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Fachstudie „MaSEL“
Kartierung der Sedimentqualität und -quantität in den Stauhaltungen der tschechischen Elbe
Die Povodí Labe, státní podnik (staatlicher Wasserwirtschaftsbetrieb der Elbe der Tschechischen Republik) hat in Zusammenarbeit mit der Karlsuniversität Prag, Fakultät für Naturwissenschaften, dem Institut für Felsstruktur und -mechanik der Tschechischen Akademie der Wissenschaften und der Hochschule für chemische Technologie im Auftrag der BUKEA Hamburg die Studie zur „Kartierung der Sedimentqualität und -quantität in den Stauhaltungen der tschechischen Elbe“ erstellt.
In den letzten Jahren wurde im internationalen Einzugsgebiet der Elbe dem Sedimentmanagement, der Forschung und der Überwachung der Sedimentqualität große Aufmerksamkeit gewidmet. Diese Aktivitäten werden von der Internationalen Kommission zum Schutz der Elbe (IKSE) unterstützt und teilweise initiiert.
Flusssedimente haben sich als eine wichtige Komponente des aquatischen Ökosystems erwiesen. Sie sind ein wesentlicher und integraler Bestandteil von Flüssen und ihren hochwasserbedingten Uferstrukturen. Sie haben eine zentrale Funktion für die Dynamik, Produktivität und Vielfalt von Gewässern. Jedoch haben Sedimente auch die Eigenschaft, Schadstoffe dauerhaft oder auch nur zeitweise zu speichern. Aufgrund der möglichen Remobilisierung der feinkörnigen Fraktion, die häufig aus frisch abgelagerten kontaminierten Schwebstoffen besteht, können kontaminierte Standorte eine sekundäre Kontaminationsquelle darstellen und somit die Qualität des aquatischen Ökosystems flussabwärts unter bestimmten hydrologischen Bedingungen (Hochwasser, Trockenheit, pH-Änderungen, Veränderungen des Redoxpotenzials, Vorhandensein anderer Stoffe im Wasser usw.) beeinträchtigen.
Stauhaltungen, die Gegenstand dieser Studie sind, gehören zu den Standorten, an denen sich kontaminierte Schwebstoffe im Fluss ablagern können. Die Sedimente der einzelnen Stauhaltungen werden jedoch nicht systematisch im Rahmen der Standardüberwachung der Qualität der Elbesedimente in der Tschechischen Republik überwacht.
Staustufe und Schleuse Střekov an der Elbe bei Ústí nad Labem (Foto: WGE 2003)
Daher wurde ein Projekt zur Kartierung der Sedimentqualität und zur Bewertung möglicher Risiken für das internationale Elbeeinzugsgebiet konzipiert. Der Fokus lag dabei auf den elberelevanten Schadstoffen gemäß IKSE-Sedimentmanagementkonzept (Heininger et al., 2014) und insbesondere auf Stoffen, deren episodisch erhöhte Befunde in der Elbe im tschechisch-deutschen Grenzprofil wiederholt nachgewiesen wurden (DDX, PCBs).
Das Hauptziel dieses Projekts war somit die Erstellung einer Studie, die sich auf die Quantität und Qualität der Sedimente in den Stauhaltungen der tschechischen Elbe konzentriert und deren Risiko im Hinblick auf die Gefährdung des unterliegenden Einzugsgebiets der Elbe bewertet. Das Untersuchungsgebiet umfasste den regulierten Abschnitt der Elbe zwischen Jaroměř und Ústí nad Labem, d.h. 32-34 Stauhaltungen (24 Staustufen mit 30 Schleusen zwischen Pardubice und Ústí nad Labem und weitere 8-10 Wehre zwischen Jaroměř und Pardubice).
Aus der Auswertung der Forschungsergebnisse, der aufbereiteten historischen Daten und der Ergebnisse der Beprobungskampagnen im Rahmen des Projektes lassen sich Schlussfolgerungen auf die Qualität der Elbesedimente sowohl an einzelnen Standorten als auch im gesamten Längsprofil der tschechischen Elbe ziehen. Ausreichende Informationen sind eine der Grundvoraussetzungen für eine fundierte Entscheidung über das weitere Vorgehen einschließlich möglicher Sanierungsmaßnahmen, die darauf abzielen sollen, das Auftreten von Schadstoffen an einzelnen Standorten oder Flussabschnitten deutlich zu reduzieren und damit deren flussabwärts gerichteten Transport im gesamten internationalen Elbeeinzugsgebiet zu verringern.
Wehrfelder Staustufe Střekov an der Elbe bei Ústí nad Labem (Foto: R. Schwartz)
Ein separater Teil des Projekts war die Überprüfung der Methode der elektrischen Widerstandstomographie (ERT) zur Kartierung der Sedimentmenge in den ausgewählten Stauhaltungen, einschließlich der Entnahme von Sedimentkernen in einer Tiefe von etwa 1,5 m und der Bestimmung ihrer physikalisch-mechanischen Eigenschaften.
Maßnahmenvorschläge
Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Studie werden Maßnahmen vorgeschlagen, um das von belasteten Sedimenten ausgehende Risiko für das unterliegende internationale Elbeeinzugsgebiet zu verringern. Neben der Fortsetzung einer systematischen Überwachung der Sedimentqualität im Messprofilnetz der Elbe einschließlich aller relevanter Nebenflüsse, wird empfohlen, den Stauhaltungen mit erhöhten Gehalten an chlororganischen Stoffen wie DDX und PCBs (insb. nachgewiesen in Obříství, Štětí und Lovosice sowie Týnec nad Labem), erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen. Während betrieblicher Aktivitäten, wie Sedimentbaggerungen, Öffnen der Wehre in Hochwassersituationen etc., ist der erhöhten Sedimentbelastung Rechnung zu tragen, um Remobilisierung von kontaminierten Sedimenten und den Transport flussabwärts zu begrenzen. Das Gleiche gilt für Risikostandorte in den Nebenflüssen.
Staustufe Střekov an der Elbe bei Ústí nad Labem (Foto: R. Schwartz)
Ein künftiges Ziel sollte darin bestehen, alte Sedimente an den stärksten gefährdeten Standorten zu entfernen oder ihren Transport flussabwärts zu begrenzen. Falls es in diesem Teil des Elbeeinzugsgebiets noch aktive Schadstoffquellen gibt, sollten diese ermittelt und Maßnahmen an den Quellen vorgeschlagen werden, um die weitere Verschmutzung des Ökosystems Elbe zu begrenzen. Ein Beispiel ist die Quelle des polybromierten Diphenylethers PBDE-209 in der oberen tschechischen Elbe. Für die mögliche Sanierung einiger der problematischen Standorte müssen die Interessen des Schutzes des internationalen Einzugsgebietes der Elbe mit anderen Interessen (z.B. Naturschutz) abgewogen werden, wobei gleichzeitig die technische Seite und die Möglichkeiten der finanziellen Absicherung zu klären sind.Die Studie „Kartierung der Sedimentqualität und -quantität in den Stauhaltungen der tschechischen Elbe (MaSEL)“ hat eine Reihe von neuen Erkenntnissen über die Sedimente in einem großen Teil der tschechischen regulierten Elbe geliefert, die im Abschlussbericht einschließlich der Anlagen zusammengefasst sind. Darüber hinaus kann die Studie auch als Modell für andere Teile des internationalen Elbeeinzugsgebietes dienen, da einige der Ansätze und Erfahrungen übertragbar sind.
Download der Studie: