Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Investigation of the Volga River sediments composition : inorganic pollutants of potential concern

Ottenstein, Ralf

German Title: Untersuchung der Sedimentzusammensetzung der Wolga : anorganische Schadstoffe

[img]
Preview
PDF, English
Download (9Mb) | Terms of use

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

Within the framework of the joint Russian-German research project "Volga-Rhine", a continuation of the scientific-technical cooperation started with the "Oka-Elbe"-project in 1992, investigations of the inorganic (this report) and organic pollution (conducted by the working group of Prof. H.F. Schöler) of the Volga rivers aquatic sediments were carried out. Starting with the work of Züllig (1956) sediments have been recognized and used extensively as an almost ideal compartment for the description of the current condition of an aquatic system. Acting as a buffer (sink and source) with respect to heavy metals, nutrients, and major groups of organic pollutants, especially fine grained sediments (< 20µm) are appropriate to reflect the manifold factors determining the status of a water body - at the same time avoiding the time and effort needed to describe these (highly) fluctuating systems by the use of water analysis. Originally intended as a geochemical description of the Volga system, with respect to (heavy) metals and phosphorous, already a cursory error estimation regarding the entire measurement process (chemical analysis as well as sampling itself) changed the intention of this work drastically. Applying the widely accepted guidelines to the expression of uncertainty in measurement (GUM, 1993), as well as adopting basic principles of Gy's Theory of Sampling (Gy, 1998) eventually disproved the validity of numerous geo-chemical approaches towards an interpretation of - not only - sediment data sets, mainly due to shortcomings in the sampling-scheme and thus lacking proof of repre-sentativeness. Although, 'there is an understandable lack of enthusiasm for rousing the sleeping dogs of sampling when there is a fair chance of being severely bitten' (Thompson, 1999) it is the only way that will lead to justifiable interpretations and decisions within the framework of any sampling scheme. Making a sample demonstrably representative for anything but itself, inevitably leads to uncertainty-budgets typically in the range of 20%-100%. This in fact leaves little more opportunities than: a) return to robust classification systems (like the Igeo-classes (Müller, 1979)), b) group multiple samples in order to achieve the desired precision (this report), or c) change the methodology (e.g. the US-EPA TRIAD-approach (Crumbling, 2001)).

Translation of abstract (German)

Im Rahmen des gemeinsamen, russisch-deutschen Forschungsvorhabens "Wolga-Rhein", einer Fortsetzung der wissenschaftlich-technischen Zusammenarbeit, welche im Jahre 1992 mit dem "Oka-Elbe"-Projekt begann, wurden die Wolga-Sedimente in Bezug auf anorganische (diese Arbeit) und organische (Arbeitsgruppe Prof. H.F. Schöler) Schadstoffe untersucht. Ausgehend von der Arbeit Zülligs (1956) wurden Sedimente als geradezu ideales Kompartiment zur Beschreibung des Gewässerzustandes (an-) erkannt und eingesetzt. Insbesondere feinkörnige Sedimente (< 20 µm) fungieren als Puffer (Quelle und Senke) für (Schwer-) Metalle, Nährstoffe und wichtige organische Schadstoffe und sind daher besonders geeignet die vielfältigen Einflussfaktoren auf Gewässersysteme zu bestimmen - während sie gleichzeitig den Aufwand und die Kosten, die zur Beschreibung dieser fluktuierenden Systeme mittels Wasseranalytik nötig würden, deutlich reduzieren. Ursprünglich als geo-chemische Beschreibung der Wolga in Bezug auf (Schwer-) Metalle und Phosphor geplant, änderte schon eine oberflächliche Fehlerbetrachtung des gesamten Meßvorgangs (chem. Analytik und Probennahme) die Ziele vollständig. Die Anwendung der weithin akzeptierten Grundlagen zur Beschreibung von Messunsicherheiten (GUM, 1993) und Grundprinzipien von Gy's Theorie der Probennahme (Gy, 1998) schließlich, widerlegte die Stichhaltigkeit zahlreicher geo-chemischer Ansätze zur Interpretation von Sediment-Datensätzen - und nicht nur diesen - im wesentlichen aufgrund unzureichender Probennahmepläne und der daraus resultierenden mangelnden Representativität. Obwohl es, wie Thompson (1999) anmerkte, 'verständlicherweise wenig Begeisterung dafür gibt, die schlafenden Hunde der Probennahme zu wecken, da die Chancen gebissen zu werden hoch sind', ist es doch die einzige Möglichkeit nachprüfbare Interpretationen und Entscheidungen im Rahmen eines Probennahmeplans zu treffen. Das Unsicherheits-Budget einer Sedimentprobe, die nachweislich nicht nur sich selbst repräsentiert, liegt typischerweise im Bereich von 20%-100%. Tatsächlich lässt dies kaum mehr Möglichkeiten als: a) die Rückkehr zu robusten Klassifizierungssystemen (z.B. Igeo-Klassen (Müller, 1979)), b) das Zusammenfassen mehrer Proben um die gewünschte Präzission zu erreichen (diese Arbeit), oder c) die Methodik zu ändern (z.B. TRIAD-Ansatz der US-EPA (Crumbling, 2001)).

Item Type: Dissertation
Supervisor: Müller, Prof. Dr. German
Date of thesis defense: 22 July 2005
Date Deposited: 09 Aug 2005 10:21
Date: 2005
Faculties / Institutes: Fakultät für Chemie und Geowissenschaften > Institut für Geowissenschaften
Subjects: 550 Earth sciences
Controlled Keywords: Flusssediment, Schwermetall, Messunsicherheit, Fehlerrechnung
Uncontrolled Keywords: sediment , heavy-metal , measurement uncertainty , error analysis
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative