfat, wurde der„Dreissena-Monitor” bezuglich seiner Nachweiseffektivitat gepruft und mit anderen, in der Literatur beschriebenen, Bioalarmsystemen verglichen. Die Einsatzmoglichkeiten der Gerate in der Abwasser-, Trinkwasser- und sonstigen Gewasseruberwachung werden diskutiert. Die Grenzkonzentrationsbereiche, bei denen der„Dreissena-Monitor” einen Alarm ausloste, betrugen bei Kupfersulfat 0.03 bis 0.1 mg/L, bei Trichlorethylen 7.5 bis 8.2 mg/L, bei Chloroform 33 mg/L und bei Ethyl-Parathion 0.8 bis 0.9 mg/L. Dabei wurde der Alarm stets innerhalb von 5 bis 35 Minuten ausgelost. Mogliche Anwendungsbereiche der Bioalarmsysteme sind vor allem die Uberwachung von Einleiterstellen und ihrer unmittelbaren Umgebung. Object of the present study is a new biomonitor using Dreissena polymorpha PALLAS as testorganism. The status of the shell gape and the valve movements are parameters to indicate toxic discharges. With the aid of some toxicity tests using trichloroethylene, chloroform, ethylparathion, and copper(II)sulfate, the detection efficiency of the “Dreissena-monitor” was described and compared with those of biomonitors in literature. The use of the monitors in the control of sewage, drinking water, and natural waters is discussed. The critical concentrations at which an alarm was set by the “Dreissena-monitor” were 0.03 to 0.1 mg/L with copper(II)sulfate, 7.5 to 8.2 mg/L with trichloroethylene, 33 mg/L with chloroform, and 0.8 to 0.9 mg/L ethyl parathion. Thereby, the alarm was always set within 5 to 35 minutes. Possible fields of application are especially the control of sewage effluents and their immediate environments.

Charakterisierung von Al(III)‐Spezies in basischen Aluminiumchlorid‐Flockungsmitteln mittels Ferronreaktion bzw. 27Al‐Kernresonanzspektroskopie Characterization of Al(III) Species in Basic Aluminium Chloride Flocculants by Means of Ferron Method and 27 Al Nuclear Magnetic Resonance

Abstract: In der Wasserwirtschaft werden partiell neutralisierte Aluminiumchloridlosungen als Flockungsmittel in Aufbereitungs- und Reinigungsprozessen eingesetzt. Die Verteilung der Al(III)-Spezies (mono-, oligo-, trideka- und polymeres Al(III) in diesen Flockungslosungen last sich, wie die vorliegende Arbeit belegt, mittels Ferronmethode kinetisch sowie 27Al-NMR-spektroskopisch charakterisieren. Die so ermittelten Gleichgewichtsverhaltnisse von Al(III)-Spezies sind sehr stark von der Konzentration abhangig. Es laufen sich teilweise uberlagernde Transformationsreaktionen ab, die sowohl konzentrations- als auch zeitabhangig sind; insbesondere erweisen sich die oligomeren Al(III)-Spezies als instabil. Dabei erfolgt im Verlaufe der Verdunnung ein partieller Wechsel von oktaedrischer zu tetraedrischer Al-Koordination. Bei den extrem niedrigen Aluminiumkonzentrationen, die bei der technischen Anwendung der Aluminiumchloridlosungen als Flockungsmittel vorliegen, treten neben monomeren insbesondere ubergangspolymere und polymere Al(III)-Spezies auf, deren Anteile besonders stark alterungsabhangig sind; z. B. erfolgt im Verlaufe der Alterung eine partielle Kondensation der monomeren zu ubergangspolymeren Al(III)-Spezies. Dementsprechend sind insbesondere die unterschiedlichen polymeren Al-Spezies neben den Monomeren fur die Wirksamkeit der basischen Aluminiumchloride im Flockungsprozes vermutlich von ausschlaggebender Bedeutung. Flocculant processes as a treatment step in water and wastewater purification technology are of increasing importance. Partially neutralized aqueous aluminium chloride solutions — the basic aluminium chlorides — are often used as flocculants in water conditioning. The present paper describes the reactions which appear in these solutions by their dilution, the identification of occurring cationic aluminium species, and the relations between the composition of the solutions and their efficiency as flocculants. The solutions were quantitatively analyzed using 27Al NMR and the ferron method; the latter method offers a simple and inexpensive alternative for identification and quantification of aluminium cations and can facilitate investigations of the Al speciation at concentrations too low for analysis by NMR. The distribution of aluminium cations in basic aluminium chloride solutions changes drastically by the dilution while applied as flocculants because the equilibrium strongly depends on the concentration. The dynamic changes following the dilution of partially neutralized solutions were investigated simply by mixing a solution with water and immediate analysis by the ferron method. It could be shown that rearrangement reactions occur in the system, partially overlapping each other, the oligomeric cations seem to be especially instable. Furthermore, a partial change from octahedral to tetrahedral coordination of the aluminium in the species can be observed. At extremely low aluminium concentration as in the case of application of the basic aluminium chloride solutions for flocculation, monomeric and especially transition polymeric and polymeric aluminium cations, respectively, appear. The ratio of these cations to each other also depends on the time up to the flocculation. Accordingly, these cations especially the different polymeric aluminium species seem to be important for the efficiency of the basic aluminium chlorides as flocculants in water conditioning.

Zooplankton Community Structure of Çavuşcu and Eber Lakes in Central Anatolia Struktur von Zooplankton‐Gemeinschaften im Çavuşcu Lake und im Eber Lake in Zentralanatolien

Abstract: This research has been undertaken to determine the zooplanktonic fauna (Rotatoria, Crustacea) and their seasonal distribution in two lakes with different characters. Cavuscu lake has a surface area of 1000 ha with a maximum depth of 4 m and is classified as an oligo-mesotrophic lake. Eber lake has a surface area of 5200…17000 ha with a maximum depth of 2.5 m and is classified as an eutrophic lake. Zooplankton samples have been collected seasonally between the period of 1990 to 1993 from three stations with a zooplankton net of 44 μm mesh size. From Cavuscu lake totally 50 Rotifera, 2 Copepoda, and 7 Cladocera species; 49 phytoplankton genera and 5 macrophytes have been identified while, 37 Rotifera, 3 Copepoda, 5 Cladocera; 45 phytoplankton genera and 6 macrophytes have been identified from Eber lake. 13 new rotifer records for the Turkey were found, which were Brachionus diversicornis, Macrochaetus collinsi, Lecane stichaeta, Cephalodella sterea, Cephalodella auriculata, Trichocerca iernis, Encentrum saundersiae. Pompholyx complanata, Floscularia ringens, Conochilus natans, Filinia pejleri, Rotaria rotatoria, and Philodina megalotrocha. Untersucht werden Bestand und jahreszeitliche Verteilung des Zooplanktons (Rotatorien und Crustaceen) in zwei Seen unterschiedlichen Charakters. Cavuscu Lake ist ein oligo-mesotropher Flachsee von maximal 4 m Tiefe und mit einer Flache von 1000 ha. Eber Lake ist ein eutropher Flachsee mit maximal 2.5 m Tiefe und einer freien Wasserflache von 5200 bis 17000 ha. Das Netzplankton (44 μm Maschenweite) wurde an 11 Terminen zwischen September 1990 und Juli 1993 an jeweils 3 Stationen durch Vertikalfange uber die gesamte Tiefe gefangen und die mittlere Zooplanktondichte in Ind/m3 bestimmt. Im Cavuscu Lake (bzw. Eber Lake) wurden folgende Taxa festgestellt: 50 (37) Rotatorien, 2 (3) Copepoden, 7 (5) Cladoceren, 49 (45) Gattungen des Phytoplanktons sowie 5 (6) Makrophyten. Im Zooplankton wurden 13 Rotatorienarten neu fur die Turkei nachgewiesen. Die jahreszeitliche Verteilung wird in Abhangigkeit vom trophischen Status der Gewasser diskutiert.

Application of Hydrophobic Interaction Chromatography (HIC) in Water Analysis Anwendung der Hydrophobizitätschromatographie (HIC) in der Wasseranalytik

Abstract: Dissolved high molecular weight organic substances, like humic substances, can be characterized with regard to their molecular weight distribution using gel filtration chromatography (GFC). In addition, the adsorption properties, for example on activated carbon, can be described, if the substances are separated by hydrophobic interaction chromatography (HIC) in different fractions using a chromatographic column with a hydrophobic matrix. The retention time (Rt) of single chemical substances in this column can be used to characterize the hydrophobicity or hydrophility of each compound as well as of the high molecular weight organic matter. The hydrophobic interaction between the matrix of the column and the dissolved chemical compounds also depends on the hydrophobicity of the gel and the composition of the eluent. Relations between retention times, log P-coefficients (octanol/water partition) and K-values of isotherms on activated carbon (Freundlich equation) were found. Hohermolekulare organische Wasserinhaltsstoffe wie Huminstoffe konnen hinsichtlich ihrer Molekulargewichtsverteilung mit Hilfe der Gelfiltrations-Chromatographie (GFC) beschrieben werden. Um auserdem auch die Adsorptionseigenschaften, z.B. an Aktivkohle, zu erfassen und zu untersuchen, kann man die Substanzen in einer Chromatographie-Trennsaule mit hydrophober Matrix in verschieden stark hydrophobe HIC-Fraktionen trennen. Die Retentionszeit (Rt) von chemischen Einzelsubstanzen in einer solchen Saule ist sowohl ein Mas fur die Hydrophobizitat bzw. Hydrophilie der einzelnen Stoffe als auch der untersuchten hochmolekularen Substanzen. Sie ist ferner abhangig von der Hydrophobizitat des Gels und der Zusammensetzung des Elutionsmittels. Es wurden Beziehungen zwischen den Retentionszeiten, den log-P-Werten (Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten) und den K-Werten der Freundlich-Gleichung von Aktivkohle-Isothermen gefunden.

Experimental Approach to Cadmium Effects on a Marine Protozoan Community Untersuchungen zum Einfluß von Cadmium auf eine marine Protozoen-Gemeinschaft

Abstract: The effects of cadmium on a marine protozoan community were studied. After 96 h (0.5 mg/L cadmium) there was a reduction of biomass and a dissappearance of bacterivorous ciliates that were replaced by small flagellates. Other cadmium concentrations utilised affected abundance and biomass after 48 hours. A change of the community structure by the loss of Cd-sensible species and the appearance of Cd-resistant species occurred. The structure of community was simplified and the diversity and variety values decreased. The bacterivore-detritivore and photoautotroph groups, that were the main components in the control, were notably reduced in the presence of cadmium. The metal concentrations on the protozoan biomass increased during the experiment, indicating a certain bioassimilative role of these organisms. Untersucht wird der Einflus von Cadmium (0.5, 1, 5, 10 mg/L Cd2+) auf die Protozoen-Gemeinschaft aus dem Sediment (0…5 cm) der Bucht von Biscaya uber 12 d Exposition. Die Wirkung der Cadmium-Belastung zeigt sich in einer Reduktion der Biomasse und dem Verschwinden der bakterivoren Ciliaten und deren Ersatz durch kleine Flagellaten. Die Strukture der Protozoengemeinschaft last einen deutlichen Wandel gegenuber der Kontrolle durch den Verlust an Cadmium-sensiblen und das Auftreten Cadmium-resistente Arten erkennen: die Struktur wird vereinfacht, die Diversitat und Variabilitat sinken deutlich. Ebenso beeinflust werden die Individuendichte und die Biomasse. In der Biomasse sowohl der Protozoen wie der Bakterien tritt eine deutliche Cadmiumakkumulation auf.

Effect of Three Synthetic Pyrethroids to a Non-target Fish, Channa striatus Wirkung von drei synthetischen Pyrethroiden auf einen Nichtziel-Organismus, den Fisch Channa striatus

Abstract: Exposure of Channa striatus over 24 h to 40% and 80% of the LC50;24h of the three pyrethroids cypermethrin, permethrin, and fenvalerate did not cause any significant changes in the levels of total protein and free amino acids in the liver and muscle tissues of the fish. After 96 h exposure, the protein amino acid levels are altered significantly. Die Exposition von Channa striatus uber 24 h gegen 40% und 80% der LC50;24h von drei synthetischen Pyrethroiden (Cypermethrin, Permethrin und Fenvalerat) ergeben keine signifikante Anderung der Gehalte an Protein und freien Aminosauren in Muskulatur und Leber von Channa striatus. Nach 96 h Exposition sind die Gehalte signifikant verandert, diese Veranderungen sind aber 6 d nach Ende der Exposition wieder rucklaufig.

Beeinflussung der Enzymaktivität einer Protease durch Huminstoffe Influence of Humic Substances on the Activity of a Protease

Abstract: Die vorliegenden Untersuchungen zeigen den Einflus von vier ausgewahlten isolierten Huminstoffen (HS) auf die Enzymaktivitat (EA) des proteolytischen Enzyms Pronase E Die EA wird durch die Hydrolyse des Substrates Casein mit Hilfe eines Aminosaure-Analysators erfast Alle untersuchten HS fuhren mit steigender Konzentration zu einer starkeren Verringerung der EA Die Fulvinsauren (FA) HO3 FA, FBR FA und FBR 10 FA wirken ab 150 mg/L enzymhemmend, wahrend FBI-2 FA erst bei hoheren Konzentrationen die EA verringert Am Beispiel der enzymatischen Hydrolyse von L-Leucin-2-naphthylamid-hydrochlorid in Gegenwart von HO3 FA als Inhibitor wird die aktivitatsverandernde Enzym-HS-Wechselwirkung als nichtkompetitive Hemmung charakterisiert

Entwicklung von Enzymimmunoassays zum Nachweis von Phenoxycarbonsäure-Herbiziden in Trink- und Grundwässern Development of Enzyme Immunoassays for the Detection of Phenoxycarboxylic Acid Herbicides in Drinking Water and Groundwater

