Approaches for assessing "sediment quality" in aquatic systems

Neue Zielsetzungen bei der Verbesserung der Wasserqualität und Probleme bei der Umlagerung und Landdeponierung von Baggergut erfordern eine standardisierte Bewertung der Sedimentqualität. Biologische Kriterien integrieren die Eigenschaften der Sedimente und ihrer Belastungs- bzw. Schadstoffgehalte, zeigen jedoch im allgemeinen nicht die Ursache von Effekten. Chemisch-numerischen Kriterien fehlt der unmittelbare Hinweis auf biologische Wirkungen; ihr Vorteil ist die relativ einfache und generelle Anwendbarkeit. Als Grundlage für numerische Ansätze können Anreicherung, Porenwassergehalte, fest/flüssig-Gleichgewichte (Sediment/Wasser und Organismen/Wasser) und die Eluierbarkeit von Schadstoffen dienen. Die zweite Komponente in einem Bewertungsschema sollten die Eigenschaften der Feststoffe, vor allem die Pufferkapazität gegen pH-Absenkungen, bilden. Im derzeitigen Stadium der Kriterienentwicklung schlagen wir vor, die Substrateigenschaften auf der Basis des Carbonat- und Sulfid-Gehaltes zu klassifizieren, während die Schadstoffbelastung vorteilhaft über die Anreicherungsrate multipliziert mit einem Toxizitätsfaktor für die betreffende Substanz (z.B. aus dem standardisierten Microtox-System abgeleitet), bewertet wird.New objectives regarding the improvement of water quality, and problems with the transport and land deposition of dredged material both require a standardized assessment of sediment quality. Biological criteria integrate sediment charcteristics and pollutant loads, while generally not indicating the cause of effects. With chemical-numerical criteria, immediate indications of biological effects are lacking; their major advantages lie in their easy application and amendment to modeling approaches. Numerical approaches, are based on (1) accumulation, (2) pore water concentrations, (3) solid/liquid partition equilibria (sediment/water and organism/water) and (4) elution properties of contaminants. The second component in an assessment scheme would include characteristics of the solid substrate, in especially buffer capacity against pH-depression. At the present stage of citeria development we propose that the substrate properties should be classified on the basis of the carbonate and sulfide inventory, whereas the pollutant load is best assessed by the accumulation rate multiplied by a toxicity factor for the respective substance (e.g., derived from the standardized Microtox test system)