aus dem Fach eich Geowissenschaftender Univers" Bremen

NI'. 31

Ellen Damm

Frühdiagenetische Verteilung

von Schwermetallen in Schlicksedimenten

der westlichen Ostsee

Berichte. Fachbereich Geowissenschaften. Universität Bremen. Nr. 31115 S•• 37 Abo.. 10 Tab.• Bremen 1992

ISSN 0931..{)800

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Zitat:

Damm, E.

Frühdiagenetische Verteilung von Schwermetallen in Schlicksedimenten der westlichen Ostsee.

Berichte, Fachbereich Geowissenschaften, Universität Bremen, Nr. 31, 115 S., 37 Abb., 10 Tab.,

Bremen 1992.

ISSN 0931-0800

Frühdiagenetische Verteihmg von Schwermetallen in SchHcksedimenten

der westlichen Ostsee

Dissertation

zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften

an der Universität Bremen

Fachbereich 5 Geowissenschaften

vorgelegt von

Ellen Damm

Bremen, Mai 1992

Inhaltsverzeichnis

1.

2.

3.3.1.

3.2.

Einleitung und Fragestellung

Die westliche Ostsee - geologische Entwicklung und hydrographische

Gegebenheiten

Theoretische Grundlagen

Friihdiagenetische Prozesse in marinen Sedimenten

Zur Bindung der Metalle während der Frühdiagenese

Seite

1

2

6

6

10

4.3.3.

4.3.4.

4. Material und Methoden

4.1. Probenahme an Bord des Schiffes und Präparation

4.2. Probenahme im Labor und Porenwassergewinnung

4.3. Untersuchungen an der Festphase

4.3.1. Komgrößenverteilungen

4.3.1.1. Laserbeugungsspektroskopie

4.3.1.2. KÖHN - Schlämmverfahren

4.3.1.3. Methodenvergleich

4.3.2. Bestimmung des mineralischen Detritus', organischen Kohlenstoffs und

des Kalziumkarbonats

Elementkonzentrationen nach Totalaufschluß

Sequentielle Extraktion

13

13

14

14

14

15

16

17

18

19

19

5.5.1.

5.1.1.

5.1.2.

5.1.3.

5.1.4.

5.2.

5.2.1.

5.2.2.

Ergebnisse

Die Festphase

Komgrößenverteilungen

Zusammensetzung des mineralischen Detritus', der CaC03-Gehalt und

der Gehalt an organischer Substanz

Schwermetallkonzentrationen in Kornfraktionen

Gesamtkonzentrationen und partikuläre Bindungsformen von Schwer­

metallen und anderen Spurenelementen in der Festphase

Das Porenwasser

Konzentrationsverteilungen von M<wgan, Eisen, Nitrat,

Ammonium, Phosphat und Silikat

Spurenmetallkonzentraüonen

21

21

21

22

24

25

43

43

47

6,

6.1.

6.1.1.

6.1.2.

6.1.3.

6.2.

6.3.

6.4.

6.5.

7.

8.

9.

Interpretation der Ergebnisse und Diskussion

Geochemische Zusammensetzung und detritische Bindungsanteile in

Schlicken der westlichen Ostsee

Granulometrische und mineralogische Charakterisierung des Sediments

Anreicherungsfaktoren von Schwermetallen im Sediment

Detritische Bindungsanteile der Metalle und anderer Spurenelemente

Hinweise auf Abbauprozesse der organischen Substanz anhand der

Porenwasserzusammensetzung

Zusammenhänge zwischen Mn- und Fe-Bindungsspektren und deren

Fixierung und Freisetzung in Schlickprofilen der westlichen Ostsee

Geochemische Milieuzonen in den Sedimentprofilen

Beziehungen zwischen Metallbindungsspektren und frühdiagenetischem

Milieu

Schlußfolgerungen - antropogen bedingter Eintrag und frühdiagenetische

Verteilung der Schwermetalle

Literaturverzeichnis

Datenverzeichnis

Seite

4949

4950

55

57

59

64

66

72

77

87

Zusammenfassung

Schwermetalle sind in rezenten Sedimenten häufig an der Sedimentoberfläche akkumuliert. U rsa­

che hierfür sind ein erhöhter, anthropogen verursachter sedimentärer Eintrag und eine durch

fruhdiagentische Prozesse bedingte Umverteilung der Schwermetalle im Sediment. Ziel der vor­

liegenden Arbeit war, mit Hilfe der Bindungsformanalyse einen Beitrag zur Klärung des geoche­

mischen Verhaltens der Schwermetalle während der Frühdiagenese in rezenten Schlicksedimenten

der Ostsee zu liefern.

Es wurden Sedimentkerne aus dem Arkonabecken und aus der Mecklenburger Bucht, Schlickge­

bieten der westlichen Ostsee, bearbeitet. Als wichtige Parameter zur Beschreibung der Sedimente

wurden die Korngrößenverteilungen und die Gehalte an organischem Kohlenstoff und Karbonat

ermittelt. Eine mineralogische Analyse am Gesamtsediment und an Kornfraktionen galt der Erfas­

sung des allochtonen geogenen Detritus'. Zur näheren Bestimmung des geochemischen back­

grounds erfolgte weiterhin die Analyse von Spurenelementen einschließlich der Schwermetalle

nach Totalaufschluß in der Festphase und in vier Kornfraktionen. Die sedimentäre Festphase

wurde außerdem sequentiellen Aufschlüssen zur Ermittlung der Bindungsformen der Schwerme­

talle und einiger anderer Spurenelemente unterworfen. Die geochemischen Untersuchungen im

Porenwasser schlossen die Bestimmung der Konzentrationen von Nitrat, Ammonium, Phosphat,

Silikat und der Schwermetalle ein.

Der mineralische Detritus der tonig-siltigen Schlicksedimente erwies sich als qualitativ homogen.

Quantitative Unterschiede im Verlauf der Profile und zwischen den Profilen werden durch den

wechselnden Anteil des Grobsilts im Sediment hervorgerufen. Geochemisch spiegeln sich die

granulometrischen Inhomogenitäten im Konzentrationsverlauf der Spurenelemente wider. Der

überwiegende Anteil der Residualbindung nach sequentieller Extraktion bei den Spurenelementen,

Titan, Scandium, Lithium, u. a. ist ein weiterer Hinweis auf deren detritische Fixierung.

Der Konzentrationsverlauf der Schwermetalle, Pb, Zn, Cu, Ni und Cd wird nicht in dem Maße

vom allochtonen Detritus bestimmt. Der Anteil der Residualbindung der Schwermetalle liegt zwi­

schen 4 % bei Blei und 90 % bei Chrom. Das unterschiedliche Lösungsverhalten der Schwerme­

talle während der sequentiellen Extraktion deutet in der Summe auch auf eine differenzierte Me­

tallmobiIität in den untersuchten Schlicksedimenten. Für Blei, Kadmium und Zink wurden Anrei­

cherungsfaktoren zwischen 2 und 8, bezogen auf regionale geochemische background-Werte, er­

mittelt. Für Nickel, Kupfer und Chrom sind die Anreicherungen mit Faktoren zwischen 1 und 2

gering.

Mangan ist an der Sedimentoberfläche erwartungsgemäß überwiegend reduzierbar gebunden. In

den tieferen Profilabschnitten deuten die zunehmend höheren oxidierbaren Bindungsanteile auf

eine sulfidische Bindung des Mangan. Das unterschiedliche geochemische Verhalten von Mangan

und Eisen zwischen den Profilen der Mecklenburger Bucht und des Arkonabeckens wird disku­

tiert. Mit Hilfe der Bindungsspektren von Mangan und Eisen wird eine geochemische Milieuzo­

nierung der Profile vorgenommen.

Die Konzentrationsverteilungen und Bindungsformspektren der Schwermetalle zeigen eine gute

Übereinstimmung mit den geochemisch vorgezeichneten Milieubereichen. Dabei liegen für die

einzelnen Schwermetalle unterschiedliche milieubedingte Akkumulations- und Remobilisationsho­

rizonte vor. Für die Verteilung der Metalle im Sediment sind besonders das Milieu an der Sedi­

mentoberfläche und die fruhdiagenetische Tiefenzonierung bestimmend. Zink und Blei erreichen

im suboxischen Milieu die höchsten Konzentrationen. Diese sind zu einem großen Teil karbona­

tisch fixiert. Für Nickel lassen sich die Anreicherungszonen in der Festphase durch den Konzen­

trationsverlauf im Porenwasser anhand der Lösungs- und Fällungshorizonte aufzeigen. Die Er­

gebnisse der Bindungsformanalyse lassen den Schluß zu, daß die Verteilungen der Schwermetalle

in den Schlicksedimenten maßgeblich von den frühdiagenetischen Milieubedingungen bestimmt

werden. Unter diesem Aspekt erscheinen die oberflächennahen Anreicherungen, die für Blei und

Zink festgestellt wurden, mehr als ein Ergebnis der milieubedingten Verteilung. Für Cadmium,

das im anoxischen Milieu im Sediment fixiert wird, erklärt sich daraus auch warum bis zum Pro­

filende keine backgound-Werte erreicht werden. Kupfer und Nickel werden im oxischen Milieu

moblisiert. Fruhdiagenetisch bedingte Umlagerungen sind in den suboxischen bis anoxischen Se­

dimenten daher auch kaum zu erwarten.

In den flachmarinen Becken der westlichen Ostsee herrschen meist schon unter wenigen Dezime­

tern anoxische Milieubedingungen, in denen völlig andere Metallkonzentrationen und Bindungs­

spektren vorliegen als in den oberflächennahen Sedimenten mit oxischem bis suboxischem Mi­

lieu. Für die fruhdiagenetisch sehr mobilen Schwermetalle, deren Konzentrationsverlauf einer

geochemischen Zonierung unterliegt, ist die Ermittlung von anthropogen bedingten Anreicherun­

gen auf der Grundlage von "präindustriellen" oder geogenen background-Werten, die je nach

Kemlänge und vorherrschenden Milieubedingungen im suboxischen oder anoxischen Milieu ge­

wonnen werden, kritisch zu überprüfen.

1. Einleitung und Fragestellung

Als flaches Nebenmeer ist die Ostsee durch ihre Lage in einer dichtbesiedelten und indu­

strialisierten Region anthropogen verursachten Veränderungen ihres Ökosystems in hohem Maße

ausgesetzt. Durch die geographische Position, die geologischen und hydrographischen Bedingun­

gen und die physiko-chemischen Besonderheiten sind der Belastbarkeit dieses Brackwasserareals

jedoch enge Grenzen gesetzt. Neben der erhöhten Zufuhr von Nährstoffen und der daraus

resultierenden Eutrophierung sind die Schwermetalle eine der wichtigsten Schadstoff­

Komponenten (RHEINHEIMER 1974, NEHRING 1982).

Zur Ermittlung der anthropogen verursachten Schwermetall-Anreicherungen ist die Analyse ihrer

Konzentration im Sediment vielfach durchgeführt worden, da die Sedimente meist einen geeigne­

ten Indikator für den Zustand der Gewässer darstellen. Hierbei werden häufig "präindustrielle"

Metallgehalte als geogener background den "industriellen" Metallkonzentrationen rezenter Sedi­

mente gegenübergestellt und daraus Faktoren der Anreicherung berechnet. Umverteilungen im

Sediment finden dabei selten BefÜcksichtigung. Der ffÜhdiagenetische Abbau organischer Sub­

stanz führt im Sediment zu Milieuveränderungen, bei denen auch die Schwermetalle und ihre

Trägersubstanzen Umwandlungsprozessen unterworfen werden, die die Mobilität der Metalle er­

heblich erhöhen können. Die frühdiagenetisch bedingten Vcrteilungsmuster der Metalle im Sedi­

ment erschweren die Abschätzung anthropogen verursachter Metalleinträge auch deshalb, weil die

direkte Bestimmung der Schwermetalle an einzelnen Feststoffphasen nur sehr eingeschränkt

möglich ist (KERSTEN 1989).

Ziel der vorliegenden Arbeit ist, einen Beitrag zur Erfassung ffÜhdiagenetisch bedingter Vertei­

lungsmuster von Schwermetallen in Schlicksedimenten zu liefern. Mit diesen geochemischen

Untersuchungen sollen Kenntnisse geschaffen werden, die es ermöglichen, zwischen anthropogen

und ffÜhdiagenetisch verursachten Metallanreicherungen im Sediment zu unterscheiden. Dabei

standen folgende Gesichtspunkte im Vordergrund:

Erfassung des geogenen backgrounds über möglichst mehrere geochemische und

sedimentologische Kenngrößen;

Ermittlung der Anreicherungsfaktoren von Schwermetallen;

Differenzierung des frühdiagenetischen Milieus;

Darstellung der Zusammenhänge zwischen Schwermetallbindungsformen und ffÜhdiage­

netischem Milieu.

1

2. Die westliche Ostsee - geologische Entwiickjlun,g und hydrographische Gegebenheiteu

Die westliche Ostsee nimmt eine Hohlform im Bereich des Südwestrandes der Osteuropäischen

Plattform im Übergangsbereich zum baikalisch-varistischen Tektogen ein (KRAUSS & MÖBUS

1981). Das paläo- und mesozoische Deckgebirge im Untergrund eneicht Mächtigkeiren bis zu ei­

nigen Kilometern. Die Bewegungsbahnen der pleistozänen Gletscher waren durch den Verlauf

und die Aktivitäten der Störungen im Untergrund größtenteils vorgezeichnet (KÖNIOSSON

1979). Die Topographie des der ist Resultat einer längeren geologischen

Entwicklung, wobei die Transportrichtung des Inlandeises und die seit dessen Abschmelzen zu­

rückgelassenen Hohlformen für die Ausbildung des Sedimentationsraums und die brackisch-ma-

rine Entwicklung der heutigen jedoch bestimmend sind. Die für die Ostsee

charakteristische Aufeinanderfolge von und Schwellen von SW in NO Richtung bestimmt

die postglaziale Entwicklung maßgeblich. So wird die rezente Morphologie im Holozän durch

Erosions- und Akkumulationsprozesse beeinflußt, wobei besonders die' tieferen Becken

Akkumulationsgebiete mit teilweise beträchtlichen Schlickmächtigkeiten sind.

Die Schwellen und bei diesen besonders die maximalen Tiefen der Durchlässe bestimmen den für

viele chemische, biologische und geologische Prozesse wichtigen Wasseraustausch zwischen

Nordsee und üstsee und zwischen Teilbecken der Ostsee. Die flachen Satteltiefen der

Schwellen im Kattegat schränken den Wasseraustausch zwischen Nord- und Ostsee ein und beein-

flussen so die Hydrographie der KÖSTER 1974).

Die Basis des Normalprofils der Sed.imente bildet der Geschiebemergel des letzten Eis-

vorstoßes (Fehmarn-Vorstoß) der letzten (Weichsel-Glazial). Im Bölling-Interstadial be-

ginnt die postglaziale Entwicklung mit der Ablagerung lokaler Schmelzwassersedimente. In der

Folgezeit wird der südwestliche Ostseeraum geprägt vom Wechsel zwischen eustatischem Mee­

resspiegelanstieg einerseits und der Landhebung, verursacht durch das Abschmelzen des Inlandei­

ses, andererseits. Die Sedimente, einschließlich ihres mikropaläontologischen Inventars, lassen

die darauf zurückzuführenden Phasen brackisch-marinen Milieus bei Verbindung zum Ozean

bzw. Aussüßung und limnisches Milieu Abschnürung des Sedimentationsraumes vom Ozean

erkennen. In Tabelle 2.1 sind Entwicklungsstadien der Ostsee, Klima, Milieu und Sedimentcha­

rak:teristika zusammengestellt

2

Cl4 a Chronozonen Klima Pa!i1ogeographie Sedimelltvor heute MANGERUD 1974 HANSEN 1965 Ostsee Beltsee Ostsee Beltsee

BERGLUND 1979 EXON 1972 HANSEN 1%5 LANGE 1984 LANGE 1984

Subatlantikum kühl,feucht Mya-Meer Limnea-Meer Schlick,marin-brackiscn Sande

2500Subboreal warm, trocken Littorina-Meer Schlick-

marin-brackiscn Sande

5000Atlantikum warm,feucht Littorina-Meer Schlick

marin-brackiscn hochmarin Sande

8000Mastogloia-Meer Schlick

süß-brackiscn SchluffBoreal warm, trocken Torfgyttja

Kalk:gytt.Ancylus-See

9000kleine

Echineis-Meer Seen und SandePräboreal kühl, feucht Torfgytt

trockenesYoldia-Meer Land Schluff

10000Jüngere Dryas subarktisch Torfgyttjen

Baltischer11000 Torfrnudden

Eissee SandA11eroo warm

11800

Ältere Dryas subarktisch12000 I Schmelzwasser- Torfgytijen

Bölling subarktisch --1--1- seen TorfeSandeSchluffeTone

13000..,.,.~

VereisungÄlteste Dryas subarktisch Fehmamvorstoß

bis arktisch

Tab.2.1 Entwicklumgsstadien, Milieu, Klima und Sedimente der westlichen Ostsee im Quartär

In der westlichen üstsee gelangt glaziales Material vorrangig durch Uferabrasion zur Sedimenta­

tion. Der Flußeintrag ist sehr gering. Am Meeresboden finden in Abhängigkeit von Strömungen

Erosion, Transport und erneute Ablagerung statt. Diese Umlagerungsprozesse führen zu einer

Sortierung nach der Korngröße (Abh.2.I). Die anorganische, aus mineralischem Detritus beste­

hende Sedimentkomponente, ist vom gemeinsamen glazigenen Ursprung geprägt und unterschei­

det sich nur in der quantitativen Zusammensetzung, nicht jedoch im qualitativen Aufbau. Die3

biogene Komponente setzt vorrangiig aus marinen Ursprungs zusam~

men. Der Eintrag terresitrtsctu~n orgams,c.tlf~n l\1:aterials tritt demgegenüber zurück. Der organische

Detritus trägt wesentlich zur Differenzierung der rezenten Ostseesedimente bei. In

den Beckenzentren umfaßt Substanz im Schlick bis zu 10%. Die mittlere

Sedimentationsrate für die westlichen (Arkonabecken und Mecklenbur~

ger Bucht) beträgt 1..2 1983).

Mittelsand

13°

Feinsand

14°66°'

Schlick, Ton

Abb. 2.1 Die S",Aiimente und deren Verteilllng rl1 der westlichen Ostsee (PR.<i\TJE 1948)

Das wichtigste topographische Hydrographie und die Entwicklungsgeschichte der

westlichen Ostsee ist die Schwelle (s. Abb.2.2). stellt eine untermeerische Fortsetzung

des Moränenzuges der Velga<:;tl;,';r Staffel dar und trennt die glazialen Schurfmulden der Arkonasee

und der Beltsee. Bis ins hinein verlief die Sedimentation östlich und westlich der Darßer

Schwelle getrennt.. Während der Ancylus-Sees nach Süden wurde diese rinnen-

4

förmig erodiert und so ein Abfluß des Ancylus-Sees in die &ltsee geschaffen. Mi~' fortsChreiten­

der Transgression wurde die Darßer Schwelle schließlich überspült und ein einheitlicher Sedi­

mentationsraum geschaffen (KOLP 1986). Die Kadettrinne, mit 18 m Satteltiefe tiefster Duchfluß

der DarBer Schwelle, ist seit der Littorina-Transgression für den Einstrom sauerstoffreicher Tie­

fenwässer aus der Nordsee in die Ostsee von großer Bedeutung. Die Morphologie des Meeresbo­

dens bestimmt nicht nur die hydrographischen Verhältnisse in der Ostsee, sondern auch die che­

mische Zusammensetzung und Veränderlichkeit des Ostseewassers und ihre Wechselwirkungen

mit dem Porenwasser im Grenzbreich Sediment-Wasserkörper. Der Sauerstoffgehalt des Tiefen­

wassers in den Becken der Ostsee hängt wesentlich von der Einstromlage und der Durchmischung

bzw. dem Austausch alten und frischen Tiefenwassers ab. Die Ausbildung einer halinen Sprung­

schicht, verursacht durch den Einstrom salzreicher Tiefenwässer aus der Nordsee und den Aus­

strom brackischen Oberflächenwassers verhindert zudem weitestgehend den Gasaustausch mit der

Atmosphäre, so daß in den tieferen Becken häufig ein Sauerstoffdefizit zu verzeichnen ist

(GRASSHOFF 1974).

