Chemical forms of heavy metals in dredged materials

Für die Beurteilung der Umweltverträglichkeit von schwermetallkontaminiertem Baggergut wurde eine sechsstufige chemische Auslaugungssequenz entwickelt, die einige der Unzulänglichkeiten früherer Experimente vermeidet. Untersuchungen an Baggerschlämmen aus dem Hafen von Rotterdam, aus dem Weser-Ästuar und vom mittleren Neckar zeigen, daß der austauschbare Anteil bei den untersuchten Metallen nur für Cadmium von Bedeutung ist und die stärksten Anreicherungen von Metallen entweder in leicht reduzierbaren bzw. carbonatischen Bindungsformen (Zink und Cadmium) oder in mäßig reduzierbaren Phasen (Kupfer und Blei) auftreten. Im Vergleich zu den Baggergutproben finden sich in Klärschlamm deutlich höhere Gehalte von Cadmium, Kupfer und Blei an organische Phasen gebunden. Generell nimmt mit der Intensität des anthropogenen Metalleintrags die Verfügbarkeit für kurz- bis mittelfristige chemische Umsetzungen bzw. für die biogene Aufnahme zu, doch wird dieser Trend durch element-, boden- und organismenspezifische Effekte überlagert. Ein einheitliches Bewertungsschema läßt sich deshalb aufgrund der extraktionschemischen Daten bisher noch nicht aufstellen.For the assessment of the environmental compatability of dredged materials contaminated by heavy metals, a six-stage chemical leaching process was developed that avoids some inadequacies of earlier experiments. Investigations of dredged sludge from Rotterdam Harbour, from the Weser River Estuary and from the middle course of the Neckar River show that the cation exchangeable metal portion is significant only for cadmium and that the highest enrichment of metals occurs either in easily reducible or carbonate-associated forms (zinc and cadmium) or in moderately reducible phases (copper and lead). In contrast to the dredged material samples sewage sludge shows markedly higher contents of cadmium, copper and lead bound on organic phases. Generally the availability for short- and middle-term chemical processes or for biogenic uptake increases with intesity of anthropogenic metal input. However, this trend is superposed by effects that are specific to the element in question, the type of soil and the organism species. A uniform assessment model can therefore not yet be established on the basis of extraction chemical data