Küsten- und Ästuar-Sedimente als Archive für Flut-induzierten Schadstofftransport in sommerfeuchten subtropischen / tropischen Flüssen – Eine Machbarkeitsstudie
Physische Geographie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Relevanz von Hochflutereignissen für den Transport und die Verbreitung von sedimentgebundenen Schafstoffen sind weithin anerkannt. Hierbei kommen zwei verschiedene Aspekte zum Tragen: Das Ausufern der Flüsse sorgt für ein Überfließen ansonsten trocken liegender Bereiche. Diese zumeist nicht gegen Wasser geschützten Bereiche sind so fluvialer Erosion ausgesetzt und können zu Quellen für Schadstoffe werden. Dieser Mechanismus ist in urban genutzten Auen von besonderer Bedeutung. Der zweite Aspekt, der für eine intensivierte Schadstoffdynamik durch Hochwasser sorgt, ist die hierdurch erhöhte Fließgeschwindigkeit, die Erosionsprozesse intensiviert. So können etwaige in fluvialen Sedimenten gespeicherte Schadstoffe erodiert und transportiert werden. Eine wichtige Frage in diesem Kontext ist der Ablagerungsort, denn dieser entscheidet über etwaige von den Schadstoffen ausgehenden Risiken. Chennai, Indien, ist eine in den vergangenen Jahrzehnten rasant gewachsene Metropole, mit einer Vielzahl an zumeist wenig regulierten Schadstoffquellen. Die Abwasserreinigung der Stadt ist unterdimensioniert und die Stadt verfügt über große Zentren der industriellen Produktion. Eine entsprechend starke Belastung der städtischen Gewässer wurde erwartet. In einer ersten Projektphase wurden die Auensedimente der Flüsse Adyar und Cooum in der Millionen-Metropole Chennai untersucht. Hierbei wurde zwar ein breites Spektrum an Schadstoffen nachgewiesen, jedoch in relativ geringen Konzentrationen und ohne räumliche Hotspots der Deposition. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wurde die Beprobung in einer zweiten Projektphase ausgeweitet auf die Küsten- und Ästuarbereiche der beiden Flüsse. Chennai liegt im Einflussbereich des Wintermonsuns mit Abflussspitzen der Flüsse zwischen November und Februar. Die Hypothese der zweiten Projektphase nahm ein Ausspülen der Einzugsgebiete durch die Abflussspitzen der Monsunmonate an. Gleichzeitig sind die Flüsse an der Indik-Küste durch starke küstenparallele Strömungen beeinflusst, die immer wieder zur Bildung von Sandbänken führen, die die Flüsse zum Ozean hin abdämmen. Hierdurch ist eine Zwischenspeicherung der schadstoffbelasteten Sedimente in den Ästuarbereichen anzunehmen. An höher gelegenen Stellen können sich so Sedimentarchive bilden, die durch Markersubstanzen die Belastungshistorie des Einzugsgebietes nachvollziehbar machen können. Ähnlich wie in der ersten Phase wurden auch in der zweiten Projektphase nur geringe Konzentrationen an anorganischen Schadstoffen gefunden. Dies wird auf die Besonderheiten von Ästuarsedimenten zurückgeführt: Zum einen dominiert die Sandfraktion stark, während Schwermetalle vorwiegend mit feineren Sedimenten assoziiert sind. Zum anderen beeinflusst der erhöhte Salzgehalt die Schadstoffkonzentrationen, da er die Löslichkeit von Schwermetallen erhöhen kann. Auch für die organischen Schadstoffe konnten bislang nur geringe bis moderate Konzentrationen festgestellt werden, sodass die Suche nach Sedimentarchiven fortgeführt werden sollte. Bislang wird weiterhin angenommen, dass die Monsunfluten eher zu einem Ausspülen der Sedimente und damit der sedimentgebundenen Schadstoffe als zu einer Ablagerung dieser in den Flussauen führen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Proof-of-concept study for investigations on riverine and urban sediment deposits as flood induced pollution archives in subtropic/tropic areas: the case study Chennai city, India. Abstract of the IGCS Workshop ‘Urban Resilience’, Chennai, November 2019
F. Lehmkuhl, J. Schwarzbauer, B. Narasimhan, B.S. Murty, O. Konechnaya & J. Weise
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Contemporary Contamination of Urban Floodplains in Chennai (India). Water, Air, & Soil Pollution, 233(8).
Bellanova, Luisa; Uphoff, Fabienne; Bellanova, Piero; Engels, Nina; P., Prabu; Pulipatti, Yaswanth; Lehmkuhl, Frank; Schulte, Phillip; Reicherter, Klaus & Schwarzbauer, Jan