Abb. 2.2 Morphologie des Meeresbodens der Ostsee in einem SW ~NO Profil ( aus MAGAARD & REINHEIMER,

1974)

5

3. Theoretische Grundlagen

3.1. Zur Frühdiagenese in marinen Sedimenten

FfÜhdiagenetische Stoffumwandlungen in marinen Sedimenten finden in einem offenen Sy­

stem statt. Die relative Kurzzeitigkeit der geologischen, biologischen, chemischen und phy­

sikalischen Prozesse, die der FfÜhdiagenese zugeordnet werden, schränkt die Ausbildung

stabiler Gleichgewichtszustände ein. Charakteristisch ist ein ständiger Stoff- und Energie­

austausch mit der "Umgebung" des Sediments.

In aquatischen Sedimentationsräumen mit Biomasseproouktion ist der Abbau der organi­

schen Substanz einer der wesentlichen Prozesse für den Verlauf der FfÜhdiagenese. Die

Umwandlung organischer Verbindungen in anorganische erfolgt weitestgehend über Mikro­

organismen, die die dabei freiwerdende Energie für ihren Stoffwechsel nutzen (EHRLICH

1981). Die Sequenz des mikrobiellen Abbaus ist abhängig vom Energiegewinn und dem

Angebot an Reaktanden. FROELICH et al. (1979) haben nach der von REDFIELD (1958)

berechneten Summenformel (CH20)106(NH3)16(HJP04) die Änderung der Gibbs'schen frei­

en Enthalpie (0) für den Abbau eines Mols Glucose bei Standardbedingungen und einem

pR-Wert von 7 berechnet und eine Reaktionssequenz aufgestellt (Tab.3.1).

1. aerober Abbau

(CHzOh06(NHJ)16(H3PO~+ 138 Oz -> 106 CO2 + 16 HN~ + HJP04 + 122 H20

G: =3190 kJlM

2. ManganredukJion

(CHZO)106(NH3)16(H3PO~ + 236 Mn02 + 472 H+ -> 236 Mn2+ + 106 CO2 + 8 N2 + H3P04

+ 366 H20

G: =3090 kJ/M (Bimesit) bzw. =2090 kJlM (Pyrolusit)

3. Nitratreduktion

(CHZO)106(NH3)16(H3PO~ + 94.4 HN03 --> 106 CO2 + 55.2 Nz + H3P04 + 177.2 H20

G: -3030 kJ/M

4. Eisenreduktion

(CHZO)106(NH3)16(H3P04) + 212 Fe:zOJ + 848 H+ -> 424 Fe2+ + 106 CO2 + 16 NH3 + HJP04+ 742 HzO)

oder

(CHZO)106(NH3)16(H3P04) + 424 FeOOR + 848 H+ ---> 424 Fe2+ + 106 COz + 16 NHJ + H3P04

+ 742 HzO)

G: -1410 kJ/M (Hematit) bzw. -1330 kJ/M (Limonit,Goethit)

6

5. SulJatreduktion

(CH20)106(NH3)16(H3P04) + 53 S042- ----> 106 CO2 + 16 NH3 + 53 S2- + H3P04 + 106 H20

G: -380 kJ/M

6. Fermentation

(CH20)106(NH3)16(H3P04) ~-> 53 CO2 + 53 CH4 + 16 NH3 +H3P04

G: -350 kJlM

Tab.3.1 ReaktiollSsequenz des mikrobiell gesteuerten Abbaus organischer Substanz in Sedimenten (nach

FROELICH et al. 1979)

Die Sequenz der mikrobiell gesteuerten Reaktionen ergibt sich thermodynamisch aus dem

Betrag der freiwerdenden Energie. In natürlichen Sedimenten mit variierender Zusammen­

setzung und Verteilung terminaler Elektronenakzeptoren und organischer Substanz kann de­

ren Abbau jedoch auch in thermodynamisch ungünstigerer Reihenfolge erfolgen. J0RGEN­

SEN (1977) verweist auf die Reduktion von Sulfat in organikreichen Zonen orischer mari­

ner Oberflächensedimente. Die thermodynamisch nacheinander stattfindenden Fe(III)- und

Sulfatreduktionen liefen in Laborversuchen auch gleichzeitig ab (S0RENSEN 1982).

Die Oxidationsprozesse beim Abbau der organischen Substanz führen zur Erhöhung des

CO2 - Partialdrucks und zu einem Anstieg der Wasserstoffionenkonzentration im Porenwas-,sero Die Versauerung des Porenwassers in den ersten Sedimentzentimetem hat zahlreiche

Remobilisationen zur Folge (z.B. Mobilisation der Schwermetalle). Der Absenkung des pH­

Wertes sind jedoch durch die Pufferkapazität der Sedimente Grenzen gesetzt. Als Puffer

wirken besonders die als Feststoffkomponente vorliegenden Karbonate, die bei einem

Abfall des pR-Wertes in Lösung gehen. Zur Einstellung des Karbonatgleichgewichts tragen

bei konstanten Druck- und Temperaturbedingungen die Aktivitäten der Spezien H2C03,

HC03, CO;?-, H+, OH-, Ca2+ und der COz-Partialdruck bei (GARRELS 1960).

FROELICH et al. (1979) geben an, daß zur 'Vvahnmg des Gleichgewichts für jedes, bei

Oxidationsprozessen organischer Substanz gebildetes Mol CO2, ein Mol CaC03 gelöst

werden muß. Daraus ergibt sich die Stöchiometrie des aeroben Abbaus organischer

Substanz unter Wahrung des Karbonatgleichgewichts wie folgt:

(CH20)106(NH3)16(H3PO~ + 138°2 + 122 CaC03 $---> 228 HC03- + 16 N03- + 122 Ca2+ + 16 H20

+ H3P04

Die Mn(IV)- und Fe(III)-Reduktionen laufen unter Protonenverbrauch ab. Zur Kompensa­

tion des Defizits an Wasserstoffionen werden diese den gelösten Karbonatphasen entzogen

und Karbonat ausgefällt. Die Stöchiometrie der Mn(IV)-Reduktion zum aneroben Abbau

7

organischer Substanz unter Annahme eines Karbonatgleichgewichts lautet dann

(FROELICH et al. 1979):

(CH20)106(NH3)16(H3P04) + 236 Mn02 + 366 Ca2+ + 260 HC03- --->366 CaC03 + 236 Mn2+ + 8 N2 + H3P04 + 260 H20 .

Das reduzierte Mn migriert ins Porenwasser und diffundiert in Folge des Redoxgefälles zur

oxischen Sedimentzone, wo Mn erneut oxidiert wird (LYNN & BONATII 1965; BENDER

1971). Die Konzentration des ionaren Mn im Porenwasser wird nicht nur durch die Diffu­

sion kontrolliert. Ausreichende Karbonataktivität führt im alk:a.lischen Milieu neben der

Kalziumkarbonatfällung auch zur Bildung von Mangankarbonat (s. Abb.3.1).

log [Mn--] -, -6'--' ,

..... 1.0

- 0.8

+ 0.6

+ 0.4

-0.2l

-041

I- 0.61

i- 08"';

III

- l.0

-2,

MnS

MnCO!

RHODOCHROSITE

......

[

10 12 14

Abb. 3.1 Stabilitätsfelder oxischer, karbonatischer und sulfidischer Manganverbindungen in Abhängigkeit von

den Eh und pH Bedingungen im Wasser (aus GARRELS & CHRIST 1965)

8

Im Stabilitätsdiagramm erscheint Rhodochrosit (MnC03) über große Eh-pH Bereiche als

stabile Manganphase in Sedimenten. Auf die RhodochrositfaIlung als kontrollierende Phase

für die Mangankonzentration im Porenwasser verweisen CALVERT & PRICE (1972) undHARTMANN (1964). Die sulfidische Manganphase (Alabandit) hat ein kleines

Stabilitätsfeld in stark reduzierendem, alkalischen Milieu. In den meisten marinen

Sedimenten sinkt der pH-Wert bei Anwesenheit gelösten Sulfids im Porenwasser jedoch

deutlich unter sieben, so daß die Genese sulfidischer Manganphasen während der

Frilhdiagenese sehr eingeschränkt ist.

Die Stabilität der Fe-Karbonatphase wird nur bei geringen Konzentrationen an gelösten Sul­

fiden und einem relativ hohen Anteil an gelösten Karbonaten erreicht. Im Bereich der Ei­

senreduktion liegen die Sulfidkonzentrationen durch die quasi gleichzeitig ablaufende Sul­

fatreduktion jedoch in der Regel höher, so daß Fe vor allem sulfidisch fixiert wird. Häufig­

ste, über einen großen Eh-pH Bereich stabile, Fe-Sulfidphase in marinen Sedimenten ist der

Pyrit. Die Pyritbildung verläuft über mehrere thermodynamisch instabilere Zwischenstufen

(BERNER 1964, 1970).

Mn(IV)- und Fe(III)-Oxidhydrate werden nicht nur beim mikrobiellen Abbau 'organischer

Substanz reduziert sondern auch abiotisch durch die Rea1.'iion mit Sulfiden. Die chemische

Oxidation gelöster Sulfide durch Mn(IV)- und Fe(III) Oxidhydrare zu elementarem Schwe­

fel bzw. Mono- und Polysulfiden, die CANFIELD (1989) und BURDIGE & NEALSON

(1986) in abiotischen Systemen nachwiesen, trägt möglicherweise auch in Systemen mit mi­

krobieller Aktivität zur Limitierung der Sulfidkonzentration im Porenwasser bei.

BERNER (1981) nutzte die Sauerstoff- und Sulfidkonzentrationen des Porenwassers zur

Klassifizierung differenzierter geochemischer Milieus während der Frilhdiagenese

(Tab.3.2). Die Ausschließlichkeit der Koexistenz gelöster Sulfide und gelösten Sauerstoffs

in einer Lösung oberhalb der analytischen Nachweisgrenze, sie reagieren schnell zu oxi­

dierten Schwefelphasen und Wasser, führt zur Unterscheidung zwischen oxischem und

anoxischem Milieu. Im postoxischen Milieu erfolgt überwiegend die Nitrat- und Oxidhy­

drat-Reduktion. Die Sulfatreduktion läuft besonders in anoxischlsulfidischem Milieu ab.

WALLMANN (1990) wies experimentell nach, daß der Betrag der Sulfatreduktion zum

Abbau der organischen Substanz bereits im postoxischen Milieu den der Fe-Red~ktion über­

steigen kann. Methanisches Milieu ist durch die Freisetzung von Methan gekennzeichnet

und vor allem für lakustrische Sedimente mit geringeren Sulfatkonzentrationen von Be­

deutung.

9

geochemisches Milieu Merkmal

l.oxisch 0:2 -Konzentration > 1O~ MIl

H2S Konzentration < 10~ M/l

2. anoxisch 02 -Konzentration < 10~ M/l

2. 1 postoxisch H2S-Konzentrntion < 10~ MIl

2.2 sulfidisch H2S-Konzentration > 10~ MIl

2.3 methanisch H2S-Konzentrntion < 10~ MIl

Tab.3.2 Klassifizierung des geochemischen Milieus in Sedimenten

Typische Mineralneubildungen entsprechend der frühdiagentischen Sedimentzonen sind

nach BERNER (1981):

Milieu

orische Sedimente:

Minern1phasen

Fe(III)- und Mn(IV)-Qxide und Hydroxide

postoxische Sedimente: Siderit, Vivianit, Rhodochrosit

sulfidische Sedimente: Pyrit u.a. Fe-Sulfide, Alabandit, Rhodochrosit

methanische Sedimente: Siderit, Vivianit, Rhodochrosit, Fe-Sulfide

Die Ausbildung der frühdiagenetischen Sedimentzonen wird auch von der Akkumulations­

rate bestimmt, wobei diese besonders auf das Verhältnis von Sauerstoff-Zehrung zu Sauer­

stoff-Nachlieferung einwirken kann. Sauerstoff, Nitrat und Sulfat werden vom Tiefenwasser

in das Porenwasser durch Diffusion nachgeliefert. Schwerrnetallionen, die bei der Reduk­

tion von Fe- und Mn-Oxidhydraten in Lösung gehen, diffundieren im. Porenwasser nach

oben und erreichen in Abhängigkeit von der Akkumulationsrate und dem Konzentratonsgra­

dienten die Sedimentoberkante und u. U. das freie Wasser.

3.2. Zur Bindung der Metalle während der Friihdiagenese

Ebenso wie sich Sedimente aus verschiedenen Komponenten, die wichtigsten sind nach

GOLDBERG (1954) lithogene, hydrogene, biogene und atmogene, zusammensetzen, liegen

die Metallgehalte in Sedimenten entsprechend ihrer "Trägersubstanzen" fixiert vor. Dabei

gelangen Metalle teilweise mit der Festphase, inkorporiert im mineralischen Detritus, ins

Sediment. Ein anderer Teil wird in gelöster bzw. kolloidaler Form transportiert und erst

während der Sedimentgenese und Frühdiagenese an die Festphase fixiert. Das Lösungs- und

Fällungsverhalten ist elementspezifisch und wird u. a. bestimmt durch den chemischen Bin-

10

dungstyp zwischen Metall-Ion und funktioneller Gruppe bzw. Liganden. Wichtigste Bin­

dungsarten sind die kovalente und die elektrostatische Bindung. Die elektrostatische Bin­

dung beruht auf Anziehungskräften zwischen positiv geladenen Metall-Kationen und negativ

geladenen funktionellen Gruppen. Bei der kovalenten Bindung dient das Metall-Kation als

Elektronenpaar-Akzeptor und die funktionelle Gruppe als Elektronenpaar-Donor. Die Ten­

denz zur Bildung kovalenter Bindungen nimmt mit steigender Elektronegativität der funk­

tionellen Gruppen ab. Bei den Metall-Kationen bestimmt die Elektronenkonfiguration die

Tendenz zur Bildung kovalenter Bindungen. Unterschieden wird in eine Elektronenkonfigu­

ration

1. der Edelgase (A-Typ-MetaHe),

2. der Platinmetalle (B-Typ Metalle mit 10-12 Außenelektronen) und

3. eine mit 1-9 Außenelektronen (Übergangsmetalle).

Die A-Typ Metalle: Na+, K+, Mg2+, Sr2+, AIH mit einer stabilen Konfiguration der Au­

ßenelektronen bilden besonders mit sauerstoffhaltigen Gruppen elektrostatische, schwer lös­

liche Verbindungen

Die B-Typ Metalle: Cu+, Zn2+, Cd2+, Pb2+ gehen kovalente Bindungen vor allem mit

schwach elektronegativen funktionellen Gruppen ein. Im sedimentären Milieu liegen diese

besonders in Sulfidbindung vor.

Die iioergangsmetall-Ionen: Mn2+-, Fe2+, Co2+, Cr2+, Ni2+-, Cu2+, MnH , FeH, C03+,

Cr3+ werden durch stark elektronegative funktionelle Gruppen (z.B. sauerstoffualtige Ver­

bindungen) elektrostatisch und mit schwach elektronegativen Gruppen (z.B. schwefelhaltige

Verbindungen) kovalent gebu.nden. Die Stabilität der Verbindungen der Übergangsmetall­

Ionen nimmt mit zunehmender Anzahl an Außenelektronen zu (STUMM & MORGAN

1981).

Die Sedimentumwandlungen, die besonders wfu'1rend des ffÜhdiagenetischen Abbaus der or­

ganischen Substanz stattfinden, führen auch zu einer Mobilisierung der Metalle. Diese mi­

grieren im Porenwasser und werden u. a. in Abhängigkeit vom "Angebot an funktionellen

Gruppen bzw. Liganden" erneut fixiert. Das Angebot und das Verhalten der Metalle ist ab­

hängig vom Milieubereich. In der oxischen Milieuzone werden Metalle durch den oxidati­

yen Abbau der organischen Substanz ins Porenwasser freigesetzt (z. B. Cd, Cu, Ni und Zn,

WHITFIELD & TURNER 1987). Andererseits werden in diesem Milieuhorizont auch Me­

talle angereichert, die im suboxischen und arlOxischen Milieu reduziert werden, zum oxi-

11

sehen Bereich diffundieren und dort erneut z. B. adsorptiv oder mit Fe/Mn- Hydroxiden ge­

fällt werden. Im suboxischen Bereich erfolgt die Mobilisierung der Schwermetalle be­

sonders durch die Reduktion der Fe/Mn Hydroxide und Oxide (KLINKHAM1\tfER 1980).

Die B-Typ Metalle können bereits in diesem Bereich schon bei geringen Sulfidkonzentratio­

nen als Metallsulfide gefillt werden (KREMLING 1983). Im anoxischen Milieu entsteht

durch die Sulfatreduktion Sulfid. Die Metalle werden als Metall-Sulfide gefällt oder an Fe­

Sulfiden fixiert bzw. adsorbiert (STUMM & MORGAN 1981). Die Konzentrationen im Po­

renwasser sind deshalb in diesem Bereich deutlich niedriger als in oxischen Milieu

\'NALLMANN 1990).

12

4. Material und lVIethoden

4.1. Probenahme an Bord und Präparation

Die Probenahme wurde im Februar, Oktober und November 1988 mit -dem Forschungs­

schiff "Prof. A. Penck" des Instituts rur Meereskunde, Rostock-Warnemünde, durchge­

führt. Die Positionsbestimmung der Kemenmahmepunkte "erfolgte nach dem Dekka-Navi­

gationsverfahrerL Zur Tiefenbestimmung kam das Echolot ATLAS-DESCO 10 Zur Anwen­

dung. In AbbA. 1 ist die Lage der Kementnahmepunkte dargestellt.lI'

Kartenaussclmitt B

Abb. 4.1 Lage der Kementruili.vJ.epunkte in der westlichen Ost,<>ee

Die Entnahme KUF,lkerne (40 cm) erfolgte mit einem Niemistö-Stechrohr (NIEMISTÖ

1974). Um ausreichend Material zur Verfügung zu haben, wurde der Schlick von drei

Parallelkemen verwendet. Die längeren Kerne (500-700 cm) wurden mit einem Vi­

brationsstechrohr gezogen. Die Keme wurden an Bord des Schiffes beprobt. Die oberen 10

cm der Kurzkerne wurden in 1 cm dicke Segmente zerschnitten. Zwischen 10 und 40 cm

fand die Beprobung im Abstand von 2 cm statt. An den langen Kernen wurden im Abstand

von 8-10 cm Proben gewonnen. Die Kemsegmente wurden sofort in Tüten luftdicht ver­

schlossen und bis zur Bearbeitung im Labor tiefgefroren aufbewahrt.

13

Die Kernsegmente sind unmittelbar nach dem Auftauen bearbeitet worden. Als erster

Schritt erfolgte die Abtrenmmg des Porenwassers von der Festphase des Sediments. Dazu

wurden die Proben 10 min zentrifugiert (5000 U/min). Das Porenwasser wurde

anschließend über ein Membmnfilter (0,45 p,m Porenweite) filtriert. Das Filtrat wurde

geteilt. Ein Teil wurde mit kouz. HNO;, konserviert (0,1 ml/lOO ml), um dann später die

Gehalte der Elemente Al, Fe, Nfu, Zn, Pb, Cu, Cd, Cr und Ni zu bestimmen. Am zweiten

Teil wurde die Analyse auf Nitrat, Ammonium, Phosphat und Silikat durchgeführt. In

Abbildung 4.2 sind die verwendeten Methoden zur Sedimentuntersuchung aufgeführt.

Sedimentpa- Röntgenphasen- TotaZaufschluß sequentielle

rameter analyse Extraktion

Wassergehalt Gesamtsedime',lt Gesamtelement- Elementgehalte in

Corg-Anteil Komfrnktionen gehalte einzelnen Bin-

CaC03-Anteil Elementgehalte in dungsfor:l:J.1ell

Komgroßen- Komfrnktionen

verteilung

Ne:,. Si04• P04•

NH4, Al, Fe, Mn.

Zn. Cu, Cd, Pb,

Cr, Ni

Abb.4.2 Schema der Se{limentunt~;rsuchungen

4.3. Untersuclm:ngen an der Festphase

Die Festphase des Sediments wurden nach dem Zentrifugieren durchmischt und geteilt. Der

Wassergehalt wurde durch Wägen einer Teilprobe vor und nach der Trocknung ermittelt.

4.3.1. Korngrößenverteilungen

Die Korngrößenverteilung wurde mit zwei unterschiedlichen Methoden bestimmt. Als die

Arbeiten begonnen wurden, stand nur das KÖHN-Schlämmverfahren zur Verfügung. Mit

14

dieser lVlethodik wurde die Komgrößenverteilung an den Sedimentkernen AB 9 und AB

1065 ermittelt. Da bei dieser Methode nach der Schlämmung das Sediment fraktioniert vor­

liegt, wurden am Kern AB 1065 Spurenelementanalysen und röntgenographische Bestim­

mungen der mineralogischen Zusammensetzung von Kornklassen durchgeführt.

An den Kurzkernen AB1, AB2 ,md MB, an denen eine sequentielle Extraktion vorgenom­

men wurde, ist die Korngrößenverteilung sowohl mit dem KÖHN-Schlämmverfahren als

auch mit dem Laserbeugungsspektrometer gemessen worden. Daaurch sollte zum Einen der

Vergleich zum Profil des Kerns AB 1065 gewährleistet sein und zum Anderen der Vorteil

einer deutlich höheren Anzahl von Kornklassen im Ton- und Siltbereich genutzt werden, die

mit der Messung mittels Laserbeugungsspektroskopie erreicht wird. Da beide Methoden auf

unterschiedlichen Meßprinzipien beruhen, kann mit der Doppelbestimmung auch der Ein­

fluß des Meßverfahrens auf die Kornverteilungskurve abgeschätzt werden.

4.3.1.1. Laserbeugungsspektroskopie

Das Verfahren der Laserbeugung am Partikel vrorde in den siebziger Jahren entwickelt und

führte zur Konstruktion von Laserbeugungsspektrometern (McCAVB et al. 1986). In Ab­

bildung 4.3 ist der zur Messung verwendete "Malvern 2600c Partide Sizer" der Firma

Malvern schematisch dargestellt. Das Meßprinzip beruht auf der Beugung der Partikel im

Licht in Abhängigkeit von deren Größe. Der Beugungswinkel nimmt mit abnehmender Par­

tikelgröße zu.

Ausgabe

fokussierter Strahl

Laser

Strahlaufweiter1

Proben­zelle

gebeugtes Licht

.. Empfänger-

RingDetector

AbbA.3 Schematische Darstellung des ;vfalvem 2600c Particle Sizer

15

Ein Strahl mit ca 1 cm Durchmesser monochromatischen parallelen Lichts eines He-Ne­

Lasers (Wellenlänge 633 nm) geht durch einen Suspensionsstrom und wird an den

Partikeln gebeugt. Das erzeugte Diffraktionsmuster wird auf einem Detektor mit 31

konzentrischen Ringen focusiert. Die Winkelverteilung der Lichtintensiilit ist unabhängig

von der Partikelbewegung. Basierend auf der Fourier-Transformation wird die Partikelgrö­

ßenverteilung aus der Winkelverteilung des Beugungsspektrums ermittelt (McCAVB et a1.

1986, Malvern Instruments 1987, SINGER et al. 1988). Ein Nachteil der Methode ist der

Formeinfluß nichu,'Phärischer Partikel auf die Komgrößenverteilung. Je nach zu

erwartendem Korngrößenspektrum kann zwischen mehreren Linsen gewählt werden.

Gemessen wurde mit der 100 mm Linse, da ein von McCAVB et al.(1988) durchgeführter

Test zur Messung von Sedimenten im Ton - Siltbereich mit der 63 mm und der 100 mm

Linse für letztere die bessere Eignung ergab, Die Partikeldifferenzierung erfolgt in 15

Kornklassen zwischen 1,9 und 188 p.m.

Kornklassengrenzen rur die 100 mnl Linse sind:

1.9J.Lm ~ 2,4J.Lm4,8J.LID - 6,2J.Lm

13'0J.Lm ~16,7J.Lm

37,6J.Lm - 53,5J.Lm

2,4/Lm - J,O/Lm6,2lkm -7,91km

16,7J.Lm - 21,5fLm53,5J.Lm -87.2J.LID

3'0J.LID - 3,8fLm7.9/Lffi - 1O,1J.Lm21,5J.Lm - 28,lfLm87,2/Lffi -188tLm

3,8J.Lm - 4,8;LmlO,lJ.Lm - 13,OJ.Lm28,ltLm - 37,6tLm

Die Sedimentproben wurden nach dem Auftauen mit Natriumpyrophosphat versetzt, mit de­

stilliertem Wasser suspendiert und 15 min im tntraschallbad dispergiert. Zur Messung des

Suspensionsstroms im l..aserstrnl:ü kam die Durchlauf:relle zur Anwendung.

4.3.1.2. KÖHN - Schlämmverfahren

Zur Korngrößenanalyse nach dem Schlämmverfar...ren wurden die Proben einige Tage luft­

getrocknet. Zur Einwaage kamen 20 g, aus dem oberen Kemzentimetem auch weniger, da

auf Grund des hohen Wassergehalts nicht immer ausreichend Material zur Verfügung stand.

Das Sediment wurde anschließend 48 h eingeweicht und durch ein 63 p.m Sieb gegeben.

Das Siebgut < 63 p.m ist in Suspension im 100 ml Kolben 1,5 h geschüttelt, danach inden Schlämmzylinder um- und auf 1000 ml aufgefüllt worden. Die Zylinder sind im Was­

serbad bei 20°C 5 min aufgeschüttelt worden. Die erste Fraktion wurde nach 4'50", die

zweite nach 53'33" ,die dritte nach 8h 3' und die vierte nach 89h 15' abgesaugt. Die Fall­

höhe betrug 10 cm ,die Absaugmenge 10 mt Vier Kornklassen mit folgenden Grenzen lie­

gen vor: 63 -20 ftm, 20-6 p.m, 6~2 .um und 2-0,6 p.m. Da Schlämmverfahren in der

Sedimentologie schon jahrzehntelang zur Anwendung kommen, kann hier auf eine

detailliertere Erläuterung des Meßprinzips verzichtet werden. Die Methode ist u. a. bei

MÜLLER (1964) beschrieben. Nachteile der Methode sind der vergleichsweise hohe

16

Zeitaufwand und ebenfalls die Verminderung der Meßgenauigkeit durch nichtsphärische

Partikel.

4.3.1.3. Methodenvergleich

Die Partikelgröße wird bei den für geologische Fragestellungen relevanten Partikelmeßtech­

niken als Äquivalenzdurchmesser x angegeben. Es wird dabei davon ausgegangen, daß der

Durchmesser einer Kugel unter gewählten Meßbedingungen dieselben physikalischen Ei­

genschaften wie das meist unregelmäßig geformte reale Partikel aufweist. Die gemessene

"physikalische Eigenschaft" ist bei dem Schlämmverfahren die stationäre Sinkgeschwindig­

keit in einem Fluid unter Schwerkrafteinfluß und hei dem anderen Verfahren die Beugung

des Laserlichts am Partikel. Die Merkmale zur Kennzeichnung der Partikelgröße unter­

scheiden sich also grundsätzlich. Der Einfluß der Partikeiform auf den gemessenen Äqui­

valenzdurchmesser erhöht sich je größer die Abweichung des Partikels von der Kugelform

wird (LESCHONSKl 1988). LESCHONSKl (1988) verweist auch darauf, daß Beugungs­

spektrometer gröbere Verteilungen liefern als die Schlämmverfahren. Diese meßtechnisch

bedingten Unterschiede spiegeln sich in den Korngrößenverreilungen wider.

Zur Kennzeichnung von Partikelkollektiven stellen Summen- und Häufigkeitsverreilungs­

kurven der Partikelgröße bevorzugte Merkmale dar (FÜCHTBAUF....R & MÜLLER 1977 u.

a.). Die Häufigkeitsverteilung gibt den Anteil je Kornklasse an, die Summenverteilung den

Anteil unterhalb einer bestimmten Partikelgröße. Letztere erlaubt einen graphischen

Vergleich der mit unterschiedlichen Methoden gewonnenen Partikelverteilungen mit nicht­

äquidistanter Kornklassenunterteilung (STEIN 1985, McCAVB et al.1986, LE,c;CHONSKI

1988).

In Abbildung 4.4 sind die Unterschiede der Korngrößenverreilungen dargestellt. Im Ton­

und teilweise noch im Feinsiltbereich ist eine gute Vergleichbarkeit der Meßmemoden ge­

geben. Die Abweichungen zwischen beiden Meßverfahren nehmen besonders un urobsilt­

bereich zu und deuten damit auf die zunehmende Abweichung des realen Partilrels vom

Äquivalenzdurchmesser hin. Begründet liegt das vor allem in der heterogenen Zusammen­

setztung des mineralischen Detritus' (s. Kap.5.), dessen Partikelformspektrum vom gerun­

deten detritischen Quarzkorn bis zum blättchenförmigen lllit- bzw. Muskovitpartikel reicht.

Die zahlreichen Untersuchungen über den Einfluß der Pa."'tikelform auf die Messung der

Partikelgröße (KLEIZEN and BRAKEL 1985, CAllvll & SCHMALZ 1985, FARMER

1985, LAAPS & LAHTINEN 1985, JONASZ 1987) beziehen sich auf die Messung von

Einzelkörnern bzw. monomineralischen Suspensionen. Auf analytische Probleme bei der

Messung von Ton-Siltgemischen, u. a. bedingt durch Wechselwirkungen zwischen den Par­

tikeln, verweisen McCAVE et al.(1986) und SINGER et al.(l988). Neben dem Formein-

17

fluß und meßtechnisch bedingten Fehlergrößen dürften weitere Einflußgrößen in der Ko­

agulation im Tonbereich und in der unterschiedlichen Vorbehandlung der Proben liegen.

GLEGG et al. (1985) verweisen deshalb auf eine notwendige Standardisierung der Präpara­

tionsmethoden, um reproduzierbare Partikelgrößenverteilungen zu erhalten.

. .0,,;0 .,:0

XLb j-Jm

J100

jXSchl

J~J

< XLb~ .. ~":: .

. .. .. """':

. .0 ..

XSchl XLb

XSchl > XLb

,:.0 100 XSchl

Abb. 4.4 Kongroßendifferel'lz zwischen SchläIDmverlah.ren (XSchl) und Laseibeugung (XLb) X - Äquivalenz­

durchmesser. Der Vergleich heider Methoden zeigt den nmehmenden Einfluß des Meßverfahrens mit gräßer

werdendem Äquivalenzdurcnme5Ser auf das Meßergebnis.

4.3.2. Bestimmung des mmernliscl1en Detritus' und des o:rganiscllen Kohlenstoffs

Zur Mineralbestimmung wurden die Proben getrocknet und gemörsert. Die qualitative lVli­

neralbestimmung erfolgte röntgenographisch an texturarmen Übersichtsaufnahmen. Auf

Grund des hohen Tonanteils wurden zur näheren Charakterisierung der Tonminerale Tex­

turpräparate angefertigt. Diese wurden nach der Sedimentation und dem Eintrocknen auf

dem Objektträger mit Äthylenglykol behandelt und nach Temperung bei 400 0 C und 6000

C geröntgt. Die quantitative Bestimmung ist nach dem Verfahren mit einem inneren Stan­

dard unter Verwendung von Nickelpulver als StandardsubstaTIZ durchgeführt worden. Der

Anteil an organischem Kohlenstoff ist im Coulomaten (nach STRÖELEIN) bestimmt wor­

den.

12

4.3.3. Elementkonzentrationen nach Totalaufschluß

Zur Analyse der Elementkonzentrationen am Gesamtsediment wurden die Proben

getrocknet und gemörsert. Nach einem speziellen HF/HCI04 - Aufschluß sind die Gehalte

mit einem ICP-Spektrometer 3500 C (ARL), Vakuumversion, gemessen worden. Die Blei­

Bestimmung erfolgte mittels Differentialpulsvoltametrie am hängenden Quecksilbertropfen.

Ebenso wurden die Elementgehalte in vier Kornfraktionen des Ton- und Siltbereichs

(s.PktA.2) ermittelt

4.3.4. Sequentielle Extraktion

Die Sedimentproben der Kurzkerne (40 cm) wurden einer sequentiellen Extraktion nach

dem FÖRSTNER-Schema unterworfen. Bei diesem Aufschlußverfahren werden die Sedi­

mente definierten Löslichkeitsbedingungen ausgesetzt um die Metallanteile entsprechend ih­

rer hauptsächlichen Bindungsformen selektiv freizusetzen (s. Tab.4. I).

Seit den fünfziger Jahren wurde versucht, die chemische Bindung von Metallen zur Klärung

der Sedimentgenese zu nutzen (RAY et al. 1957, HIRST & NICHOLLS 1958, HODSGEN

1961, CHESTER & HUGHES 1967). Dabei wurde ein Verfahren weiterentwickelt, das seit

längerem in der Bodenkunde zur Ermittlung von Kennwerten der Bodenfruchtbarkeit

eingesetzt wird (JACKSON 1958, SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL 1982). In den

siebziger Jahren wurden daraus durch die Kombination mehrerer Extraktionsschritte ver­

schiedene sequentielle Extraktionsverfahren entwickelt Durch die Sequenz gehen nachein­

ander die austauschbar, karbonatisch, oxidisch, sulfidisch/organisch und detritisch gebun­

denen Metallkomponenten in Lösung. Damit werden die wichtigsten Bindungsformen von

Metallen in Sedimenten erlaßt (GIEBS 1973). Es sind verschiedene Standard-Extraktions­

verfahren entwickelt worden (GUPTA & eHEN 1975, TESSlER et.al. 1979, SALOMONS

& FÖRSTNER 1980).

Eine direkte Bestimmung der Feststoffphase, an die die Schwermetalle fixiert sind, ist mit

der naßchemischen Extraktion nicht möglich. Die Bindungsformen sind operational defi­

niert. Dies ist häufigster Kritikpunkt des Verfahrens und bedeutet, daß die Menge der gelö­

sten Metalle nicht nur von der Bindungsform sondern auch vom Extraktionsverfahren beein­

flußt wird (MARTIN et al. 1987). So wies WALLMANN (1990) nach, daß sulfidisch ge­

bundenes Zn bereits im Aufschluß mit Oxalsäure in Lösung geht und somit größere Anteile

des eigentlich oxidierbaren Typs mit den reduzierbaren Bindunganteilen erfaßt werden.

KERSTEN (1989) verwies auf die Lösung von Vivianit neben Fe-Oxiden im 3. und 4. Ex­

traktionaufschiuB.

19

Da jedoch die Möglichkeiten einer direkten Differenzierung von Metall-Bindungsformen 2.

Z. methodisch noch sehr eingeschrJnkt sind (KERSTEN 1989), erlaubt die Kenntnis der

Bindungsform-Zusammensetzung derzeit am ehesten eine Abschätzung der Mobilität von

Schwermetallen unter spezifischen Milieubedingungen.

Fraktion Extraktionsmittel Zeit Extrahierte Komponente

A. austauschbar bei pH7 1 M NH4-Acetat Zh austauschbare Ionen

B. austauschbar bei pHS 1 M Na-Acetat, pHS mit HGAc Sh Karbonate

C. leicht reduzierbar 0,1 M NHZOH-HCl,pHZ 1Z h MnlFe Hydroxide/Oxidemit 0,01 M HN03

D. mäßig reduzierbar 0,1 M C1HgNZ04,pH3 Z4h MnlFe Oxide

E. sulfidisch/organisch 30%H20Z,pH2 mit O,OZ M HN03 12 h Sulfide und organische Sustanz8SoC 1 M NH4-Acetatin 6% HN03,pHZ

G. residual HF-HN03-Dmckaufschluß Zh Silikate

Tab. 4.1 FÖRSTNER-Extraktionsschema zur Abschiitzung der haupsächlichen Bindungsformen von Metallen

in Sedimenten

Alle verwendeten Reagenzien und das Spülwasser sind bis einschließlich des 4. Extraktions­

schrittes vor dem Gebrauch durch Einleiten von Argon Sauerstoff-frei gemacht worden.

Zwischen den einzelnen Extraktionsschritten wurde mit desto Wasser gespült, um im Sedi­

ment verbliebene Lösungsrückstände des vora.Y1gegangenen Aufschlusses zu entfernen. Nach

den Extraktionen im Schüttler wurde das Sediment jeweils durch 7..entrifugieren von der

Lösung getrennt. Diese wurde dekantielt, mit Ht""i03 angesäuert und bis zur Analytik kühl

gelagert. Zur Messung diente die Atomabsorptionsspektroskopie (AAS-PE 4000, Perkin

Eimer). Die Richtigkeit der Analysen wurde durch die Einbeziehung von Referenzproben

(MBSS-l und ABSS-l) überprüft.

Zwischen den Gehalten die nach einem Gesamtaufschluß der Festphase gemessen wurden

und der Summe der Gehalte in den einzelnen Fraktionen liegen Abweichungen bis max.

10% vor. Nur bei Fe wurden größere Differenzen festgestellt, deren Ursache vermutlich in

erneuten Fällungen von Fe-Verbindungen in den Aufschlußlösungen zu suchen ist.

20

5. Ergebnisse

5.1. Die Festphase

Zur Erfassung von Sedimentparametem, die den lithogenen geochemischen background des

Sediments maßgeblich bestimmen, wurden die Korngrößenverteilung und die

mineralogische Zusammensetzung e11T'J.ttelt.

5.1.1. Korngrößenverteilungen

Die Korngrößenverteilungen der Sedimentkeme AB9 und AB1065 sind mit dem KÖHN­

Schlämmverfahren gemessen worden (5. Kap.4.2.). Die Histogramme sind in Abbildung

5.1 dargestellt. Im Kern AB 9 ist der Grobsilt (20-63 fJ.m) mit über 60 % vorherrschende

Kornfraktion. Der l\tIedian liegt bei 28 fJ.m. Der Anteil der Fein- und Mittelsiltfraktion im

Sediment ist sehr gering. Ca. 20% des Sediments sind der Tonfraktion zuzuordnen. Im

Kern AB 1065 dominiert keine der Kornfrnktionen. Der Median liegt im Feinsiltbereich,

also zwischen 2-6 fJ.m.

Gehalt

60%

AB 91.0%

20%

.2 2· 6,3 6,3 -20 > 20,wffi

AB 1065

·2 2-6,3 6,3-20 >20 pm Kornfraktion

Abb. 5.1 Prozentuale Komgroßenverteilung (Gew. %). ermittelt mit dem KÖHN-Schlämmverfahren, m

beckenrandlichen (A139) bzw. beckenzentrnlen (ABI065) Schlicksedimenten aus dem Arkonabecken

Die Komgrößenveneilungen der Kerne AB1, AB2 und rvm, die mit dem

Laserbeugungsspektrometer gemessen wurden, sind in Abbildung 5.2 dargestellt. Die

Meßergebnisse des KÖHN-Schlämmverfahrens sind dem Anhang zu entnehmen. Der

Median liegt in allen drei Profilen im MittelsUt zwischen 10-20 JJ.m. Der Tongehalt liegt

unter 10 Gew. %. In den Schlickprofilen liegen äquivalente Gehalte der Ton- bzw. Fein­

und Mittelsiltfraktionen vor. Im Anteil der Grobsiltfraktion lassen sich die Prame

unterscheiden. Der Kern ABI weist bis zu ca. 15 cm Tiefe die geringsten Schwankungen in

21

der Grobsiltfraktion auf. Im Horizont zwischen 20 und 30 cm wird das Sediment deutlich

feinkörniger. Bis zu 90 Gew. % des Sediments liegt im Mittelsiltbereich. Unter 30 cm reicht

das Grobsiltspektrum wieder bis über 40 J.'m. Im Kern AB2 ist das Grobsiltspektruffi von

der Sedimentoberfläche bis zu ca. 10 cm mit dem des Kerns ABI vergleichbar. Im weiteren

Verlauf des Profils wird das Sediment grobkörniger, das Korngrößenspektrum reicht bis zur

oberen Grobsiltgrenze. Bei 30 cm ist, ebenso wie im Kern AB1, eine Verringerung der

Korngröße zu verzeichnen. Im Kern MB können schmale Horizonte einer

Kornvergröberung bei 10 cm, 20 cm und 27 cm markiert werden. Im übrigen Profil liegt

der überwiegende Teil des Grobsilts im Bereich zwischen 25-35 J.'m.

00!lJml 10

---

- 00'1,''''.1

0040

--.......- ...... ..

AB2

302010

26

o

16

20

30

ABi,---

... - .. - ........ -- .. ~-- .....

40

21S

31S

30

20

Tiefe [eml Tiefe [ern]

10 20 30 40 60o +-_---' .J'__~.--'--_ ___j

20MB -"'-_ .. -:::.::",.~

20

30

35

-j()",

-- &0'1,' ..41

- - 00%

40

Tiefe [ern)

Abb. 5.2 Die Verteilung tonig - siltiger Komgrößen (in p.m) unterhalb 10 Gew. %, 50 Gew. % (Median) und

90 Gew. % in ScWicken aus Sedimentprofilen des Arkonabeckens (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB)

5.1.2. Zusammensetmng des mineralischen Detritus' 9 der CaC03-Gehalt und der

Gehalt an organischer Substanz

Die qualitative Zusammensetzung des mineralischen Detritus' ist homogen (s. Abb.5.3).

Quarz, Schichtgittersilikate und Feldspäte sind seine wichtigsten Bestandteile. Die Schicht­

gittersilikate wurden röntgenographisch als Muskovit/lllit und lllit-Montmorillonit-mixed

layer mit einem Drittel quellfahigem Anteil bestimmt. Kaolinit und Chlorit sind bis zu 4%

22

ebenfalls nachgewiesen Die Feldspäte wurden zu Drittel als Plagioklase und

zu einem Drittel als Kalifeldspäte bestimmt. Im Schlick konnte röntgenographisch kein Kal~

zit nachgewiesen werden, da die Gehalte unter der Nachweisgrenze der Methode lagen. Py­

rit wurde bis zu 3 % bestimmt, d.h. in. Konzentrationen, die gering über der Nachweis-

grenze der envälmen ist noch die röntgenamorphe Substanz, die sich

nach der aus zu 100% ergibt. Der asymmetrisch zum kleine-

ren Glanzwinkel Bereich des ersten Basisreflexes von OOt enthält lllit-

Montmorillonit-mixed Peakhöhenanalyse ergibt sich daher ein Defizit bei der

Erfassung Minerale. Als röntgenamorph wurde aber auch die

organische Substanz "".l.H;.u,'~.

AB2

80"" 100'10O~ ll\lj1, 4()J', @Cl% mo'h loor, 0% 20% 4Q'/, 00'1104 .

,4 -

II a -la- 12 -

l'll'l-

20 -1I0

H-:H

2$ -n 32 -32 :16 -

36 40Tlef$ lernl ABI Tiefe leml

0.. 20% 4Q'Jlo @O%4 .III -

t2-

I'll

20 -

H-

all -:1:2

311

TIl'lfl1llemiMB

Qua,z Feldspäte -IHit/mlxed layer-KaQ!inlf/Chlorlt C3 amorphe Substanz C-.l Pyrit

Abb. 5.3 Die JnUlenl1is;cne Zm;amLne:nse'tzwlg des liiliogenen Detritus'in Scblickkemen aus dem Arkonabecken

(AB) und der Bucht (MB), westliche Ostsee. Die q1Jmltitativ© Differenzierungen im Ton- bzw.

Quangehalt werden durdl den. g-mnulometrischen Aufbau des Sediments (s. Abb. 5.2) hervorgerufen.

Qualitative DI:tte~renzle:rm1ge~n des mineralischen Detritus wurden in den Kernen ABI, AB2

und MB nicht Quantitative Unterschiede reflektieren die granulometrische Zu­

Se::!lrJ'1erlts. Der prozentuale Quarzanteil zeigt in allen Profilen eine gute

Anteil der Grobsilltfraktion am Sediment.

sammensetzung

Übereinstimmung mit

Coulumetrisch

tionsverteilungen

CaC03-Gehalte zwischen 0,5 - 3% nachgewiesen. Die Konzentra­

der Profile sind im Trend vergleichbar. Die Maxima liegen

23

jeweils im oberen Kernabschnitt. Zwischen 5 und 15 cm setzt eine deutliche Verringerung

ein. Im unteren Profilbereich ist wieder ein Zunahme des CaC03 -Gehalts zu verzeichnen

(Abb.5.4). Im Profil des westlichen Arkonabeckens (ABI) ist der Gehalt an organischer

Substanz im gesamten Profil gleichbleibend hoch. In den beiden anderen Profilen (AB2 und

MB) gehen die Konzentrationen in den ersten 10 cm deutlich zuruck.

20

26

CaCO :3

o

11

16

20

26

Corg

2.6

.'", -

"

[%110

30 - AU'

A.OZ

... - MII

.,.I;I \40 L..--__-r_........c.._-,-__..J..-.--__-j

36

-- Am1

~.~... AlU:

•• MO

30

Tlete [ernl Tiete [eml

Abb. 5.4. Der Gehalt an Kalziu.mka:rbonat und organischem Kohlenstoff in Schlickkemen aus dem Arkona­

becken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB)

5.1.3. Metallkomentrationen. in. Kornfrnktionen.

Am Kern ABI065 sind die Metallgehalre an Kornfraktionen ermittelt worden (5. Abb. 5.5).

In der Tonfrnktion « 2 /km) sind die Gehalte von Zn, Pb, Cr, Co, Ti, V, über das ge­

samte Profil nahezu konstant. In den Siltfraktionen liegen zwischen den Elementen Zn, Pb

und Cr einerseits und Co, Ti und V andererseits größere Unterschiede im Verlaufe des

Profils vor. Co, Ti und V weisen keine oberflächennahen Konzentrationsmaxima auf. Die

Elementanteile in den Siltfraktionen verringern sich mit zunehmender Korngröße und sind

meist geringer als in der Tonfraktion. Zn, Pb und Cr weichen von diesem Verteilungsmu­

ster ab. Die oberflächennahen Gehaltsmaxima dieser Metalle liegen in der Fein- und Mittel­

siltfraktion vor.

Tiefe [eml

[rng/kQl70 GO

100

200

300

400 "

500

600

II

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Tiete lernl

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10 '5,

!mg/kq)20 25

m ",.'.'11 \CJ ~1tt9lalll I

g FlrinotU I_ TOA \

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III

24

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200

[mg/I<q]lil<l 2aa 3GO 400 eoo Gao 100

Zn

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100

200

Pb

(mg/kIlJ200

m:2 el\MHNll

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Tlero lern]

[mg/killo _ _ _ _ _ _ ~ _

o

-Cr

~@~t

o MUW.&lS

~~Ili--

(mg/kill400 eoo

v

Abb. 5.5 MetaUgehalte aus vier Komfrnktionen eines Schlickkerns aus dem Arkonabecken (ABI065) V, Ti

und Co weisen relativ homogene Metallverteilungen über die g~qmre Kem1änge auf. Für Zn, Pb und Cr lie­

gen im oberen Kemabschn.itt Maxima in den mittleren Komfraktionen (Fein-Mittelsilt) vor.

5.1.4. Gesam.tlwment:rationen und partikuläre Bindungsfonnen von Schwermetallen

und anderen Spurenelementen in der Festpbase

Die Gesamtkonzentration von Schwermetallen ist eng verknüpft mit sedimentologischen

Parametern. Eine Differenzierung in lithogene, frilhdiagenetische und eventuell anthropo­

gene Schwerrnetallkomponenten soll anhand der Bindungsformanalyse versucht werden.

Mangan

Die Gesamtkonzentrationen von Mangan liegen zwischen 290 und 510 mg/kg (s.

Abb.5.6.). Die Verteilung im Verlauf der Profile ist inhomogen. Im Kern MB liegen

oberflächennah die höchsten Gehalte vor. Bis 7 cm ist ein drastischer Rückgang und

darunter ein erneuter Anstieg der Gehalte zu verzeichnen. In den Fromen ABI und AB2

sind die Gehalte in den meisten Horizonten geringer als im Kern lvIB. Des weiteren sind die

Konzentrationsriickgänge in den ersten 10 cm nicht so ausgeprägt wie im MB-Profil.

Während der weitere Konzentrationsverlauf im Kern AB1 mit dem des MB Kerns

übereinstimmt, bleiben die Gehalte im Profil AB2 unterhalb von 15 cm nahezu konstant.

o

oCl

401------,,....----1:<---,.-----,-----1

Tiefe [ern]

AB2

[mg/k9]460 600400360

**

300

40 L-__----,---,.-----r-----1

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16

26

30

10

20

Tiefe (ern]

AB1

aa

ao

oa

o

oo

a

(mglkg]300 360 400 460 600

o ..,------;aC----'-------j1

J a a a

I!l I aaa Cl

101 ttJ

111"

30

Imglkg]600 660260 300 360 400 460

o+---'----'----'--"----'-:x-:---1xxfxx x

~x

xxx

xxx

xx

30x

x

xx

xMB

40 '----,---,----,--_--,---1

Abb. 5.6 Die Gesamtkonzentration des Mangans nach Totalaufschluß in Schlickkemen aus dem Arkonabecken

(AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

Mn ist nach der Bindungsformanalyse mittels sequentieller Extraktion zu knapp 50 % detri­

tisch fixiert (s. Abb.5.7). Der Verlauf der Gehalte in der Residualfraktion ist über die ge­

samte Prefiltiefe relativ homogen. Auch zwischen den einzelnen Kernen liegen kaum grö­

ßere Unterschiede vor. Nur im Kern AB2 ist zwischen 10 und 15 cm ein deutlicher Rück­

gang detritisch gebundenen Mn erkennbar. Die Unterschiede zwischen den Profilen sind bei

den nicht-detritischen Bindungsformen wesentlich größer. So liegen in den Kernen MB und

AB2 die höchsten Gehalte an der Sedimentobert1äche besonders in den reduzierbaren Frak­

tionen vor. Im AB1-Profll ist kein Konzentrationsmaximum an der Sedimentoberfläche ge­

messen worden. Der Konzentrationsanstieg, der in den Profllen MB und ABI unterhalb 20

cm nachgewiesen wurde, ist vor allem durch die Zunahme des sulfidischen Bindungstyps

bedingt. Im AB2-Profil ist diese Zunahme nicht zu verzeichnen. Im Profil IvfB ist auch ein

26

wesentlich höherer Anteil des Mn als in den AB Kernen austauschbar gebunden. Karbonat­

bindung konnte in allen Profilen nachgewiesen werden. Dieser Bindungstyp spielt aber im

Vergleich zum Anteil oxidischer und sulfidischer Bindungen nur eine untergeordnete Rolle.

Img/kgJ 260[mg/kg]

100 160 200 0 60 100 160 200 260 300 350 400

:Jx ~w 0 '"x ;':Cl

x olliJx '*x 0,*6ox '* residualxo '*

x [lx10 Cl< '* 10

x 0 '*16

x 0 '*x * 0 16

"*020 x * Cl

20* xo

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* 0< :I!I

'* x Cl

30 *0 30* X 0

0 AlS!

"* X 036 *x * AlS2 360

X MI!* X 0 MB40 ~

40

Tlefe lemlTIofol lcml

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o 1IO 100 160 200 250 300 360 400o .

EI

40

Tlefe lernl

Imglkg]o 60 100 160 200 260 300 360 400

()

20

30

AB2

40

Tiefe leml

Abb. 5.7 Die Konzentrntionsanteile des Mangans nach sequentieller Extraktion - im lithogenen Detritus fi­

xiert (residual) und in mcht-detritischen Bindungsformen. (austauschbar, karbonatisch, oxidierbar und redu­

zierbar) gebunden. sowie deren Verlauf in. Sedimentprofilen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenbur­

ger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

EisenEisen liegt mit Gesamtkonzentrationen zwischen 3,5 - 5,5 % in den Schlicken vor (s.

Abb.5.8). Im MB-Profil ist der Konzentrationsverlauf in den obersten 10 cm dem des Mn

vergleichbar. Im AB I-Profil sind nur geringe Variationen im Fe-Gehalt festzustellen. Der

Kern AB2 ist durch einen deutlichen Rückgang bei 15 cm von nahezu 5 % auf 3,5 % ge-

27

00,

00

00

000

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 AB1residual 0

6

36

4O!---..,.-----,----e---.,-----I

10

30

40 '----,--.....,..---..,..--B-r--,.----!

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0 00

0

6 800

0

10 80

0'IIl 0

0

20 0

0

02fI

0

0

30 0

0

036 0 AB1

0

kennzeichnet. Zwischen der Gesamtkonzentration nach Totalaufschluß und der Summe der

nach sequentieller Extraktion erhaltenen Konzentrationen besteht eine Differenz von ca. 30~

40% (s.Kap.4.). Die Quantifizierung der Bindungsanteile erfolgt an der Summe der Bin­

dungsarten nach sequentieller Extraktion. Fe ist zu ca. zwei Dritteln detritisch gebunden.

Der Konzentrationsverlauf der Residualfraktion spiegelt in allen Profilen gut den Verlauf

des Gesamtgehalts wider. Tausend [mg/kg!

10 16 20 2fI 30

o

30 \ * * residual I36 ~ .. '" AB2 _

401'---,.--*-....;1\<-----,----1

Tiefe [ern!

[%]4 4,6 6 6,6 8

'".........* '"..

**.. ..;I<

Tlef.leml

10

10

20

T....s.."d !mglkg!16 20 2fI 30

I.... ..'"..'".... .... ..

*..*

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**

**

MB

!mglkg!26 30

Tausend

20

x xx xx x

x xx x

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xx

xx

xx

xx

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16

TIefe leml

10

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I20 i

I26 "

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iI

36 1i residual

40 ;...'----------.,..------'

Tiefe leml

Tiefe [ern]

[%]3 3.6 4 4.6 6 6.6 8

:j xxx

xx

x x:<

X10" x

I xI x

16- xI x

20 - x

I :<! x

26 ~ '<

!30 ~ x

! x

3G J x

I .< MBj x:

40

Tiefe [ernl

23

Abb. 5.8 Eisenkonzentrationen in Schlickprofilen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger Bucht

(MB) (westliche Ostsee) - die Gesamtgehalte (nach Totalaufschluß) und der im lithogenen Detritus fixierte

Anteil (Residualfraktion nach sequentieller Extraktion)

Ein Drittel des Fe liegt in nicht-detritischen Bindungen vor. Die Profile unterscheiden sich

durch die Anteile oxidierbarer und reduzierbarer Bindungen im Tiefenverlauf (s. Abb.5.9).

In den Kernen AB1 und AB2 nehmen die reduzierbaren Bindungsanteile mit zunehmender

Tiefe ab. Im MB-Profil liegt ein Konzentrationmaximum an der Sedimentoberfläche vor.

Der Anteil oxidischer Bindungen bleibt nach einer drastischen Reduzierung unmittelbar un­

ter der Sedimentoberfläche bis zum Kernende relativ konstant. In diesem Profil sind deut­

lieh höhere Gehalte sulfidisch gebunden. Karbonatbindung liegt nur zu einem geringen Teil

vor. Bemerkenswert erscheint allerdings die unterschiedliche Tiefenzonierung des karbona­

tisch fixierten Fe.

AB2

[mg/kg)16 20

o Ol<kIl<or,,"'

~ 1ft. re4uzf.rNf

~ L f&dYzl&fbar

~ IuirbQnlll'''h

lI!!IiII adoorpl/y

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0 60

6

10

16

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25

30

36

40

Tiefe [ern!

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[mg/kg!111 20

[mg/kg!16 20

10

10

r"".end

T8lt!oend

0 60

6

10

1$

20

211

30

3/j

40

Tiefe [eml

0 60

6

'Ill

16

20

211

30

3/j

40

Tiefe [ern!

Abb. 5.9 Die Anteile nicht-detritischer Bindungsformen nach sequentieller Extraktion (austauschbar, karbo­

natisch, reduzierbar und oxidierbar) des Eisens und deren Tiefenvedauf in Schlickprofilen aus dem Arkona­

becken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

29

Zink

Die höchsten Konzentrationen des Zinks wurden an der Sedimentoberfläche gemessen (s.

Abb.5.1O). Ein drastischer Rückgang setzt im MB-ProfIl nach 8 cm Tiefe ein. In den Pro­

ftlen ABI und AB2 findet der Konzentrationsabfall allmählicher und über einen größeren

Tiefenbereich statt. Ab 20 cm wurden in allen Kernen wieder vergleichbare Gehalte gemes­

sen. Die Zn Konzentration verringert sich in den obersten 20 cm um mehr als die Hälfte.

Der Konzentrationsverlauf des detritisch gebundenen Anteils stimmt nicht mit dem Verlauf

der Gesamtkonzentration überein. Er variiert zwischen 20 und 60 mg/kg. Detritisch fixier­

tes Zn weist gut vergleichbare Kurvenverläufe mit denen der detritischen Fe-und Mn-Kon­

zentrationen auf.

6

hnglkg)50 100 150 200 250

0 00

0

6000

00

100

0

0

016 0

0

20 0

0

026 0

0

30 0

0

036 0

0 ABl40

Tiefe lernl

[mglkgJ

60 100 160 200 250

o' xx

x x6 x

xx

xx

10 xxx

16 xx

20 xxx

26 xx

30 xx

x36 x

x MB40

Tiefe lernJ

ImglkgJ100 160 200 260

0 6+:0__--'-__--"__--'---;•.--1iIf iIf

~

10

16

iIf

20 * •iIf

26*•

30 •*

*36**

AB240

Tiefe lemJ

[mglkgJ10 20 30 40 60 80 70

o' x iIf 0ox iIf

xoX110*

6 residual xo *x 0*• t!* xX

*)0 ox*10

0 x *

x 0 •16 iIf )0

x 0*

20 * 0 x-* 0 x26

* cx* o x

30 cx *

* x 0 0 All1

* x 0iIf36 AIl2

* 0 x0

x 10111;I< x

40 l--_.--_......-4'--'i'--"--r------,---1

Tiefe [eml

Abb. 5.10 Zink - die Gesamtkonzentration (nach Totalaufschluß) und der im lithogenen Detritus fixierte An­

teil (Residualfraktion nach sequentieller Extraktion ) in Schlickprofilen aus dem Arkonabecken (AB) und der

MeckJenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

30

AB2

[mglkg]160 20010060o

o

20

30

40

Tiefe lern]

AB1

100

[mg/kgl100 160 :wo

I

o ••ldI.roor

~ m.. redux:larb4r

~ L r$-\iuxt0fbaf

m MrbOnst!30t'l

.---._-_' M::--J

oo

5

10

15

20

2'6

30

36

40

Tiefe leml(} 60

0

l!