Abstract: Fur den Nachweis von Phenoxycarbonsaure-Herbiziden in Trink- und Grundwassern wurden fur MCPB [4-(4-Chlor-2-Methylphenoxy)buttersaure], Mecoprop [2-(4-Chlor-2-Methylphenoxy)propionsaure] und 2,4-D [2,4-Dichlorphenoxyessigsaure] kompetitive Festphasen-Enzymimmunoassays mit polyklonalen Antikorpern entwickelt. Das Tragerprotein fur die Immunisierung war Rinderserumalbumin, als Enzymtracer wurden Meerrettichperoxidase-Konjugate fur die Tests eingesetzt. Bei den drei Antiseren stand die Optimierung bezuglich der Nachweisgrenze und der Testempfindlichkeit im Vordergrund. Fur die Mecoprop-und 2,4-D-Antiseren waren der pH-Wert und die Ionenstarke des Inkubationspuffers von grosem Einflus sowie die Verwendung von weniger affinen Enzymtracern. Das MCPB-Antiserum reagiert mit 2,4-DB [4-(2,4-Dichlorphenoxy)buttersaure] gleichermasen spezifisch. MCPB bzw. 2,4-DB konnen mit 0.02 μg/L (80% B/B0) nachgewiesen werden, der Testmittelpunkt (50% B/B0) liegt bei 0.1 μg/L. Beim Mecoprop-Antiserum wurde die Nachweisgrenze auf 0.02 μg/L optimiert, der Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 0.1 μg/L liegt bei 60% B/B0. Die starkste kreuzreagierende Aktivitat ging vom Mecoprop-Methylester aus MCPB, 2,4-DB und Dichlorprop reagieren mit 50%, 6.7% und 6.3% kreuz. Das 2,4-D-Antiserum reagiert mit 2,4-D weniger empfindlich, hier liegt die Nachweisgrenze bei 0.4 μg/L. Der 2,4-D-Isooctylester und 2,4-D-Methylester zeigen als kreuzreagierende Verbindungen hohe Querempfindlichkeiten von 3630% und 2230%. Die Kreuzreaktionen der Verbindungen 2,4-DB, MCPB und MCPA [4-Chlor-2-Methylphenoxyessigsaure] betragen 520%, 69% und 41%. 100 Grundwasserproben wurden laborintern dotiert. Alle positiven Proben wurden als richtig-positiv erkannt, falsch-negative Ergebnisse traten nicht auf. Competitive solid phase enzyme immunoassays using polyclonal antibodies were developed for the detection of the phenoxycaboxylic acids MCPB [4-(4-chloro-2-methylphenoxy)butyric acid], Mecoprop [2-(4-chloro-2-methylphenoxy)propionic acid], and 2,4-D [(2,4-dichloro-phenoxy)acetic acid] in drinking water and ground water. The carrier protein for the immunization was bovine serum albumin, horseradish peroxidase conjugates were employed as enzyme tracer. For the three antisera, the optimization of detection limits and test sensitivities was our first consideration. For the mecoprop and 2,4-D antisera, the strongest influences were the pH value and the ionic strength, as much as the use of enzyme tracers with lower affinities. The MCPB antiserum reacted with 2,4-DB[4-(2,4-dichlorophenoxy)butyric acid] with equal specificity, either could be detected at 0.02 μg/L (80% B/B0), middle of the test (50 B/B0) lying at 0.1 μg/L. The detection limit with mecoprop antiserum was optimized to 0.02 μg/L, the prescribed limit for drinking water of 0.1 μg/L ling at 60 % B/B0. The strongest cross-reactivity was found for mecoprop methyl ester. MCPB. 2,4-DB, and dichloroprop have crossreactivities of 50%, 6.7%, and 6.3%, respectively. The 2,4-D antiserum reacts less sensitively with 2,4-D, the detection limit being 0.4 μg/L. The 2,4-D isooctyl ester and 2,4-D methyl ester demonstrate as cross-reacting compounds high cross-reactivites of 3630% and 2230%. The cross-reactions of the compounds 2,4-DB, MCPB, and MCPA [(4-chloro-2-methylphenoxy)acetic acid] lie at 52%, 69%, and 41%. 100 ground water tests were spiked within laboratory. All positive samples were correctly identified. Falsely negative results did not appear.

Measurement of Enzymatic Activity in Deep Marine Sediments Using the Semiquantitative APIZym Test System Messung enzymatischer Aktivität in tiefen Meeressedimenten mit Hilfe des APIZym‐Testsystems

Abstract: APIZym strips were used for measuring the activity of 19 enzymatic reactions in marine sediment samples from the continental slope of the Celtic Sea in 135…1630 m depth. The activities of phosphatases were dominant followed by esterases, peptidases, and glycosidases. The activities were influenced by the sediment depth within the cores and the depth of the station. The results indicate that the APIZym system is able to resolve vertical stratification and spatial variability of enzymes possessing activity rates exceeding 10 nmol substrate h−1 cm−3 in sediment but not of those with lower rates which for example would be found in deep-sea sediments. APIZym-Teststreifen wurden zur Messung enzymatischer Aktivitat in marinem Sediment aus Proben vom Kontinentalhang der Keltischen See in 135…1630 m Tiefe verwendet. Es dominierten die Phosphatase-Aktivitaten, gefolgt von Esterasen, Peptidasen und Glykosidasen. Die Aktivitaten zeigten eine Abhangigkeit von der Sedimenttiefe innerhalb der Kerne als auch von der Meerestiefe der Station. Diese Befunde zeigen, das das APIZym-Testsystem geeingnet ist, vertikale Stratifizierung und raumliche Variabilitat von enzymatischer Aktivitat mit Umsatzraten von uber 10 nmol Substrat h−1 cm−3 im Sediment aufzulosen, nicht aber Enzymaktivitat von geringerer Rate, wie sie z.B. in Tiefseesedimenten gefunden wird.

Behandlung von anilinhaltigem Abwasser mit Fentons Reagenz Treatment of Aniline Containing Waste Water by Fenton's Reagent

Abstract: Es wurde ein chemisch-physikalisches Verfahren zur Behandlung von anilinhaltigem Abwasser entwickelt In der chemischen Behandlungsstufe wird Anilin durch Fentons Reagenz polymerisiert Dadurch fallt unlosliches Polyanilin aus Als gunstigste Reaktionsbedingungen erwiesen sich ein pH-Wert von 2–3, absatzweise Dosierung von insgesamt 60 mL H2O2 (30%ig) und 12 mL gesattigter FeSO4-Losung pro Liter Abwasser Das Molverhaltnis Fe(II):H2O2 betragt dabei 03:10 Der Anilingehalt sinkt durch diese chemische Behandlung von ca 20 g/L auf 30–40 mg/L Durch Adsorption an Aktivkohle kann der Anilingehalt auf 02 mg/L vermindert werden Der anfallende Schlamm last sich in einer Kammerfilterpresse gut entwassern A chemical-physical method for treatment of aniline containing waste water was developed At the chemical stage aniline is polymerized by Fenton's reagent Thus insoluble polyaniline precipitates The best reaction conditions are: pH-value of 2–3, stepwise dosing of 60 mL H2O2 (30%) and 12 mL saturated FeSO4-solution per litre waste water The molar ratio Fe(II): H2O2 amounts to 03:10 The concentration of aniline is reduced by this chemical treatment from about 20 g/L to 30–40 mg/L By adsorption at activated charcoal the concentration of aniline can be reduced further to 02 mg/L The resulting sludge can easily be dewatered in a chamber filter press

Application of AMD to the Determination of Cropprotection Agents in Drinking Water. Part III: Solid Phase Extraction and Affecting Factors Anwendung der AMD‐Technik zur Bestimmung von Pflanzenbehandlungsmittel‐Wirkstoffen im Trinkwasser. Teil III: Festphasenextraktion und ihre Einflußfaktoren

Abstract: The more sensitive an analysis method the more care must be given to sample preparation. Solid phase extraction (SPE) onto RP 18 phases has established itself as a general purification and enrichment technique for trace components in aqueous samples. Various factors may thereby influence the recovery rate. For example, the ratio amount of sorbent and sample volume should be taken into account to avoid breakthrough of the investigated substance. Extracting phenylurea herbicides from drinking water, the ratio should be 1 g RP 18 sorbent per 1 L water sample. Concerning the flow rate for the fungicides procymidone, vinclozolin, and iprodione, the recovery rate decreases using higher flow rates than 3 or 6 mL/min. In the case of phenylurea herbicides, a flow rate of 10 or 14 mL/min showed best results. Even the coefficient of variation is below ± 5% at these flow rates. Furthermore, the company dependence should be considered because the recovery rate might differ by up to 40% using the nominally identical material. The same applies to the batch dependence of quality from the same company. The concentration of the eluate must also be monitored and carried out with great care to avoid decreasing the recovery rate. Considering these factors of influence, SPE is a very useful tool in sample preparation, particularly if an automated system is used. Die Festphasenextraktion hat sich im Bereich der Wasseranalytik als leistungsstarkes Verfahren etabliert, vor allem, wenn Automaten zum Einsatz kommen. Einflusfaktoren, die die Effizienz dieses Clean-up an C18-Material bestimmen, wurden untersucht. Dazu gehoren Unterschiede im Sorptionsverhalten des RP-C18-Materials verschiedener Hersteller und Chargen, die Geschwindigkeit der Probenaufgabe und das Durchbruchsverhalten von Pestiziden sowie der daran anschliesende Einengprozes. Zudem wurde die Eignung der verwendeten Losemittel gepruft. Bei der Extraktion von Phenylharnstoff-Herbiziden aus Trinkwasser sollte ein Verhaltnis von 1 g RP-C18-Sorbens pro Liter Wasser eingehalten werden. Von Hersteller zu Hersteller differierte die Wiederfindung an nominell identischem RP-C18-Material um bis zu 40%. Ahnliche Abweichungen wurden fur verschiedene Sorbens-Chargen desselben Herstellers gefunden. Die Wiederfindungsrate bei der Extraktion der Fungizide Procymidon, Vinclozolin und Iprodion verschlechterte sich bei hoheren Flusraten als 3 bis 6 mL/min. Im Falle der Phenylharnstoff-Herbizide ergaben sich die besten Wiederfindungsraten fur Flusraten von 10 bis 14 mL/min. Bei diesen Flusraten lag der Variationskoeffizient der Wiederfindung bei unter ±5%.

