Schwermetalle in Sedimenten und Fischgeweben aus dem Vaal Dam, Südafrika

Schwermetalle und ihre Verbindungen sind natürlich gebildete, potentiell schädliche Stoffe, die durch menschliche Aktivität eine verstärkte Freisetzung in die Umwelt erfahren haben. In geringen Mengen sind sie vielfach in wichtige biochemische Prozesse eingebunden und stellen damit in diesen Fällen wichtige und essentielle Spurenelemente dar. Die Neigung zur Anreicherung bzw. Ablagerung in Sedimenten und Lebewesen ermöglicht deren Verwendung als Bioindikatoren. Die gewonnenen Daten stellen keine Moment-aufnahmen, wie etwa bei der Messung von Schwermetall-Konzentrationen in Wasser, dar, sondern liefern ein Bild über einen längeren Zeitraum. Der Vaal Dam als Süßwasserspeicher und die untersuchen Fischspezies (L. umbratus, L. aeneus und L. kimberleyensis) als Speisefische sind für die Republik Südafrika wirtschaftlich bedeutend und waren aus diesem Grund bereits in der Vergangenheit Thema wissenschaftlicher Arbeiten. Die Untersuchung der Sediment- und Gewebeproben erfolgte durch Anwendung von geeigneten Einzelelement- und Multielementmethoden an entsprechend aufbereiteten Proben. Die verwendeten spektroskopischen Methoden reichten von Atomabsorptions-spektroskopie (CV-AAS, GF-AAS und F-AAS) bis zur Röntgenfluoreszenzspektroskopie (TXRF). Die Untersuchungen haben auf Basis des geologischen Hintergrunds Österreichs bzw. der durchschnittlichen Zusammensetzung der oberen Kontinentalkruste keinen Verdacht für eine mögliche Schwermetallbelastung aufgezeigt. Obwohl keine der Proben eine Überschreitung des erlaubten Schwermetallgehalts (lt. österreichischen bzw. südafrikanischen Rechtsgrundlagen) aufgewiesen hat und alle damit verkehrsfähig waren, weisen einige Proben einen erhöhten Gehalt auf. Für Quecksilber in der Muskulatur und Kupfer bzw. Silber in der Leber wurde ein von der Ernährungsweise abhängiger Trend gefunden, der eine Aufnahme von Quecksilber aus anderen Fischen im Falle des fischfressenden L. kimberleyensis bzw. eine Aufnahme von Kupfer und Silber aus dem Sediment im Falle von L. umbratus nahelegt. Die Kupfergehalte in der Leber in L. umbratus waren die höchsten in der Literatur gefunden Werte für die untersuchten Spezies. Die vorliegende Arbeit schließt Lücken bezüglich des Schwermetall-Gehalts in den drei untersuchten Spezies und liefert erstmals Daten zu L. aeneus und Daten zu wichtigen Schwermetallen, wie Quecksilber, Cadmium und Silber, die in älteren Arbeiten oftmals nicht erhoben wurden.Heavy metals and their compounds are ubiquitous and potentially hazardous substances. Human activities have increased their release into the environment. Some of them function in small amounts as essential trace elements and play an important role in living organisms. Due to their tendency to accumulate in sediments and living tissue, they can be used as bio-indicators for the heavy metal pollution over longer periods of time. Vaal Dam and the analysed fish species are of economic importance to the Republic of South Africa. Vaal Dam is among the most important fresh water reservoirs in the Republic of South Africa. Labeo umbratus, Labeobarbus aeneus and Labeobarbus kimberleyensis are popular local sport fish and important protein sources. The overall importance of Vaal Dam and these fish species has led to several scientific investigations in the past. After necessary sample preparations different single and multi-element methods were used to obtain heavy metal contents in sediment and tissue samples. The methods used consisted mostly of atomic absorption methods (CV-AAS, GF-AAS and F-AAS). TXRF was used as multi- element method, mostly for bulk elements like iron and zinc. The obtained results show no indication of heavy metal pollution when compared to the geological background levels of Austria or the composition of the upper continental crust. According to Austrian and South-African laws and regulations all fish samples are considered save for human consumption, even though some show elevated levels of heavy metals. Mercury in muscle tissue and copper/silver in liver tissue show a correlation with feeding behaviour. The results indicate a mercury uptake from consumed fish and a copper/silver uptake from the sediment. The obtained copper levels in liver tissue of L. umbratus are the highest ever published for the investigated species. This diploma thesis offers for the first time published data for the heavy metal levels in L. aeneus and information about important heavy metals like mercury, cadmium and silver