10

15

20

2'6

30

36

Die oberflächennahen Anreicherungen des Zn liegen in nicht~detritischen Bindungen vor (s.

Abb.5.11). Ca. 150 mg/kg in den oberen 10 cm bzw. 50 mg/kg von 10 bis 40 cm Tiefe

sind in diesen Bindungstypen fixiert. An der Sedimentoberfläche ist Zn zu je mehr als 40 %

karbonatisch und reduzierbar gebunden. Der Anteil der oxidierbaren Bindung liegt bei ca.

15 %. Der Konzentrationsruckgang wird vor allem durch die Abnahme karbonatischer Bin­

dunganteile hervorgemfen. Ähnlich wie bei Fe liegt eine unterschiedliche

"Tiefemeichweite" dieses Bindungstyps zwischen den Profllen vor.[mg/kg]

160 200

40

Tiefe [ern]

Abb. 5.11 Zinkkol1Z.entrationen in austauschbaren, karbonatischen, reduzierbaren und oxidierbaren Bindungs-

formen (nach sequentieller Extraktion) in Schlickprofilen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger

Bucht (westliche Ostse,e)

Blei

Der Konzentrationsverlauf des Bleis ist dem des Zn sehr ähnlich (s. Abb.5.12). Im MB­

Profil sind die sehr hohen Konzentrationen auf den obersten Sedimenthorizont beschränkt.

Bereits bei 10 cm wurden nur noch background Gehalte von 25 mg/kg gemessen. In den

AB1 und AB2 Profilen erfolgt der Rückgang ähnlich wie bei Zn über einen breiteren Tie­

fenhoDzont. Ab ca. 20 cm ist die Pb-Konzentration in allen Profilen vergleichbar. Der de-

31

10

6

20 *

40 L...---*-,---,---.,---.,---,-----1

Tiefe lern)

AB2

**

**

****

*

30

AB1

00

00

00

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0

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0

0

6

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0

02e 0

0

30 0

036 0

0

40

Tiefe lernl

cf! ABI

* AB2x 1048

(mglkQ)46113

* 0

0residual

* 0

* 0

* 0

* 0

* 0

0

x

2

xxx

x*x

x *x *0

x ;jlJ

x * 0

x

6

x10

20 x

36

30

(mglkg]0 26 60 76 100 126 160

0 xxx

x x6 x

x xx

10 xxx

16 xx

20 xxx

26 xx

30 xxx

36 x MBx

40 '---><-,---.,---.,---,.---,.-----i

Tiefe [ern)Tiefe 10m!

Abb. 5.12 Blei - die Gesamtkonzentration (nach Totalaufschluß) und der im lithogenen Detritus des Schlicks

fixierte Anteil (Residualfraktion nach sequentiellere Extraktion) in Sed.imentprofilen aus dem Arkonabecken

(AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

Von den Metallen die einer sequentiellen Extraktion unterworfen wurden, liegen bei Pb die

höchsten Konzentrationen in nicht - detritischen Bindungsformen in den Schlickprofllen der

westlichen Ostsee vor. Selbst in den tieferen Sedimenthorizonten in denen die Pb Konzen­

tration auf den Gehalt des Tongesteinstandards (TUREKIAN & WEDEPOHL 1961) gesun­

ken ist, liegt nur weniger als ein Fünftel detritisch fixiert vor. Außerdem ist die Verteilung

der mobilen Bindungsarten in den Profilen MB, ABI und AB2 deutlich voneinander abwei­

chend (s. Abb. 5. 13). Im MB-Profil ist Pb an der Sedimentoberfläche zu je einem Drittel

32

karbonatisch, oxidisch und sulfidisch fixiert. In 1-2 cm Tiefe umfaßt die Karbonatbindung

über 60% des mobilen Bindungsspektrums. Ebenso ist eine Zunahme des adsorptiv gebun­

denen Pb festzustellen. Bei 10 cm setzt eine drastische Verringerung des karbonatischen

Anteils ein und schon bei 15 cm konnte kein karbünatisch gebundenes Pb mehr nachgewie­

sen werden. In diesem Horizont erhöht sich der Anteil der sulfidischen Bindung, die im

weiteren Verlauf des Profils 60 % des mobilen Bindungsanteils repräsentiert. Im AB1­

Profil ist der prozentuale Anteil der Karbonatbindung geringer, konnte aber über einen

vergleichbaren Tiefenhorizont nachgewiesen werden wie auch bei Fe und Zn in diesem

Profil. Oberflächennah ist Pb nahezu zu gleichen Teilen oxidierbar und reduzierbar fixiert.

In 20 cm Tiefe nehmen neben der Karbonatbindung auch die oxidischen Bindungen deutlich

ab. Unter 25 crn konnte Pb fast ausschließlich sulfidisch fixiert gemessen werden. Im AB2­

Profil ist der karbonatische Bindungstyp in 5 cm Tiefe zu 50% an den mobilen Bindungen

beteiligt. Im Unterschied zu den beiden anderen ProfIlen verringert sich dessen Anteil im

Verlauf des Profils nicht bis zur Nachweisgrenze sondern trägt noch am Kernende mit ca.

10% zur Pb Bindung bei. Bei 20 cm ist ein Wechsel von leicht zu mäßig reduzierbaren

Oxidverbindungen festzustellen, der ebenfalls nicht in den beiden anderen Profilen auftritt.

Sulfidbindung ist 1m gesamten Profil nachgewiesen worden, ihr Anteil am

Bindungsspektrum ist aber sehr gering.

40 """"'''''''-"~<'''''----r-----r--.-----1

,lem [eml

!mg/kgl

AB2

[mglkgl100 126T50 25

O'

t!

10

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20

25

30

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Tiefe [eml

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10015oo .

26 -1' .. '.." ':.,

30

33

[mg/kg]

o oxldl.rbar

I§m ... _Ierl>or

Il!!?&l Lr_.lerbar

~ 1wlloll8llllCh

... ""_pt,,,

0 211 1100

11

10

111

20

26

30

311

40

Tiefe lernl

76

MB

100 126

Abb. 5.13 Bleikonzentrationen in austauschbaren, karbonatischen, reduzierbaren und oxidierbaren Bindungs­

formen (nach sequentieller Extraktion) in Schlickprofilen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger

Bucht (MB) (westliche Ostsee)

KupferDie Gesamtkonzentrationen, nach Totalaufschluß, des Kupfers erreichen nicht wie Pb und

Zn ausgeprägte Maxima an der Sedimentoberfläche (s. Abb.5.14). Der Gehaltsrückgang bis

zum Kernende ist stetig. In den AB- Promen liegen höhere Konzentrationen vor als im MB­

Profil. Cu ist zu ca. 40-50% detritisch fixiert. Der Kurvenverlauf entspricht dem der Ge­

samtkonzentration. Cu ist zu einem geringeren Teil nicht-detritisch fixiert als Pb und Zn.

Es ist oxidierbar und reduzierbar gebunden. Im Verlauf der Prome geht der reduzierbare

Cu-Anteil deutlich zurück. Der Anteil der Karbonatbindung ist sehr gering.

Imglkgl Imglkg)10 20 30 40 110 60 10 20 30 60 60

0 00

I00

600 11

0 *t00

CO * *10 100 •

0 *111 111*0

0 *20 0 20 *

0 *0 *211 211

*0

0 *30 0 30 *

0 *0 *311 311

* AB20 AB10 *

40 40

Tiefe lcml Tiefe lcml

34

o ABl

'* AB2X MII

ImGfkgJH\ 20 26

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X *:0XX '"X 0

X 0

X 0 *x '" 0

'" 0

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10

X

X

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'" x 0

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'" X 0'" X 0

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*' XJ)Q8

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0 0A

AX

6 x6xx

Xx'10 x

10X

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X20

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X 30

X36

X MB 311X

40 ----r-~·__·-..._~---..,..___~l40

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0 100

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16

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0 1(1 20 :100

1$

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30

36

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TIete rem]

40

CJ_fsfll>M~ "J"'~m:!«l>.

~ !.f~.!«o.

~ Jrn.roofHi\.!/W!1-Abb. 5.14 Kupfer ~ Gt:samtkoIlZentrationen (nach Towlaufschh.ill), der im lithogenen Detritus fixierte Anteil

(Residualfraktion nach sequentieller Extraktion) und Konzentrationen der nicht-detritischen Bindungsformen,

austauschbar, karh:m.atisch, reduzierbar und oxidierbar (nach sequentieller Extraktion) in Schlickprofilen aus

dem Arkonabecken (AB) und der Meddenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

Cadmium

Cadmium ist zu ca. 20-25 % detritisch fixiert. Im MB-Profil wurden an der Sedimentober­

fläche und im AB 1-Profil in den obersten 10 cm höhere Konzentrationen detritisch gebun­

denen Cd gemessen. Cd ist zum überwiegenden Teil in nicht-detritischen Bindungsfonnen

fixiert (s. Abb.5.l5.). Der Konzentrationsverlauf unterscheidet sich zwischen den Profilen

sowohl in der Summe der nicht-detritischen Bindungsarten als auch bei jedem Bindungstyp.

1m MB und AB1-Profilliegen die Konzentrationsmaxima unmittelbar an der Sedimentober­

fläche. Im AB2-Profil werden zwischen 10 und 20 cm die höchsten Gehalte erreicht. In den

AB-Profilen erfolgt bis zum Kernende ein Rückgang, im MB-Profll bleiben die Gehalte

unter 10 cm Tiefe nahezu konstant. Vorherrschende Bindungstypen sind die oxidischen,

wobei im AB2-Profil ähnlich wie bei Pb in diesem Profll ein großer Teil in den leicht redu­

zierbaren Bindungen vorliegt. Wie bei den anderen Metallen ist die Karbonatbindung in al­

len Profllen besonders im oberen Sedimenthorizont nachgewiesen worden. Der Anteil der

Sulfidbindung ist gering.

[UQ/kg) [U9/kg)100 200 300 400 600 100 200 300 400 600

0Cl

0Cl ~

;I<

ClCl ~\

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Cl ~Cl *Cl ~

Cl 10 ;I<

Cl ;I<

Cl ..Cl

16;I<

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Cl *Cl 26 ..Cl *0 :r. :Cl

Cl35Cl AB1 AB:<!

Cl

40 40 .

Tiefe [eml Tiefe leml

[U9/kg} [UgikGl100 200 300 400 600 0 260 600 160 1000 1260

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10 x 10x

x MB

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x 20

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xx 211

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35Jx ~ .........1....1>&'

x m L reduztwD&I'

I X MB 315 o ksrDO"trtleon

I x _ ..."",pU"

40 (, 40Tlete [ern! Tiefe {eml

36

Abb. 5.15 Detritus fixierten Anteils

ffiUS:tlUJJictibarer, karbonatischer reduzierba­

Schlickprofilen aus dem Arkonabek-

ken (AB) ULld

ObC:ltUiclHennahe:n Maxima auf (s. Abb.

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konnte. Der detritische

Inhomogenitäten der Ge­

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5.16.).

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0 x 0,Cl *'X

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1er ,..

x 0 x ,..x x 0 ,..

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x .. 0 x30 x maid",,1 :0 ..

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38 J.. xo

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4J,.. 0 x

x .. er40

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10 20 IfIl9I'Io9l ao 10 20 30

& 5

10 10

16 15

20

26

neta IcmI

TIem!cml

Abb. 5.16 Nickel - Gesamtkonzentration (nach Totalaufschluß), Konzentration im lithogenen Detritus

(Residualfraktion nach sequentieller Extraktion) und die Gehalte sowie deren Tiefenverlauf austauschbarer.

karbonatischer, reduzierbarer und oxidierbarer Bindungsformen (nach sequentieller Extraktion) in Schlickpro­

filen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger 3ucht (MB) (westliche Ostsee)

Aluminium und Chrom

Aluminium ist über 90% detritisch fixiert. Neben Bindung in der Residualfraktion liegt

ein geringer Teil in Oxidbindung vor. Auch Chrom ist zu nahezu 90% im Detritus gebun­

den. Der Kurvenverlauf ist in allen Profilen mit dem des Al vergleichbar (s. Abb.5.17). Im

nicht-detritischen Bindungsspektrum wurde Cr in reduzierbarer und oxidierbarer Bindungs­

form festgestellt. In den AB-Profilen ist ein Rückgang der Oxidbindung bis zum Kernende

zu verzeichnen.

T&tHi!@:M Im{l/1<g]llfl<!/kQ1

0 40 60 00 100 20 40 60 80 100

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Im lf<>t!u.lorb.

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0 20 40 110 110 100 0 20 40 110 110 1000, 0

11 5

10 10

16 15

20 20

26 26

MB30 30

35Al 35

MB Cr40 40

Tlelll 10m! Tiefe Icm)

Abb. 5.17 Aluminium und Chrom - Konzentrationen im lithogenen Detritus (Residualfraktion nach sequen­

tieller Extraktion) und in nicht- detritischen Bindungsformen (nach sequentieller Extraktion) in Schlickprofilen

aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

Schwefel und Phosphor

Die Schwefelverteilung variiert in Konzentration und Tiefenverlauf zwischen den Kernen

erheblich (s. Abb. 5.18). Im MB-Profil nehmen die Gehalte in den oberen 10 cm um das

Dreifache zu, bleiben aber im weiteren Verlauf nahezu konstant. In den AB-Profilen sind

die Konzentrationsunterschiede innerhalb der Profile nicht so hoch. Im AB1-Profilliegen an

der Sedimentoberfläche die höchsten Gehalte vor. Bis zum Kernende bleiben die Gehalte

relativ konstant. Im AB2-Profil ist im gleichen Tiefenhorizont wie im MB-Profil ein An­

stieg der Gehalte, in diesem Kern um das Zweifache zu verzeichnen. Im unteren Kernbe­

reich liegen in diesem Profil die geringsten Konzentrationen vor.

[mg/kg]

- AB1

AB2

'-- MB

--------------

p

lmglkg)

1500 2000 2500 3000500 10000

5

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I15 ,,20 ,

25

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1500010000

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/,

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,,

5

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30

Tiefe lem) 40 '-.-"--"-r---,.---.,---,---,----j

Abb. 5.18 Gesamtkonzentrationen (nach Totalaufschluß) von Schwefel und Phosphor in Schlickprofilen aus

dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) (westliche Ostsee)

40

Phosphor erreicht an der Sedimentoberfläche die höchsten Konzentrationen. Im MB Kern

sind diese doppelt so hoch wie in den AB-Profilen. Der Rückgang erfolgt unter wenigen cm

Sedimentbedeckung. Im weiteren Tiefenverlauf liegen keine größeren Unterschiede vor (s.

Abb.5.18).

Strontium und Barium

Im MB Profil wurde für Strontium an der Sedimentoberfläche ein Konzentrationsmaximum

gemessen. Der weitere Kurvenverlauf ist in allen Profilen vergleichbar. Zwei Drittel des Sr

sind detritisch gebunden. Bei den nicht-detritischen Bindungsformen überwiegt mit ca. 60%

die adsorptive Bindung. Damit ist Sr von den gemessenen Elementen das mit dem größten

austauschbar gebundenen Bindungsanteil. Zwischen beiden AB Profilen liegt ein unter­

schiedlicher Tiefentrend vor. Während im ABI Profil der Anteil und die Zusammensetzung

der nicht-detritischen Bindungen konstant bleibt, ist im AB2 Profil bis ca. 20 cm Tiefe ein

Rückgang zu verzeichnen.

Der Verlauf der Barium Konzentration ist in allen Profilen äquivalent. Ab ca. 15 cm zeich­

net sich ein Rückgang der Gehalte ab. 90 % des Ba entfallen auf die detritische Bindung.

Das nicht-detritisch gebundene Ba liegt in drei Bindungsformen vor. Mit ca. 20% ist auch

bei diesem Element ein relativ großer Anteil austauschbar fixiert. Der oxidische Bindungs­

anteil weist in den AB Profilen einen unterschiedlichen Tiefentrend auf. Im ABI-Profil re­

sultiert die Zunahme nicht-detritischer Formen im Verlaufe des Profils aus dem erhöhten

oxidisch fixierten AnteiL Das AB2 Profil ist von einern Rückgang dieser Bindungsformen

einschließlich der adsorptiven gekennzeichnet.

Vanadium, Lanthan und Yttrium

Zwischen den Profilen gibt es bei Vanadium erhebliche Konzentrationsunterschiede. Im

ABI-Profil liegen die höchsten Konzentrationen vor. In den beiden anderen Profilen zeich­

net sich ein Rückgang der Gehalte besonders in der unteren Kernhälfte ab. Der Anteil der

Residualfraktion ist im ABI-Profil ca. 20% höher als im AB2-Profil. Der überwiegende

Teil des nicht-detritisch gebundenen V ist oxidisch fixiert. Im ABI Profil verändert sich

dessen Anteil kaum. Im AB2-Profil zeichnet sich ein Konzentrationsrückgang im Verlauf

des Profils ab.

Die Konzentrationsverteilungen von Lanthan und Yttrium sind ähnlich wie bei V. Detritisch

und nicht-detritische Bindungsformen liegen zu etwa gleichen Teilen vor. Auch bei La und

Y ist die Oxidbindung die dominierende nicht-detritische Bindungsform.

Lithium, Scandium, Beryllium Kobalt und Titan sind im Konzentrationsverlauf in den Pro­

filen des Arkonabeckens und der Mecklenburger Bucht vergleichbar mit den Elementen V,

41

La, Y und Cr die ebenfalls überwiegend im lithogenen Detritus fixiert sind. Die Kurven­

verläufe sind in Abb. 5. 19 dargestellt.

40 ~---.----+->---,---~

Tiefe [eml

[mglkgl4 4,5

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[mglkgl

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- AlIl

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5

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u............

.-\~ ..". <: AB2.: ,r- AB1

:J3JMJ

I40 '---------,.----'-----1

Tiete [em]

Abb. 5.19 Gesamtkonzentrationen (nach Totalaufschluß) von Titan, Beryllium, Kobalt, Scandium und

Lithium in Schlickprofilen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) (westliche

Ostsee)

5.2. Das Porenwasser

5.2.1. Konzentrationsverteilungen von l\tlangan, Eisen, Nitrat, Ammonium, Phosphat und

Silikat

Die Konzentrationsmaxima des Mangans liegen zwischen 1 und 3 mg/I. In den Profilen des Ar­

konabeckens wurden die höchsten Gehalte jeweils im obersten Zentimeter gemessen. Unmittelbar

unter dieser Tiefenlage sinken die Gehalte bis unter 0,5 mg/I. Sie varueren im weiteren Verlauf

der Profile bis zum Kernende nur unerheblich. Im Profil der Mecklenburger Bucht wurde kein

oberflächennahes Maximum gemessen. Mit zunehmender Sedimenttiefe steigen die Werte gering­

fügig bis ca. 30 cm an und sinken darunter wieder ab (s. Abb. 5.20).

[mg/I] 2 3(mg 11]

0 2 3 0

0 .-tJ 0 '0

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I 2S~D

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20 D~ im Porenwasser0"-

0 "25~

0 I30 / 0

l?'

J{MB

35

40

Tiefe [ern]

Abb. 5.20 Mn-Konzentrationen im Porenwasser aus Schlickkernen des Arkonabeckens (AB) und der Mecklenburger

Bucht (MB) (westliche Ostsee)

43

Die Maxima der Eisenkonzentrationen liegen zwischen 2 und 5 mg/l und beschränken sich auf

die obersten Zentimeter. Im AB1 Profil verringert sich die Konzentration in 10 cm Tiefe auf ein

Viertel. In den beiden anderen Profilen, deren oberflächennahe Konzentrationen geringer sind als

die im ABI Profil, erfolgt ein Konzentrationsrückgang unter 0,5 mg/l bereits bei 5 cm. In den

Profilen des Arkonabeckens liegen die Fe- Maxima unmittelbar unter denen des Mangans. Bis

zum Kernende sind kaum noch Konzentrationsunterschiede festzustellen (s. Abb. 5.21).

0 2 3 4(mg/I]

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0- -'05 ~-----~--

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Iim Porenwasser

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Fe

3

Im Poren wasser

4 Img/I] 5

MB

Tiefe lem]

Abb. 5.21 Fe-Konzentrationen im Porenwasser aus Schlickkemen des Arkonabeckens (AB) und der Mecklenburger

Bucht (MB) (westliche Ostsee)

Die Nitratkonzentrationen liegen für das AB2- und MB-Profil vor. Die Konzentrationen betragen

im Maximum 1-2 mg/I. Die höchsten Gehalte wurden im Profil des Arkonabeckens bei 2 cm ge­

messen. Unterhalb 10 cm sinken die Werte auf nahezu null. Das Konzentrationsmaximum im

Profil der Mecklenburger Bucht wird bei 4-7 cm erreicht. Der Rückgang bis zur Nachweisgrenze

erfolgt erst bei 15 cm (s. Abb. 5.22).

44

[mll/IJ [mg/I!0 0.5 1.5 2 0 0.5 1.5 2

0o--;:~ ,t '0_

05

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~----15 -I 15 p/--

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NO 33 ~25 -25l

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36 AB2 36 _b MB0

~o ~o

Tiele [emJ Tiele km]

Abb. 5.22 Nitratkonzentrationen im Porenwasser aus Schlickkemen des Arkonabeckens (AB) und der Meck:1enbur­

ger Bucht (MB)

Für die Konzentration von Ammonium ist in den Profilen des Arkonabeckens eine deutliche Zu­

nahme von 10 mg/l an der Sedimentoberfläche, auf 18 - 23 mg/1 unterhalb 20 cm Tiefe zu

verzeichnen. Im ProfIl der Mecklenburger Bucht sind die Konzentrationen mit 5 mg/I geringer (s.

Abb.5.23).

[mg/I] [mg/li0 10 16 20 25 0 5 10 15 20 25

~ j

0 ofo00° /' 0

r/ 00

0 ~r:: 010 \0

\p 15 \00

20 I , NH4

0

\NH

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2,]Im Porenwasser 0 Im Porenwasser

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[mg/il0 10 15 20 25

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-. 0

J 0

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1

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o F NH420 •

I ~Im Porenwasser

:5 ..

30 J r~

35 ~0

I:;MB

l~~o !

Tiefe [em]

Abb. 5.23 Ammoniumkonzentrationen im Porenwasser aus Schlickkemen des Arkonabeckens (AB) und der

Mecklenburger Bucht (MB)

45

Die Meßwerte von Phosphat zeigen keinen vergleichbaren Trend zwischen den ProfIlen. In der

Mecklenburger Bucht wurden oberflächennah die höchsten Konzentrationen gemessen. Bis 40 cm

Tiefe ist ein Rückgang bis auf Img/l zu verzeichnen. Im ABI Profil zeichnet sich ein gegenläu­

figer Verlauf ab, die Konzentrationen nehmen von< I bis ca. 6 mg/l zu. Ebenso wie im AB2

Kern liegen deutliche Konzentrationsschwankungen im gesamten Profil vor. Für Silikat ist in al­

len drei Profilen eine Konzentrationszunahme von der Sedimentoberfläche bis zum Kernende ge­

messen worden (s. Abb. 5. 24).

[mg/l)0 2 3 4 5 7 0 2 3 4

: J C

0C ....... -0

00 /' C ...... C0 5 00) ::J/ 0

0

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Tiefe [em] Tiefe [em]

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im Porenwasser

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im Porenwasser

1510

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o

10

MB

[mg/l)8 7

im Porenwasser

25

15

o

10

20

35

30

Tiefe [em! Tiefe rem]

AB2

20 [mg/l! 25

SiO4

Im Porenwasser

10 15o

10

25

20

40

30

AB1

20 [mg/ll 251510o

~1:: J35 140 '----.,-----,-----,..----',----1

Tiefe rem! Tiefe rem]

Abb. 5. 24 Phosphat- und Silikatkonzentrationen im Porenwasser aus Schlickkemen des Arkonabeckens (AB) und

der Mecklenburger Bucht (MB)

46

5.2.2. SpurenmetaHkonzentrntionen

Im Porenwasser der Schlickprofile konnten außer Mangan und Eisen die Metalle Zink, Kupfer,

Nickel sowie Aluminium nachgewiesen werden. Die Blei-, Cadmium- und Chrom-Konzentratio­

nen lagen unter der Nachweisgrenze der Methode. Die Konzentrationen der Schwermetalle sind

um eine Größenordnung geringer als die von Fe und Mn. Die Meßdaten zeigen zwischen den

Profilen kaum vergleichbare Trends.

Für Zink wurden die höchsten Konzentrationen im Porenwasser zwischen 10-30 p.g/l gemessen.

Ein ausgeprägtes oberflächennahes Maximum liegt in keinem der Kerne vor. Lediglich in einem

Kern ist ein Rückgang der Konzentrationen deutlich unter 10 p.g/l mit zunehmender Profiltiefe zu

verzeichnen. Die Meßergebnisse für Nickel zeigen in den AB2- und MB Profilen ein oberflä­

chennahes Konzentationsmaximum. Unter 5 cm Sedimenttiefe sinken die Werte unter 5 I-tg/l. Im

AB I Kern liegt ein gegenläufiger Trend vor. Die Kupferkonzentrationen im Porenwasser sind

sehr gering. Der Kurvenverlauf zeigt auch hier wie bei Nickel in zwei Kernen ein oberflächenna­

hes Maximum von 2 I-tg/l und einen Rückgang der Gehalte bis zum Profilende. Das Kupferprofil

des ABI Kerns weist einen gegenläufigen Trend auf (s. Abb. 5.25). Aluminium konnte in der

gleichen Größenordnung wie Mangan nachgewiesen werden. Die Meßwerte weisen teilweise

große Streubreüen auf, die eine sinnvolle Auswertung der Porenwasserkonzentrationen sehr

einschränken.

0 10 20 30 Iwg/IJ 40 0 10 20 30 [wg/I] 40

0 ! 0

" 0 o .-0

\ 0 Cl _- 00

0 o :;p50\

0 00

0 I0

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r/ "- 0

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0/ 0 Zn 0 "0 "25 0 / im Porenwasser25

im Porenwasser o \0 /

30 6 0 30 \ 0

o / A81 A82 00\

35 :.6 35 0

\0/040 ;: 40

Tiefe lem] Tiefe lemJ

0 10 20 30 lug/IJ 40

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10 J0

/ 00

0 ./ 0

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20 00'\ Zn

" 025 -

30 I "- im Poren~asser

0 "-

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"- 00 "- MB

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Tiefe lem]

47

Tiefe lem1

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\ 0~o I 0

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I 0135 5 1

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Cl

im PorenwasserCl

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Ni

im Porenwasser

o 10 15 20 [\1g/11 25:1~i--0-... -_----------a-=-:;-O.....,.=,-'----'--M-B-ICl... /'r::/

10] dp

=15 i 1

0:::

20 -\ c::l\, :::

25 J Cl \I ::I \ _30 JI }-::

I /=35 I =,L

I 'C

iiefe fcmi

Abb. 5.25 Schwermetallkonzentrationen im Porenwasser aus Schlickkemen des Arkonabeckens (AB) und der Meck­

lenburger Bucht (MB)

48

6. Interpretation der Ergebnisse und Diskussion

6.1. Geochemische Zusammensetzung und detritische Bindungsanteile in Sedimen­

ten der westlichen Ostsee

6.1.1. Granulometrische und mineralogische Charakterisierung des Sediments

Zur Differenzierung zwischen lithogenen und frühdiagenetischen Metallkomponenten 1m

Sediment ist die Kenntnis von Sedimentparametern, über die der lithogene Eintrag erfolgt,

hilfreich. Primären Einfluß auf den lithogenen Metallanteil im Sediment haben der

granulometrische Aufbau und die mineralogische Zusammensetzung des Detritus I (JENNE

1976, HOROWITZ 1985 u.a.).

Der Schlick ist das Stillwassersediment der Ostsee seit der marinen Littorina-Transgression.

Dieser fazielle Wechsel vom limnischen zum brackisch-marinen Milieu an der Wende vom

älteren zum jüngeren Atlantikum führte zu veränderten Sedimentationsbedingungen, in

deren Folge sich die Kurzschweb/Langschwebgrenze der Partikel vom Tonbereich in den

Siltbereich verschob (KOLP 1965, 1966, s. Kap.2). Der mineralische Detritus des Schlicks

besteht überwiegend aus mechanisch aufgearbeitetem Geschiebemergel (KOLP 1966). Ein

Sedimenttransport über größere Strecken ist in der südwestlichen Ostsee nicht nachweisbar

(GROMOLL 1987). Auch die Tonmineralassoziation innerhalb des brackisch-marinen

Faziesbereiches weist keine deutlichen Differenzierungen auf (RUDOLPH 1965, STARKE

1970, KRUMM 1970).

Der Kern AB9 wurde bei 43 m Wassertiefe im Randbereich des Arkonabeckens gezogen.

Sein, im Grobsilt liegendes, eingipfliges Korngrößenspektrum deutet auf eine granulometri­

sche Sortierung des Korngemischs im Randbereich des Arkonabecken hin. Umlagerungs­

prozesse innerhalb des Sedimentationsraumes können Ursache hierfür sein. Die Kerne

(AB1065, ABI und AB2), die bei größeren Wasssertiefen aus dem zentralen Beckenbereich

gewonnen wurden, weisen keine eingipfligen Kornverteilungen auf (s. Abb. 5.1). Die kla­

stische Phase des Sediments setzt sich aus einem tonig-siltigen Korngemisch zusammen, das

unterhalb der Grobsiltgrenze kaum noch zu differenzieren ist.

Die granulometrischen Unterschiede zwischen den beckenrandlich bzw. beckenzentral

gelegenen Profilen beeinflussen die quantitative Zusammensetzung des mineralischen

Detritus dahingehend, daß in den beckenrandlichen, grobsiltreichen Sedimenten geringere

Tonmineralanteile vorliegen. Daraus ergibt sich auch eine geringere Spurenelementführung

49

des Sediments. Die beckenzentraleren Sedimente weisen im Vergleich dazu, lithologisch

und mineralogisch bedingt, höhere Spurenelementgehalte detritischen Ursprungs auf.

6.1.2. Anreicherungsfaktoren von Schwermetallen im Sediment

Schwermetallgehalte in rezenten Sedimenten erreichen teilweise ein Vielfaches der Clarke­

werte bzw. regionaler Standards. Sie wurden deshalb besonders unter dem Aspekt

anthropogen bedingter Anreicherungen in den letzten beiden Jahrzehnten intensiv untersucht

(ASTON et al. 1973, DUCHART et al. 1973, FÖRSTNER & MÜLLER 1974, ERLEN­

KEUSER et al. 1974, GOLDBERG et al. 1976, DOSSIS & WARREN 1980 u.v.a.).

Zur Quantifizierung der Schwermetallbelastung wurde ein Anreicherungsfaktor errechnet,

der sich aus dem Quotienten von geogenem backround, d. h. den Metallgehalten aus

tieferliegenden Sedimenten, und den Gehalten oberflächennaher, anthropogen beeinflußter

Sedimente ergibt (FÖRSTNER & REINECK 1974). Zur Verringerung des Einflusses

sedimentologischer und mineralogischer Parameter auf die Gesamtkonzentration von

Schwermetallen im Sediment sind verschiedene Methoden möglich. Häufige Anwendung

fand eine Korngrößen-Korrektur, d. h. die Abtrennung gröberer Sedimentfraktionen (z. B.

> 63 Ilm), die meist verdünnend auf Spurenmetallgehalte wirken (CHESTER & STONER

1975), bzw. feinerer Kornfraktionen ( <20 Ilm oder < 21lm) , als "Träger" der

Schwermetalle (BANAT et al. 1972, BRÜGMANN et al. 1980). Wird der

Spurenmetallgehalt in Beziehung zum prozentualen Quarzanteil gesetzt, ergibt sich die

Korrektur auf eine inerte Mineralkomponente (THOMAS 1972).

Eine weitere, und in jüngeren Arbeiten bevorzugte Methode, stellt die Normierung auf ein

Element dar, das weitgehend unbeeinflußt von anthropogenen Einträgen und frühdiagene­

tischen Prozessen im Sediment vorliegt. Als Normierungselemente werden beispielsweise

Al, Sc, Cs und Ti diskutiert (FÖRSTNER 1981, KERSTEN 1989). Mit Hilfe der

Normierungselemente wird vor allem der Tonmineralgehalt bei der Berechnung der

Metallanreicherungen berücksichtigt. Der lithologische Tonanteil, den die Kornfraktion <

2 Ilm repräsentiert, ist nicht identisch mit dem mineralogischen Tongehalt, d.h. dem

Schichtgittersilikatanteil des Sediments. Da die höchsten Gehalte der Metalle Zn, Pb und Cr

nicht in der Fraktion < 2 Ilm liegen (s. Kap.5.l.3.), wurde keine Korngrößen-Korrektur

durchgeführt sondern auf Ti normiert. Ti ist in den Sedimenten des Arkonabeckens im

mineralischen Detritus, vor allem in den Schichtgittersilikaten, fixiert (Abb.6.1).

50

3250 3500Ti [mg/kg]

(%)55

50

45

40

35

30-D

25-D

20 -

152500 2750 3000

n

LI

11u

11

[J

CJIJ

LI

3750 4000 4250

Abb. 6.1 Der Zusammenhang zwischen Titangehalt und Tonanteil (Schichtgittersilikate) im Schlick des Arko­

nabeckens, der aufzeigt, daß Ti im allochtonen Detritus fixiert vorliegt und nicht durch anthropogene bzw.

frühdiagenetische Prozesse akkumuliert oder mobilisiert wird. Ti eignet sich deshalb gut als Normierungsele­

ment für anthropogene und frühdiagenetische Schwermetallanreicherungen im Sediment.

Die Bindung des Ti im mineralischen Detritus wird auch an den nach der sequentiellen Ex­

traktion in Lösung befindlichen Ti - Gehalten deutlich. In den ersten drei Schritten der se­

quentiellen Extraktion liegt der gelöste Ti-Anteil unter der analytischen Nachweisgrenze.

Die prozentualen Anteile mäßig reduzierbarer und oxidierbarer Titanbindungen vom Ge­

samtgehalt nach Totalaufschluß sind innerhalb der Fehlergrenze von< 10% (Tab.6.1).

Tiefe ads. karb. 1. red. rn.red. oxid. Totalauf. %

O-lcm u.N. u.N. u.N. 124.4 78.2 3290 6.2

3-4cm u.N. u.N. u.N. 109.1 54.0 3930 4.1

6-7cm u.N. u.N. u.N. 99.1 148.3 3491 7.1

7-8cm tl.N. u.N. u.N. 70.1 194.3 3355 7.9

12-14cm u.N. u.N. u.N. 136.7 152.5 3461 8.3

18-2Ocm u.N. u.N. u.N. 101.2 79.6 3325 5.4

24-26cm u.N. u.N. u.N. 111.8 71.6 3398 5.4

30-32cm u.N. u.N. u.N. 87.9 67.8 3641 4.3

34-36cm u.N. u.N. u.N. 89.0 48.6 3394 4.0

ads. - adsorptiv, karb. - karbonatisch, I.red. -leicht reduzierbar, m.red. - mäßig reduzierbar, oxid. -

oxidierbar, Totalauf. - Ti-Gehalt nach Totalaufschluß, Gehalte in mg/kg, u.N.- unter der Nachweisgrenze

%= Summe Ti-extrahierbar x 100Ti (nach Totalaufschluß)

Tab.6.1 Titangehalt nach sequentieller Extraktion in einem Sedimentkem aus dem Arkonabecken (ABI)

51

Da Ti im Sediment des Arkonabeckens überwiegend im mineralischen Detritus fixiert ist,

eignet es sich gut als Normierungselement für lithologisch-mineralogisch unabhängige An­

reicherungen von Schwermetallen. Der Anreicherungsfaktor (AF) für Schwermetalle wurde

nach der Formel

_ Metallgehalt/Titangehalt .AF - Metall-background/Titangehalt vom background

errechnet (KERSTEN 1989). Als background wurden die Metallgehalte aus 40 cm Sedi­

menttiefe herangezogen.

An der Sedimentoberfläche ist Pb im Vergleich zum background um das fünf bis

siebenfache angereichert. Im Kern ABI nimmt der Anreicherungsfaktor unter geringer

Sedimentbedeckung (5-10 cm) noch zu (Abb.6.2). Der verwendete background entspricht

dem Pb-Gehalt des Tongesteinstandards (TUREKIAN & WEDEPOHL 1961). Die Anrei­

cherungszone reicht im Arkonabecken bis ca. 20 cm. In der Mecklenburger Bucht liegen

nur in den ersten 10 cm Pb Anreicherungen vor (Tab. 6.2).

Der Cd background in Schlicken der westlichen Ostsee beträgt ca 0,25 mg/kg

(BRÜGMANN & LANGE 1990). Der Anreicherungsfaktor variiert zwischen 4 und 7.

Ähnlich wie bei Pb im Kern ABI liegen die höchsten Cd-Anreicherungen zwischen 5 und

10 cm. In der Mecklenburger Bucht sind sie etwas geringer. Bis zum Kernende bei 40 cm

werden keine background Werte erreicht, so daß die Ausdehnung der Anreicherungszone

nicht festgestellt werden kann (Abb.6.2).

Zn ist in den oberen 10 cm bis zum zwei-dreifachen des backgrounds angereichert. Der Zn

background dieser Kerne entspricht dem mittleren Zn-Gehalt der Sedimente dieser Region

(BRÜGMANN & LANGE 1990). Die Anreicherungen beschränken sich, mehr noch als bei

Pb, auf den oberflächennahen Horizont. Unterhalb von 10 cm ist Zn nur noch um das ca

1,5-fache angereichert. Unterhalb von 20 cm weichen die Gehalte nur geringfügig vom

background ab (Abb 6.2).

Für das Arkonabecken wurde ein Cu background von 38 mg/kg verwendet. Dieser Wert

entspricht dem Gehalt aus 40 cm Sedimtenttiefe des Kerns ABI und stimmt überein mit den

von BRÜGMANN & LANGE (1990) für das Arkonabecken ermittelten Cu-Gehalten. Die

Anreicherungen betragen im oberen Profilabschnitt (bis 10 bzw. 15 cm) zwischen 1,3 und

1,6. Darunter liegen keine Anreicherungen vor. In der Mecklenburger Bucht ist der back­

ground mit 25 mg/kg geringer (BRÜGMANN & LANGE 1990). Cu ist im MB Kern bis

zum 1,4 fachen in den oberen 10 cm angereichert. Darunter liegen background Gehalte vor.