Dynamische Modellierung des pH-Einflusses bei der Nitrifikation hochbelasteter Abwässer Dynamic Modelling of the pH Influence in Nitrification of Highly Concentrated Wastewater

Abstract: Es wird ein mathematisches Prozesmodell fur die Nitrifikation in ideal durchmischten Systemen vorgestellt, das neben den Stickstoff- und Bakterienkonzentrationen die Protonenkonzentration als Zustandsgrose enthalt. Als theoretische Grundlage dienen Bilanzgleichungen fur insgesamt acht Komponenten. Die biologischen Reaktionsterme berucksichtigen den derzeitigen Kenntnisstand hinsichtlich der Hemmung der Nitrifikanten durch Substratuberschus, das Substrat der jeweils anderen Gattung und durch Sauerstofflimitierung. Als Substrate werden die ungeladenen Molekule NH3 und HNO2 angesetzt. Das Simulationsmodell wird durch den Vergleich mit experimentellen Ergebnissen aus zwei Laborversuchsanlagen auf seine Richtigkeit uberpruft. Die verwendeten Reaktoren sind von unterschiedlicher Bauart, zum einen handelt es sich um einen Ruhrkesselfermenter, zum anderen um einen Wirbelschichtreaktor, zeigen aber ein ahnliches hydraulisches Verhalten und lassen sich deshalb mit den gleichen Bilanzgleichungen beschreiben. Es zeigt sich, das mit Hilfe des mathematischen Modells das Verhalten sowohl bei geringen als auch grosen Schwankungen der Zulaufkonzentration vorhergesagt werden kann. Bei hohen Reaktionsraten erweist sich die Nitratation als geschwindigkeitsbestimmender Schritt, da es in diesem Fall zumeist zu einer Sauerstofflimitierung kommt, die das Wachstum von Nitrobacter starker beeinflust als das von Nitrosomonas. Wastewater with high ammonia concentrations is produced by many industries, e.g. in the production of fertilizer and explosives and in the agricultural and food industry. A direct discharge into rivers and lakes has to be avoided: Oxidation of ammonia requires 4.56 g DO/g NH+4-N and results in a decrease of dissolved oxygen concentration. Moreover, nitrate stimulates the proliferation of algae, with regard to the eutrophication of natural waters. For municipal wastewater with an ammonia concentration less than 50 mg/L NH+4-N nitrification is a standard process. However, the removal of higher loaded industrial effluents still poses many questions. Recently, lab-scale and pilot-scale investigations show remarkable advances in the increase in nitrification efficiency and in the stabilization of the process. But because of changing flowrates and concentrations, the aid of advanced control algorithms is necessary. Some of the most important variables of biochemical reactors can be determined only with difficulty, at times only with off-line measurements. Model-aided measurement approaches try to determine these variables indirectly from easily measured variables. An experimentally-proved reactor model is required. Therefore, a dynamic model of nitrification in ideally mixed reactors is proposed based on mass balances for the components ammonia. nitrite, nitrate. dissolved oxygen DO, carbon dioxide, pH. nitrosomonas and nitrobacter. The biological reaction rates consider oxygen limitation and substrate inhibition. The process model presented is tested by lab scale experiments using an aerated stirred tank reactor and a fluidized bed reactor. Conformity between the predictions of the model and the observed data was positive. It has been shown that the nitrite oxidation by nitrobacter is the most sensible step in nitrification.

Removal of Phosphate in Aqueous Solution by Permethylated Poly(ethyleneimine) Entfernung von Phosphat mit permethyliertem Poly(ethylenimin) in wäßriger Lösung

Abstract: The use of cationic, water-soluble, permethylated poly(ethyleneimine) (PMP) for the removal of phosphate ions was investigated using the Liquid-phase Polymer-based Retention (LPR) technique. The results showed that the retention values were dependent on the filtration factor (Z) and pH. In the presence of 10 mg/L phosphate and 1% PMP, 52% of the phosphate was retained at pH = 1.0 and 93% at pH = 8.5 for Z = 2. However only 11% of phosphate was retained at pH = 1.0 and 80% at pH = 8.5 for Z = 5. The maximum binding capacity of phosphate by 1% of PMP was 22 mg phosphate per gram of PMP at pH = 1.0 and 185 mg phosphate per gram of PMP at pH = 7.0. The influence of nitrate, chloride, and sulfate ions on the interaction of phosphate ions with PMP was also investigated. It was found that the interaction is strongly influenced by sulfate ions. In addition, viscosimetric measurements were performed and discussed. Die Anwendung des kationischen wasserloslichen permethylierten Poly(ethylenimins) (PMP) zur Entfernung von Phosphationen wurde mit Hilfe der Liquidphase Polymer-based Retentions-Technik (LPR) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, das die Retentionswerte vom Filtrationsfaktor Z und vom pH-Wert abhangen. Bei Z = 2 in Gegenwart von 10 mg/L Phosphat und 1% PMP wurden bei pH = 1 52% und bei pH = 8.5 93% Phosphat retentiert. Bei Z = 5 wurden jedoch bei pH = 1 nur 11% des Phosphates und bei pH = 8.5 80% zuruckgehalten. Als maximale Bindungskapzitat fur Phosphat wurde 22 mg Phosphat pro Gramm PMP bei pH = 1.0 und 185 mg Phosphat pro Gramm PMP bei pH = 7.0 fur 1%ige PMP-Losung bestimmt. Auserdem wurde der Einflus von Nitrat-, Chlorid- und Sulfationen auf die Wechselwirkung von Phosphationen und PMP untersucht. Es zeigte sich, das die Wechselwirkung durch Sulfationen stark beeinflust wird. Zusatzlich wurden viskosimetrische Messungen vorgenommen und diskutiert.

Characterization of Saale River Sediments by IR Spectroscopy Charakterisierung von Saale-Sedimenten durch Infrarotspektroskopie

Abstract: The main constituents of sediment samples of the river Saale were analysed by IR spectroscopy. The composition of the sediments is determined mainly by the geological conditions (increase of carbonates, decrease of clays along the stream). Anthropogenic influences on the main components were not recognized. IR spectroscopy connected with multivariate data treatment is a suitable method to determine the main components of sediments and soils presupposed that the particle size distribution of the samples is similar. A quantitative chemical analysis in terms of individual substances or substance groups is possible if a set of reference spectra can be compiled. Die Hauptbestandteile von Flus-Sedimenten der Saale wurden durch Infrarotspektroskopie analysiert. Die Zusammensetzung der Sedimente wird hauptsachlich durch die geologischen Bedingungen bestimmt (Zunahme von Carbonat, Abnahme von Tonbestandteilen in Fliesrichtung). Anthropogene Einflusse auf die Hauptbestandteile wurden nicht bemerkt. Infrarotspektroskopie ist in Verbindung mit multivariater Datenauswertung geeignet, die Hauptbestandteile von Sedimenten und Boden zu bestimmen, wenn die Teilchengrosenverteilung der Proben ahnlich ist. Eine quantitative chemische Analyse hinsichtlich individueller Stoffe oder Stoffgruppen ist moglich, wenn ein Satz von Referenzspektren zusammengestellt werden kann.

UV‐Derivativ‐Spektren zur Vorabschätzung des Gehaltes von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in Schwebstoffen und Sedimenten der Gewässer Derivative UV Spectra for Estimating the Contents of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Suspended Solids and Sediments of Waters

Abstract: Uber UV-Spektren der Cyclohexan-Extrakte von Gewasserschwebstoffen bzw. Sedimenten lassen sich unterscheiden:„normale” Mineralol-Aromaten (z.B. von Mitteldestillaten), Altole und hochsiedende Raffinate, Teerole und — stellvertretend fur die Gruppe der in der Trinkwasserverordnung aufgefuhrten polycyclischen aromatischen Verbindungen — das Fluoranthen. Ausgehend von weniger selektiven Extraktionsmitteln sowie den UV-Grundspektren wird dargelegt, das in den Spektren hoherer Ordnung haufig das Fluoranthen quantitativ bestimmt werden kann. Sofern man einen festen Umrechnungsfaktor annehmen darf, last sich das Ergebnis auf die gesamte Gruppe der in der Trinkwasserverordnung aufgefuhrten polycyclischen aromatischen Verbindungen hochrechnen. Vergleiche mit anderen Methoden (HPLC u.a.) und anderen Laboratorien ergaben eine gute Ubereinstimmung. Auf die diagnostische Komponente (fingerprint) der abgeleiteten Spektren wird hingewiesen. By means of UV spectra of cyclohexane extracts from aquatic sediments it is possible to distinguish: “normal” mineral oil aromatics (e. g. of the middle distillation fraction), used oils, and highboiling raffinates, tar oils, and — as representative of aromatics listed in the German drinking water ordinance — fluoranthene. Starting with less selective extractants and the basic UV spectra, it is shown that spectra of higher orders frequently allow a quantitative determination of fluoranthene. If it is justified to assume a constant conversion factor, the result of the measurement can be used to calculate the contents of the whole group of aromatics listed in the German drinking water ordinance. A comparison with other methods (HPLC etc.) and with results from other laboratories showed good agreement. Finally, the diagnostic capacity (fingerprint) of derived spectra is pointed out.

