Ziel des Projektes ist es, die ökotoxikologischen Auswirkungen der Einleitungen seltener Erden in Fließgewässer zu bewerten.
Hierzu werden publizierte und erhobene Daten zur Ökotoxikologie von insbesondere Lanthan kritisch bewertet und diskutiert.
Ergebnis einer umfangreichen Literaturstudie und Datenanalyse wird nach Erhalt aller Daten eine Bewertung der konzentrationsabhängigen, ökotoxikologischen Effekte von Lanthan für verschiedene Matrices sein. (update 2016: Review click here for open access paper)
Wichtig hierbei ist, dass das Risiko, dass ein Effekt auftritt, mit der Konzentration abnimmt. An einer industriellen Einleitungsstelle selbst wird das höchste Risiko bestehen. Zurzeit ist jedoch unklar, bis zu welcher Entfernung von der Einleitung ein Risiko und in welcher Höhe zu erwarten sein wird. Um hierfür eine Datengrundlage zu schaffen, werden Sedimentproben flussabwärts einer Einleitungsstelle ausgewertet.
Neben diesen an Proben erhobenen Messwerten zu Lanthankonzentrationen und ökotoxikologischen Effekten werden Ausbreitungsfahnen bei unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen modelliert werden. Im Rahmen der Bewertung sollen die Zonen eingegrenzt werden, in denen die zuvor identifizierten Risikoklassen lokalisiert sind. Hierbei wird mindestens zwischen einer Zone wahrscheinlichen, akuten Effektes und einer Zone geringen oder chronischen Effektes unterschieden werden.
Die Ausbreitungsfahnen werden mit Hilfe der Software Cormix simuliert werden, die u.a. von der US EPA und der Universität Karlsruhe entwickelt wurde. Die wissenschaftliche Basis der Software, sowie Validierung und Vergleiche zwischen Softwareergebnisse und Modellergebnissen sind in zahlreichen wissenschaftlichen Publikationen dokumentiert (Ragas & Leuven 1999; Doneker & Jirka 2001; Doneker et al. 2009), u.a. auch am Beispiel des Rheins (Bleninger et al. 2006). Das Modell ist in der Lage, sowohl oberflächennahe als auch sohlnahe Einleitungen unterschiedlicher Dichte und die entsprechenden Mischungszonen zu simulieren.
Für die einzelnen Zonen werden im Anschluss weitere Simulationsrechnungen mit Hilfe eines chemischen Speziationsmodells durchgeführt werden.
Die Modelle können jedoch im Rahmen einer gemeinsamen Betrachtung zum erhöhten Verständnis der Verteilung der seltenen Erden und der Umweltkonzentrationen infolge der Einleitung dienen, und werden gemeinsam mit den ökotoxikologischen Konsequenzen und im Hinblick auf die European Mixing Zone Guidance diskutiert werden.
Referenzen:
Bleninger T., Marenda D. & Jirka G.H. (2006). Durchmischungsprozesse für die Einleitung von Abwasser in den Rhein. . Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 32, 219-228.
Doneker R.L. & Jirka G.H. (2001). CORMIX-GI systems for mixing zone analysis of brine wastewater disposal. Desalination, 139, 263-274.
Doneker R.L., Sanders T., Ramachandran A., Thompson K. & Opila F. (2009). Integrated modeling and remote sensing systems for mixing zone water quality management. In: Proceedings of the 33rd IAHR congress, Vancouver, Canada.
Ragas A.M.J. & Leuven R.S.E.W. (1999). Modelling of water quality-based emission limits for industrial discharges in rivers. Wat. Sci. Tech., 39, 185-192.
Projektinformationen:
Gefördert durch: GRACE Europe
Laufzeit: 2014-2017
Koordinatorin: HAW-Hamburg, Prof. Dr. Susanne Heise
Mitarbeiter: Henning Herrmann
Publikationen:
Herrmann, H., Nolde, J., Berger, S., and Heise, S. (2016). Aquatic ecotoxicity of lanthanum – A review and an attempt to derive water and sediment quality criteria. Ecotoxicology and Environmental Safety 124, 213-238.