52

Pb Zn Cd

Tiefe ABI AB2 MB ABI AB2 MB ABI AB2 MB

1 6,9 5,7 5,3 2,4 2,7 2,2 5,6 4,9 4,02 5,7 5,9 5,4 2,1 2,6 2,1 5,9 5,0 3,93 6,8 5,2 5,5 2,3 2,4 2,0 4,8 4,0 3,84 6,5 6,1 4,9 2,0 2,6 2,0 4,9 3,7 3,55 5,9 6,1 4,5 2,2 2,8 2,0 6,7 3,6 4,06 7,6 6,3 5,1 2,4 2,6 2,2 5,9 3,9 4,07 7,7 5,4 4,5 2,5 2,5 1,9 5,6 4,4 4,08 7,9 5,5 3,2 2,5 2,4 1,3 4,9 6,0 3,19 7,1 5,0 2,6 2,3 2,5 1 4,3 3,5 2,610 7,0 5,1 2,5 2,3 2,5 1 5,3 3,9 3,112 7,2 4,5 1,7 2,2 1,9 0,9 3,9 3,3 3,014 6,9 4,5 1,8 2,2 1,9 0,9 5,4 3,1 2,516 6,0 4,2 1,7 2,0 1,7 1 5,1 4,1 4,318 4,9 3,6 1,3 1,7 1,5 0,8 4,3 4,9 2,720 4,2 1,8 1,6 1,5 1.1 0,7 4,3 3,8 2,922 3,5 2,9 0,9 1,1 1,3 0,8 4,0 3,8 3,424 3,2 2,4 0,9 1,1 1,2 0,8 4,5 3,4 3,026 3,2 1,7 0,9 1 0,8 0,9 4,0 2,9 2,828 2,7 2,1 0,8 1 0,8 0,8 3,9 4,4 3,430 2,5 1,5 0,8 1 0,9 0,8 3,6 3,9 2,732 2,5 1,3 1 1 1 0,9 3,4 3,6 3,334 2,5 1,3 0,9 1 0,8 0,8 2,9 3,0 2,836 2,6 1,3 1,2 1 1 0,9 3,9 1,9 3,038 2,5 1,2 1 1 1 0,9 3,3 2,7 2,740 - 1,1 1 1 0,9 0,9 3,4 2,2 3,4

Tab. 6.2. Anreicherungsfaktoren, errechnet aus einem auf Titan normierten background, der Schwermetalle

Blei, Zink und Kadmium in Schlickkemen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB)

(westliche Ostsee), Tiefe in cm

Der für Co eingesetzte background aus den gemittelten Werten aller drei Kerne aus 40 cm

Tiefe (10 mg/kg) entspricht den Konzentrationen für diese Region (BRÜGMANN &

LANGE 1990). In der Mecklenburger Bucht liegen keine Co-Anreicherungen vor. Im Ar­

konabecken sind in den oberen 10 cm Anreicherungen bis zum 1,5-fachen zu verzeichnen.

Der Ni background (40 mg/kg) wurde ebenso ermittelt wie der Co background. Die Anrei­

cherungen sind gering und konzentrieren sich nicht auf die oberen Zentimeter des

Sediments.

Auch Cr weist mit einem Faktor bis 1,7 im Vergleich zu Pb und Zn nur geringe

Anreicherungen auf. Eine Zonierung liegt ebenfalls nicht vor.

53

Cu Ni Co

Tiefe ABI AB2 MB ABI AB2 MB ABI AB2 MB

1 1,6 1,5 1,4 1,2 1,9 1 1,3 1,6 1,02 1,4 1,6 1,4 1,1 1,3 0,8 1,6 1,2 0,83 1,6 1,5 1,4 1,1 1,8 1,5 1,1 1,4 1,14 1,4 1,5 1,3 0,8 1,1 1,1 1,0 1,3 0,95 1,5 1,5 1,3 1,1 1,2 1,5 1,4 1,2 1,16 1,5 1,5 1,4 1,2 1,3 1 1,2 1,3 1,07 1,6 1,5 1,2 1,1 1,5 1,2 1,3 1,5 1,18 1,7 1,9 1,3 1,1 1,2 2,2 1,3 1,2 1,19 1,6 1,3 1,3 1,1 1,2 1 1,3 1,2 110 1,6 1,4 1,4 1,0 1,5 1,5 1,2 1,1 1,112 1,5 1,2 1,1 1,0 1,4 1,5 1,3 1,1 1,214 1,6 1,1 1,1 1,2 1,2 1,1 1,1 0,9 116 1,4 1,1 1,2 1,1 1,5 1,6 1,2 1,1 0,918 1,4 1,5 1,2 1 1,3 1,5 1,2 1,1 0,920 1,3 0,8 1,2 1,1 1,1 1,4 1,1 1,0 122 1,2 1 1 1 0,9 1,4 1,3 0,9 1,124 1,3 1 1 1 0,9 1,5 1,3 1,0 126 1,3 0,8 1 1 1 1,8 1,2 0,9 128 1,2 0,7 1 1 1,1 1,2 1,2 0,9 130 1,2 0,7 1,1 1,2 1,1 1,4 1,1 1,4 1,132 1,2 0,7 1,1 1 1,2 1,3 1,3 1,0 1,134 1,1 0,9 1 1 1,2 1,5 1,2 0,9 1,136 1,2 0,7 0,8 1,1 1,1 1,2 1,1 0,8 1,138 1,1 0,7 0,9 1 1,2 1,2 1,2 0,8 1,240 1 0,6 0,9 1 1 1,2 1,1, 0,9 1

Tab. 6.3 Anreicherungsfaktoren errechnet aus einem auf Titan normierten background für die Schwermetalle

Kupfer, Nickel und Kobalt in ScWickkemen aus dem Arkonabecken (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB)

(westliche Ostsee), Tiefe in cm

Die Normierung der Metallgehalte auf Ti ergab für Pb, Cd und Zn deutliche Anreicherun­

gen mit Faktoren zwischen 4 und 8 im oberflächennahen Sediment. Hinsichtlich der Tiefen­

reichweite der Anreicherungszonen ist zwischen Arkonabecken und Mecklenburger Bucht

zu unterscheiden. Für Co, Ni, Cu und Cr liegen keine nennenswerten Anreicherungen vor.

Die Faktoren variieren zwischen 1 und 2.

Die Anreicherungen können sowohl Folge frühdiagenetischer Prozesse sein, als auch auf

einen erhöhten, anthropogen verursachten, sedimentären Eintrag zurückgeführt werden. Die

Ermittlung der Anreicherungsfaktoren allein ermöglicht noch keine Differenzierung zwi­

schen beiden in Frage kommenden Ursachen für erhöhte Metallanteile in einzelnen

Schlickhorizonten Schlick. Auf die Verteilung der Metalle in Abhängigkeit vom

frühdiagenetischen Milieu wird unter Punkt 6.2.5. eingegangen.

54

6.1.3. Detritische BindungsanteHe der Metalle und anderer Spurenelemente

Detritische Bindungsanteile werden im Residualaufschluß (s.Kap.4.3.4.) erfaßt und spiegeln

im wesentlichen das lithogene Spektrum des Sediments wider. Im Gitter der Minerale, aus

denen sich die lithogene Sedimentkomponente aufbaut, fixiert, gelangen u. a. auch Spuren­

metalle in die Sedimente.

In der Sedimentassoziation der westlichen Ostsee sind die spurenelementführenden Minerale

nahezu auf Schichtgittergittersilikate und Feldspäte beschränkt. Besonders bei den Tonmine­

ralen werden in Folge der Diadochiebeziehungen eine Reihe von Spurenelementen auf Zwi­

schengitterplätzen eingebaut. Ebenso liegen bei den zu den Alumosilikaten gehörenden

Feldspäten Substitutionen von Si4+ durch Al3+ in den Tetraedern vor, die einen Ladungs­

ausgleich erforderlich machen und zum Einbau von Spurenelementen ins Gitter führen. Die

dritte wichtige Mineralgruppe im Schlick sind die detritischen Quarze. In ihrem Kristallgit­

ter, das durch die räumliche Verknüpfung der Grundbausteine (SiOz) zu Si04-Tetraedem

entsteht, ist kein Ladungsausgleich erforderlich. Sie tragen deshalb im Gegensatz zu den

anderen Silikaten nicht zur lithogenen Spurenelementkomponente im Sediment bei

(RÖSLER 1981).

Erwartungsgemäß entsprechen die Konzentrationsverläufe der Spurenelemente Ba, Sr, Li,

Be, Ti, Co, Sc , Y und La dem lithologischen Aufbau und der mineralischen Zusammen­

setzung des Sediments. Sie sind zum überwiegenden Teil detritisch fixiert.

Der im Detritus fixierte Mn-Anteil (Residualanteil) variiert in sehr engen Grenzen und

spiegelt nicht den differenzierten Verlauf der Gesamtkonzentration wider. Der lithogene

Eintrag spielt eine nur untergeordnete Rolle. Bestimmend für die Verteilung im Sediment

ist dessen ffÜhdiagenetische Mobilität (s.Kap.6.2.3.). In den Beckensedimenten der nördli­

chen, mittleren und westlichen Ostsee liegen daher auch große Unterschiede in der Mn­

Konzentration vor (Tab.6.4).

Die Residualbindung ist bei Fe mit ca. zwei Dritteln der dominierende Bindungstyp. Neben

dem lithologisch fixierten Fe wird in diesem Extraktionsschritt auch Pyrit erfaßt. Die Kon­

zentrationen in den Sedimenten der Ostseebecken nehmen ähnlich wie bei Mn von 3 - 5 %

in den westlichen bis auf 5 - 7 % in den nördlichen zu (HARTMANN 1964; NIEMISTÖ &

TERVOI978).

55

Gebiet Mn (mglkg)

nördliche Ostsee 150 - 18500(NIEMISTÖ & TERVO 1978)

Bottnischer Meerbusen 6410(HALLENBERG 1979)

Gotlandbecken 700 - 20700(HARTMANN 1964)

Bornholmbecken 280 -10500(HARTMANN 1964)

Arkonabecken 330 -740(BRÜGMANN et al. 1979)

Mecklenburger Bucht 330 - 710(BRÜGMANN et al. 1979)

Tab. 6.4 Mangangehalte in verschiedenen Gebieten der Ostsee

Der Anteil der Residualbindung bei den Metallen Zn, Pb, Cu, Cd, Cr und Ni liegt

zwischen 90 % für Cr und im Mittel 10 % für Pb (4 % an der Sedimentoberfläche bzw. 16

% am Kernende). Auffallend ist, daß die Metalle, die zu einem geringeren prozentualen

Anteil, bezogen auf die Gesamtkonzentration, in der Residualfraktion fixiert sind (Pb, Zn

und Cd), auch höhere Anreicherungsfaktoren (s.Kap.6.1.2.) aufweisen als Cu, Ni und Cr,

die prozentual zu einem größeren Teil im Detritus gebunden vorliegen. Daraus ergibt sich,

daß das Verhältnis nicht-detritischer zu detrischem Bindungsanteil auch als ein Maß für die

Mobilität der Metalle im Sediment gelten kann, das sich im differenzierten

Verteilungsmuster der Profile reflektiert.

Neben der lithogenen Komponente werden im Residualaufschluß u. U. auch anthropogene

Metallanteile erlaßt, die, inert an Staubpartikel gebunden, durch den atmosphärischen Ein­

trag ins Sediment gelangen (BERTlNE & GOLDBERG 1971; ERLENKEUSER et al. 1974;

PATCHlNEELAM & FÖRSTNER 1977). Die Konzentrationsverteilungen der Metalle Zn,

Pb und Cr in den Kornklassen weisen oberflächennahe Anreicherungen in den Siltfraktionen

auf. Lithogene Ursachen sind dafür auszuschließen, da Co, Ti und V diesem Trend nicht

folgen (Abb.5.5). Für Zn und Pb können die Anreicherungen in diesem Sedimenthorizont

wenigstens teilweise auch durch ffÜhdiagenetische Prozesse bedingt sein (s. Kap.6.2.4.). Cr

lag bei der sequentiellen Extraktion zu ca. 90 % in der Residualfraktion vor. Die ffÜhdiage­

netische Mobilität im Schlick des Arkonabeckens ist also eher als gering einzuschätzen. Als

56

Ursprung für das inert fixierte Cr ist ein atmosphärischer Eintrag denkbar, der neben dem

lithogenen Eintrag das Metallpotential der SiItfraktionen stellt.

6.2. Hinweise auf Abbauprozesse der organischen Substanz anband der Porenwasser­

zusammensetzung

Ebenso wie das klassische Berner' sehe Schema die Bildung autochtoner Phasen im Zusam­

menhang mit frühdiagenetischen Redoxzonen beschreibt, wird die Sequenz der Abbaureak­

tionen organischer Substanz von der Zehrung freien Sauerstoffs bis zur Fermentation oxi­

sehen, suboxischen bzw. anoxischen Milieuzonen zugeordnet (FROELICH et al. 1979).

Welche Abbaureaktionen stattfinden, ist jedoch auch abhängig vom Angebot an

Reaktanden . In Schlicksedimenten der Ostsee ist die Sulfatreduktion der dominierende

Prozeß zur Oxidation organischer Substanz. Das liegt einmal begründet im hohen

Sulfatgehalt des Ostseewassers und zum anderen in der fehlenden oder nur geringmächtig

ausgebildeten oxischen Sedimentzone, besonders in den tieferen Becken der Ostsee (SUESS

1976, BALZER 1989).

Eine Modellanpassung geochemischer Reaktionen während frühdiagenetischer Prozesse an

gemessene Porenwasserprofile weist ebenfalls auf einen größeren Einfluß der Sulfatreduk­

tion bei Abbauprozessen hin als bisher angenommen (DAHMKE u. a. 1991). Der Beitrag

der Manganreduktion wird demgegenüber als unbedeutend eingeschätzt. Auch die Reduk­

tion von Eisenoxiden wird weniger in Verbindung mit einem direkten Abbau organischer

Substanz, sondern eher als Folgereaktion zur Reoxidation gelöster Sulfidionen interpretiert.

Die Ergebnisse der Modellierung frühdiagenetischer Abbauprozesse lassen den Schluß zu,

daß verschiedene Reaktionen gleichzeitig ablaufenden und prinzipell nur zwischen den

Bereichen des Sauerstoff- und Nitratabbaus sowie dem Sulfatabbau einschließlich der Eisen­

reduktion zu unterscheiden ist (DAHMKE u.a. 1991).

Die Porenwasserprofile des gelösten Mn und Fe in den Sedimentkernen der westlichen Ost­

see können in diesem Sinne interpretiert werden. Für eine Reduktion der Mn- und Fe-Oxide

durch direkte Abbaureaktionen organischer Substanz (s.Kap03) sind die Konzentrationen im

Porenwasser zu gering. Die unmittelbar unter der Sedimentoberfläche nachgewiesenen Kon­

zentrationspeaks deuten eher auf anorganisch-chemische Folgereaktionen des oberflächen­

nahen aeroben Sauerstoff- bzw. Nitratabbaus. Infolgedessen erhöht sich die Wasserstoffio­

nenkonzentration und die Mn- und Fe-Oxide werden gelöst und ins Porenwasser freigesetzt.

Die während der Sulfatreduktion freiwerdenden Sulfidionen fallen in Folgereaktionen teil­

weise als Metallsulfide wieder aus. Ein indirekter Beweis, daß auf diese Weise die H2S-

57

Konzentration des Porenwassers kontrolliert wird, ergibt sich aus dem Nachweis von

Gleichgewichten zwischen Porenwasserkomponenten und festen Mineralphasen im aneroben

Sediment (IVERT 1990).

Ammonium ist ein Abbauprodukt organischer Substanz, das besonders im postoxischen und

anoxischen Milieu während der Sulfatreduktion freigesetzt wird und steile Konzentrations­

gradienten in diesem Reduktionsbereich aufweist (DAHMKE u. a. 1991). In den Profilen

des Arkonabeckens deuten die steilen Gradienten unterhalb 10 cm im Porenwasser auf

zunehmende Reduktionsraten. Im Profil der Mecklenburger Bucht liegt ein ganz anderer

Verlauf mit der Tiefe vor. Da dieser Kern zur gleichen Zeit gewonnen wurde wie ein Kern

des Arkonabeckens, können jahreszeitliche Schwankungen hierfür ausgeschlossen werden.

Ebenso sind granulometrische Effekte, wie sie BALZER (1989) zwischen fein- und

grobkörnigen Schlicken feststellte, für diese Profile nicht relevant, da die

Korngrößenzusammensetzung keine wesentlichen Unterschiede ergab. Dennoch ist der

Konzentrationsverlauf des Ammonium nicht zwangsläufig auf unterschiedliche Abbauraten

organischer Substanz zurückzuführen. SUESS (1976) wies in lithologisch und geochemisch

vergleichbaren Schlicken der Ostsee unterschiedliche Gradienten nach, die sich aus

differenzierten Akkumulationsraten ergaben. Neben der höheren Akkumulationsrate in der

Mecklenburger Bucht kann weiterhin der geringere Gehalt an organischer Substanz zu

geringeren Absolutgehalten und dem fehlenden Konzentrationsgradienten des Ammoniums

im Porenwasser beitragen.

Ein weiteres Abbauprodukt organischer Substanz ist Phosphat, dessen Konzentration nach

der Freisetzung ins Porenwasser durch nachfolgende Fällungsreaktionen beeinflußt wird.

SUESS (1976) diskutiert die Bildung von Fe-Mn-Phosphaten besonders in der oxisch-anoxi­

sehen Grenzschicht. Die Fällung von Ca-Phosphatmineralen erfolgt nach HARTMANN

(1976) vor allem in hochmarinen anoxischen Sedimenten, ist also für die hier vorliegenden

Profile aus der westlichen Ostsee nicht zu erwarten. Ebenso ist im anoxisch/sulfidischen

Milieu nicht mit einer Fällung von Vivianit zu rechnen (BERNER, 1981). Auch thermody­

namische Berechnungen des Ionenaktivitätsprodukts ergaben eine Untersättigung an Vivianit

im Porenwasser von Ostseesedimenten (IVERT 1990).

Welche Fällungsreaktionen in den vorliegenden Profilen die Phosphatkonzentrationen des

Porenwassers kontrollieren ist anhand der vorliegenden Meßergebnisse nicht genauer zu be­

stimmen. Die deutlich voneinander abweichenden Kurvenverläufe sind vermutlich das Er­

gebnis mehrerer Faktoren. So wird die Akkumulationsrate, ebenso wie bei Ammonium, die

Freisetzungsrate von Phosphat beeinflussen. Weiterhin dürfte die unterschiedliche Milieu­

zonierung (s. Kap.6.4) in den Profilen eine Rolle spielen.

58

Die gemessenen Nitratkonzentrationen und die Gradienten in den Porenwasserprofilen wei­

sen auf eine Denitrifikation im oxischen Horizont während des aeroben Abbaus organischer

Substanz oder unmittelbar darunter hin.

6.3. Zusammenhang zwischen Mn- und Fe-Bindungsspektren und deren Fixierung

und Freisetwng in SchlickprofIlen der westlichen Ostsee

Mangan

In den untersuchten Profilen der westlichen Ostsee sind ca. 50% der Gesamtgehalte in

nicht-detritischen Bindungsformen fixiert. In der zentralen Danziger Bucht, bei Wasser­

tiefen über 100 m, liegen rund zwei Drittel in diesen Bindungstypen vor (BELZUNCE SE­

GARRA et. al. 1986). In den tieferen Becken der mittleren und östlichen Ostsee ist, bedingt

durch die hydrographischen Verhältnisse, mit noch höheren Anteilen des nicht-detritischen

Bindungsspektrums zu rechnen (s. Abschn.6.1.).