Species Composition and Some Ecological Notes on Diatom Communities of a Lotic Environment in Tarhunãh, Libya Artenzusammensetzung und einige ökologische Notizen über Diatomeengesellschaften eines lotischen Biotops in Tarhunãh/Libyen

Abstract: Libya occupies a large part of the Sahara Desert, and is a predominantly arid country with extremely scarce freshwaters. Despite aridity, a distinct higher rainfall zone exists along its mediterranean coastal belt. A lotic environment (perennial stream) in Ain-Scersciara, Tarhunah in northwest Libya was studied for the species composition of diatom communities and their ecological characteristics. The waters are generally alkaline (pH = 7.5) and of hard-water (conductivity = 2008 μS/cm) type. The epiphytic diatom growth on benthic filamentous algae was high (32 taxa) with Amphora veneta as a very common taxon. Gomphonema parvulum var. micropus was an important taxon found in scrapings from the leaves of macrophytes and stony substratum. Nitzschia and Navicula showed high species richness (9 taxa in each) followed by Gomphonema (6 taxa). The ecological attributes of the majority of taxa show an oligohalobe status and alkaliphilous indicator. Untersucht wird die Diatomeenflora eines perennierenden Baches und kleinen Teiches bei Tarhunah, 100 km sudostlich von Tripolis. An 4 Stationen wurden insgesamt 57 species nachgewiesen, uberwiegend oligohalobe, alkaliphile Arten. 17 species sind in ihrem Nachweis neu fur Libyen. Am artenreichsten waren die Gattungen Nitzschia, Navicula und Gomphonema vertreten. Besonders arten- und indviduenreich sind epiphytische Gemeinschaften sowohl auf fadigen Grunalgen als auch auf Makrophyten.

Untersuchungen zur Abtrennung von Schwermetallen aus Abwasser mit frisch hergestelltem Magnetit Studies for Separation of Heavy Metals from Wastewater with Freshly Precipitated Magnetite

Abstract: Durch eine Fallungsflockung mit Eisen- oder Aluminiumsalzen kann die Abtrennung von Schwermetallen aus Abwassern verbessert werden. Die resultierenden Produkte sind haufig stark wasserhaltige, amorphe Hydroxide, die oft schlechte Flockungseigenschaften zeigen und unter Umstanden Probleme bei der technischen Abtrennung aus der wasrigen Phase bringen konnen. Der Einsatz von Magnetit kann hier von Vorteil sein, da Magnetit ferromagnetisch ist und mit Hilfe von Magneten sehr schnell sedimentiert werden kann. Die vorliegenden Untersuchungen ergaben, das reiner Magnetit aus Eisen(II)salzlosung im Vergleich zum„ferrite process” effektiver hergestellt werden kann. Die Reaktionszeiten sind kurzer, die Temperatur kann niedriger gewahlt werden, und es ist keine zusatzliche Oxidation mit Luft erforderlich. Bei der Fallung von Schwermetallen mit diesem kunstlich hergestellten Magnetitschlamm aus einem Galvanikabwasser zeigten sich eine bessere Elimination und kleinere Schlammvolumina gegenuber der NaOH-Fallung. So wurden nach Filtration in der uberstehenden Losung nur noch geloste bzw. kolloidale Nickel- und Kupferverbindungen nachgewiesen. Die Gehalte der ubrigen Metalle lagen unter der Nachweisgrenze. Mit Natronlauge wurden auch nach 120 min Fallungszeit keine Nickelgehalte unter 0.5 mg/L erreicht. Dagegen fiel der Nickelgehalt im Uberstand nach der Magnetitfallung schon nach 20 min unter 0.5 mg/L. Der Kupfergehalt betrug nach einer 20minutigen Fallung mit Natronlauge 64 μg/L. Bei der Magnetitfallung wurden nach 20 min 34 μg/L erreicht. Diese Ergebnisse sind nicht nur auf eine Sorption von Metallen am Magnetit, sondern auch auf Koagulationseffekte des Magnetitschlamms mit den feindispersen Metallhydroxiden zuruckzufuhren. Da der Magnetitschlamm als frisch gefalltes Hydrolyseprodukt gute Sorptions- und Flockungseigenschaften aufweist und der Fallungs-pH-Wert niedriger gewahlt werden kann, wurde sein Einsatz in der HGMS (high gradient magnetic separation) anstelle von Magnetitpulver das Verfahren bezuglich der Metallelimination effizienter machen. The separation of heavy metals from wastewater may be improved by precipitation/flocculation with iron- or aluminium salts. Often, the resulting products are voluminous, water-containing, amorphous hydroxides which show only limited flocculation properties and may possibly pose problems with the technical separation from the aqueous phase. The application of magnetite could be advantageous because magnetite is ferromagnetic and can be separated very quickly in a magnetic field. First of all, a simple preparation method for magnetite was studied. Pure magnetite could be prepared by mixing an iron(II) salt solution with an equivalent amount of sodium hydroxide at room temperature without oxidation by air. The required reaction time was only 3 hours. For the precipitation of heavy metals from an electroplating wastewater, a better metal elimination and smaller sludge volumes resulted with that artificially produced magnetite in comparison with a precipitation by NaOH. Thereby not only the adsorption of metals was established but also coagulation effects of the magnetite sludge with small metal hydroxide particles. By means of the experimental results. sorption of nickel and chromium was compiled as function of pH and precipitation time. Because freshly precipitated magnetite shows very good sorption and flocculation properties, and pH of precipitation may be lower, its use in high gradient magnetic separation (HGMS) could be more effective for metal elimination than magnetite powder.