Der von HARTMANN (1964) beschriebene Kreislauf der Mn-Sedimentation in den flachen

Gebieten der Ostsee mit sauerstoffhaltigem Tiefenwasser beruht auf einem diffusiven

Transport reduzierten gelösten Mn im Porenwasser zurück an die Sedimentoberfläche, wo

es zur erneuten Oxidation kommt. Die Folge ist eine Akkumulation frühdiagenetisch mobi­

lisierten Mn an der Oberfläche und eine Verarmung des tieferliegenden Sediments. Ein aus­

geprägter Redoxgradient an der Grenzschicht zwischen Tiefenwasser und Sediment ist Vor­

ausetzung für einen solchen einseitigen diffusiven Transport. In den Becken der westlichen

Ostsee sind auch die Konzentrationen in den oxidischen Akkumulationshorizonten, vergli­

chen mit den Gehalten in den Beckensedimenten der mittleren und östlichen Ostsee,

(s.Kap.6.1.2.) gering.

FÖRSTNER konnte bei Mitfällungsversuchen von Schwermetallen an wasserhaltigen

Fe/Mn-Oxiden nachweisen, daß eine erneute Oxidation gelösten Mn bei Anwesenheit redu­

zierender Substanzen im Wasserkörper verzögert stattfindet. Die relativ geringen Gehalte

in den Beckensedimenten der westlichen Ostsee, im Vergleich zu den Sedimenten der

nordöstlichen Becken der Ostsee lassen sich aus einer Kombination dieser Prozesse

erklären:

1. der diffusive Transport gelösten Mn an die Sedimentoberfläche führt zu einer Verarmung

im tieferliegenden Sediment,

59

2. die Akkumulation oxischer Mn-Verbindungen wird durch die verzögerte Oxidation in­

folge reduzierender Substanzen im Tiefenwasser eingeschränkt und

3. gelöstes Mn wird auf Grund hydrographischer Bedingungen und der geologischen

Strukturierung des Meeresbodens mit dem aus der Nordsee kommenden Tiefenstrom in die

tieferen Becken der mittleren und östlichen Ostsee transportiert.

Die Profile AB 1, AB2 und MB weisen durch die unterschiedlichen Konzentrationen und

den differenzierten Kurvenverlauf mit der Tiefe darauf hin, daß darüber hinaus die Kopp­

lung verschiedener Einflußfaktoren lokal die Mn-Konzentration und -Verteilung entschei­

dend beeinflussen können.

Die Meßergebnisse des Profils aus dem östlichen Arkonabecken (AB2) kommen dem oben

beschriebenen Zyklus am nächsten. So deuten ein steiler Konzentrationsgradient im Poren­

wasser zur Sedimentoberfläche und abnehmende Konzentrationen in der Festphase im

Verlauf des Profils auf einen diffusiven Transport reduzierten Mn an die Sedimentoberflä­

che. Die Bindungsformanalyse ergab im obersten Sedimentbereich überwiegend oxische

Bindungen - ein Akkumulationshorizont für Mn liegt also vor. Der Absolutgehalt akkumu­

lierten Mn ist im Vergleich zum MB-Profil jedoch um 100 % geringer. Damit kann von

einer Freisetzung reduzierten Mn in das Tiefenwasser und dessen Fortführung mit dem Tie­

fenstrom ausgegangen werden.

Die Profile der Mecklenburger Bucht (MB) und des westlichen Arkonabeckens (AB I)

lassen sich nicht uneingeschränkt auf diese Weise interpretieren. Im ABI-Profil des

westlichen Arkonabeckens ist an der Sedimentoberfläche kein oxisches Milieu mehr

vorhanden, der diffusive Transport gelösten Mn an die Oberfläche ist durch den niedrigen

Redoxgradienten geringer und die Akkumulation erneut oxidierten Mn damit sehr

eingeschränkt. Ein Akkumulationshorizont fehlt weitestgehend. Ebenso konnte eine Mn­

Verarmung des tieferliegenden Sediments nicht nachgewiesen werden, so daß ein

Milieuwechsel unter einigen cm Sedimentbedeckung nicht zu vermuten ist. Die Verteilung

im weiteren Verlauf des Profils mit einer Konzentrationszunahme in der Festphase deutet

auf einen in das Sediment gerichteten Transport des reduzierten Mn zum Grenzbereich

zwischen suboxischem und anoxisch/sulfidischem Milieu. In diesem Horizont wurden auch

deutlich höhere Konzentrationen sulfidisch fixierten Mn nachgewiesen. Im

Porenwasserprofil läßt sich dieser Transport jedoch nicht nachweisen. Der nahezu

senkrechte Kurvenverlauf unter 10 cm Sedimentbedeckung widerspricht dem Ablauf von

Fällungsreaktionen.

60

Im Profil der Mecklenburger Bucht existieren oxische Bedingungen an der Sedimentoberflä­

che und damit die Voraussetzungen für die Akkumulation von Mn. Ein Konzentrationsgra­

dient aus dem Porenwasser ins Tiefenwasser liegt nicht vor (s. Abb. 5. ). Eine Freisetzung

gelösten, reduzierten Mn aus dem Sediment in den Wasserkörper kann also kaum erfolgen.

Die im Vergleich zu den beiden AR-Kernen gemessenen höheren Konzentrationen in der

Festphase deuten ebenfalls eher auf eine weitestgehende Fixierung des Mn an der

Sedimentoberfläche. Unmittelbar unter der Sedimentoberfläche liegt der

Remobilisationshorizont des Mn mit sehr geringen Konzentrationen in der Festphase. Neben

der oberflächennahen Mn-Diffusion scheint eine weitere "Transportrichtung" zu bestehen.

Die höhere Konzentration und deren Gradient im Porenwasser deuten im Gegensatz zu den

AB-Profilen einen Stoff-Fluß an. Auch die Zunahme des adsorptiv gebundenen Mn mit

zunehmender Tiefe spricht für eine Mobilität des Mn auch unter Sedimentbedeckung. In der

Festphase und besonders anhand des Bindungsformspektrums wird sichtbar, daß Mn,

ebenso wie im AB1-Profil im Übergangsbereich zwischen suboxischem und

anoxisch/sulfidischem Milieu sulfidisch fixiert, akkumuliert wird.

Das hohe Löslichkeitsprodukt von Mangansulfid im Vergleich zum Eisensulfid schränkt

eine Bildung sulfidischer Mn-Minerale während der Frühdiagenese deutlich ein (s. Kap.3).

Im anoxischen Milieu werden Mn-Ionen vor allem als Karbonate gefällt. So wies HART­

MANN (1964) in den Becken der östlichen Ostsee röntgenographisch auch hohe Gehalte an

Mn-reichen Mischkarbonaten nach. In 400 cm langen Schlickkernen aus der nördlichen Ost­

see konnte SUESS (1976) authochtone Mineralbildungen nachweisen. Dabei lagen neben

Mischkarbonaten mit hohem Mn-Anteil, Fe-Karbonaten und Fe-Sulfiden jedoch auch Mn­

Sulfide vor. IVERT (1991) stellte bei Berechnungen des Ionenaktivitätsprodukts von MnS

nach wenigen cm Sedimenttiefe eine Gleichgewichtseinstellung fest, die eine MnS-Fällung

in Schlicken der westlichen Ostsee möglich erscheinen lassen. ALLER (1988) verwies

ebenfalls auf die Bildung von Mangansulfiden im Übergangsbereich zwischen suboxisch

und anoxischem Milieu durch im Porenwasser gelöste Sulfide.

Die vorliegenden Bindungsformanalysen deuten ebenfalls auf eine erhöhte Fällung von MnS

an dieser Milieugrenze. Karbonatbindung ist zwar in allen Profilen nachgewiesen worden,

im Vergleich zur Sulfidbindung scheint sie aber für die Mn-Fixierung in diesem

Milieubereich nur eine untergeordnete Rolle zu spielen.

Eisen

In den Schlicken der westlichen Ostsee liegen, ähnlich wie bei Mn, geringere Gehalte vor

als in den Sedimenten der tieferen Becken aus der mittleren und östlichen Ostsee.

61

HARTMANN (1964) schließt daraus auf vergleichbare Verteilungsmechanismen beider

Elemente innerhalb der Ostsee.

Da Fe nur zu ca. einem Drittel nicht-detritisch fixiert vorliegt, wird der Konzentrationsver­

lauf der Gesamtgehalte in den Profilen von diesem Bindungstyp nicht so maßgeblich be­

stimmt wie das bei Mn der Fall ist. Außerdem ist die frühdiagenetische Mobilität des Fe

durch den größeren Stabilitätsbereich der dreiwertigen Oxidverbindungen geringer als die

des Mn. In den untersuchten Profilen spiegelt sich das in weniger ausgeprägt

milieubedingten Differenzierungen und in der homogeneren Zusammensetzung der nicht­

detritischen Bindungsspektren wider.

Wichtigste nicht-detritsche Bindungsformen sind, mit wechselnden Anteilen je nach Milieu­

horizont, oxische und sulfidische Bindungen. Letztere sind amorphe monosulfidische Fe­

Verbindungen, die im 5. Schritt der sequentiellen Extraktion (s. KapA.) in Lösung gehen

(CHAO & SANZOLONE 1977). Da Pyrit kaum mit H20 2 extrahierbar ist, werden die sul­

fidischen Fe-Minerale erst mit dem Residualaufschluß erfaßt. Sie liegen damit im detriti­

schen Bindungsanteil vor (s. Kap.6.1.).

Analysen partikulärer Bindungsformen ergaben besonders im suboxischen Milieu höhere

Anteile von karbonatisch fixiertem Fe (KERSTEN 1989, DAHMKE u. a. 1991). Die hier

vorliegenden Bindungsformspektren bestätigen die Karbonatbindung im suboxischen Milieu.

SUESS (1979) wies im Übergangsbereich zwischen oxischem und anoxischem Milieu in

Ostseesedimenten ebenfalls Siderit (FeC03) nach. Im anoxischen Milieu geht dieses wieder

in Lösung.

Da im suboxischen Bereich auch Fe-Phosphatbildungen möglich sind (SUESS 1979), kann

nicht ausgeschlossen werden, daß neben oxisch gebundenem Fe im 4. Extraktionsschritt

auch phosphatische Bindungsanteile erfaßt worden sind. Die Analyse von Extraktionslösun­

gen auf Phosphor ergab, daß ca. 90% der Gesamtkonzentration in diesem Extraktionsschritt

vorliegt (KERSTEN 1989). Beim Übergang zum anoxischen Milieu gehen auch Fe-Phos­

phate wieder in Lösung (SUESS 1979), so daß nicht genauer bestimmt werden kann, zu

welchen Lasten der Rückgang der reduzierbaren Fe-Anteile auf phosphatische bzw. oxidi­

sche Bindungen erfolgt.

Unter Berücksichtigung dieser Mehrdeutigkeiten lassen sich die nicht-detritischen Bindungs­

spektren in Bezug auf die Fe-Fixierung bzw. -Freisetzung wie folgt interpretieren:

Im Profil der Mecklenburger Bucht findet unmittelbar unter der Sedimentoberfläche die Re­

duktion der Fe-Oxide statt. Ähnlich wie bei Mn diffundiert das reduzierte Fe an die Sedi-

62

mentoberfläche zurück, wo es erneut geHillt wird und damit einen Horizont erhöhter Fe~

Konzentration erzeugt. Auch der Konzentrationsverlauf im Porenwasser weist einen steilen

Gradienten in den unmittelbar unter der Sedimentoberfläche liegenden Remobilisationshori~

zont auf, so daß eine Freisetzung ins Bodenwasser weitestgehend ausgeschlossen werden

kann. In diesem Profil wird Fe an der Sedimentoberfläche akkumuliert. Das erklärt auch

das Maximum des Fe-Gesamtghalts an der Sedimentoberfläche. Unter wenigen Zentimetern

Sedimentbedeckung wird Fe, ähnlich wie Mn, wahrscheinlich überwiegend sulfidisch

fixiert. Unter 10 em Sedimenttiefe bleiben Bindungsspektrum und Gehalt nahezu

unverändert.

In den Profilen des Arkonabeckens wird Fe nicht an der Sedimentoberfläche akkumuliert.

Das sauerstoffarmere und u. U. sauerstofffreie Tiefenwasser im Arkonabecken verhindert

die Ausbildung eines ausgeprägten Redoxgradienten im Grenzbereich zwischen Tiefenwas­

ser und Sediment. Das reduzierte Fe migriert in Folge des geringeren Redoxgradienten

nicht in dem Maße an die Sedimentoberfläche wie im MB-Profil. Zum überwiegenden Teil

findet ein Bindungswechsel von oxidisch/phosphatischer zu sulfidischer Bindung statt. An

der Grenze zwischen. suboxischem und anoxischen Milieu geht auch Siderit in Lösung.

Die Konzentrationen im Porenwasser sind gering und in vergleichbarer Größenordnung wie

bei Mn. Anders als bei Mn weisen die Konzentrationsgradienten jedoch nicht ins Boden­

wasser, sondern steil ins Sediment. Eine Freisetzung gelösten Fe ins Tiefenwasser in größe­

rem Umfang erfolgt also nicht. Das erklärt auch den unterschiedlichen Trend zwischen Mn

und Fe in den Profilen des Arkonabeckens. Während gelöstes Mn teilweise wieder ins Tie­

fenwasser gelangt und weggeführt wird, bleibt Fe weitestgehend im Sediment erhalten.

Die Sedimentationsbedingungen und Milieuverhältnisse im Arkonabecken führen zu einer

teilweisen Freisetzung gelösten Mn aus dem Sediment in das Tiefenwasser. Durch den sich

anschließenden Transport mit dem Tiefenstrom können sie so zur Mn-Anreicherung in den

weiter östlich gelegenen Becken beitragen. Die Fe-Verteilung in den Profilen des Arkona­

beckens lassen keine vergleichbare Freisetzung aus dem Sediment in die Wassersäule ver­

muten. Durch die ungünstigeren Sauerstoffverhältnisse können jedoch Fe-Verbindungen

auch bereits im bodennahen Tiefenwasser reduziert und ebenfalls mit dem Tiefenstrom

weggeführt werden.

Im Gegensatz dazu deuten die Konzentrationsverteilungen und Bindungsspektren von Mn

und Fe im Profil der Mecklenburger Bucht eher auf eine Fixierung im Sediment. Dafür,

daß die Sedimentationsbedingungen in der Mecklenburger Bucht nicht zur Anreicherung

beider Elemente in den tieferen Becken der östlichen Ostsse beitragen, spricht auch dessen

Randlage und flache Wassertiefe.

63

6.4. Geochemische Milieuzonen in den Sedimentprofilen

Das Klassifikationsschema von BERNER (1981) für den sedimentären - frühdiagenetischen

Bereich beruht auf einer Zuordnung von sekundären Mineralneubildungen in spezifische

Milieuhorizonte (s. Kap. 3). Im Grenzbereich zwischen Sedimentgenese und beginnender

Frühdiagenese werden jedoch durch die Sauerstoff-Zehrung beim Abbau organischer

Substanz eine Vielzahl von Lösungs- und Fällungsreaktionen hervorgerufen, in deren Folge

eine Reihe von amorphen Phasen wechselnder Zusammensetzung gebildet werden, die

letztlich Ausdruck des frühdiagenetischen "Stadiums" sind.

Eine Einbeziehung der Bindungsformspektren amorpher Fe- und Mn-Phasen erweitert die

Möglichkeiten zur Charakterisierung frühdiagenetischer Milieubereiche in rezenten Sedi­

menten. Auf diese Weise konnte beispielsweise KERSTEN (1989) auch geochemisch die

spezifischen frühdiagenetischen Milieuhorizonte im EIbewatt einschließlich ihrer Tiefenzo­

nierung nachweisen.

Sowohl der Tiefenverlauf der Gesamtkonzentration als auch die Bindungsspektren des Mn

und Fe in den Schlickprofilen lassen den Schluß zu, daß deren Verteilung im Sediment auch

Resultat frühdiagenetischer Prozesse ist (s. Kap. 6.3.). Der Akkumulationshorizont von Mn

und Fe an der Sedimentoberfläche ist geochemischer Ausdruck oxischen Milieus. Der

Rückgang reduzierbarer Bindungen im suboxischen Milieu wird anhand der Bindungsspek­

tren deutlich. In diesem Remobilisationshorizont findet eine Freisetzung von Mn und Fe

ins Porenwasser statt. Bemerkenswert ist die Karbonatfixierung des Fe im suboxischen Ho­

rizont. Im anoxisch/sulfidischen Milieu sind Mn und Fe überwiegend sulfidisch gebunden.

In den Sedimentprofilen (ABI, AB2 und MB) lassen sich geochemisch oxische, suboxische

und anoxisch/sulfidische Milieubereiche aushalten. Aus derer differenzierten Tiefenzonie­

rung und Mächtigkeit ergeben sich teilweise beträchtliche geochemische Unterschiede

zwischen den Profilen. Diese beschränken sich nicht nur auf die nicht-detritischen Konzen­

trationen und das Bindungsspektrum der die frühdiagenetischen Prozesse mitbestimmenden

Elemente Mn und Fe, sondern beeinflussen auch die Verteilung, Akkumulation bzw.

Mobilisation und die Bindungsformen der Schwermetalle (s. Kap.6.5.). In Tab.6.5 sind

geochemische Milieuzonen und deren Tiefenverlauf dargestellt.

64

Profil der MeckIenburger Bucht (MB)

Tiefe Milieuzone Merkmal

-1 cm oxisch Akkumulationshorizont für Fe und Mn

überwiegend reduzierbare Bindungen

-8 cm suboxisch Remobilisationshorizont für Fe und Mn

Rückgang der reduzierbaren Bindungsformen

-40cm anoxischlsulfidisch Rückgang der Karbonatbindung des Fe

vorwiegend sulfidische Bindung des Fe und Mn

Profil des westlichen Arkonabeckens (ABI)

rndungen

rndung des Fe und Mn

Tiefe Milieuzone Merkmal

kein oxisches Milieu an der Sedimentoberfläche

-16 cm suboxisch Karbonatbindung des Fe

Rückgang reduzierbarer B'

-40cm anoxisch/sulfidisch vorwiegend oxidierbare B'

Profil des östlichen Arkonabeckens (AB2)

Tiefe Milieuzone Merkmal

-1 cm oxisch-suhoxisch Akkumulationshorizont für Mn

keine Akkumulation von Fe

-ca.23 cm suboxisch Rückgang reduzierbarer Bindungsformen

Karbonatbindung des Fe

Remobilisationshorizont für Mn

-40 cm anoxischlsulfidisch überwiegend oxidierbare Bindung des Fe und Mn

Tab.6.5 Bindungsformen von Mangan und Eisen in Schlickprofilen der westlichen Ostsee (Arkonabecken

(AB) und Mecklenburger Bucht (MB» als geochemische Merkmale zur Milieuzoruerung

65

6.5. Beziehungen zwischen Metallbindungsspektren und frühdiagenetischem Milieu

Metallakkumulationen in oberflächennahen Sedimentschichten wurden ursprünglich entwe­

der auf einen erhöhten, anthropogen bedingten sedimentären Eintrag (BERTINE & GOLD­

BERG 1971, SUESS & ERLENKEUSER 1975, LORING 1978, DOMINIK et al. 1978)

oder auf eine Zunahme biologischer Produktivität (BRULAND et 31. 1974) zufÜckgeführt.

Die ffÜhdiagenetische Mobilität von Mn und Fe, die zu erheblichen Umverteilungen der

Metalle im Sediment führen kann, ist seit längerem bekannt (MANHEIM 1961, HART­

MANN 1964, LYNN & BONATII 1965). Höhere Konzentrationen gelöster Metalle im

oxischen Porenwasser, im Vergleich zum Meerwasser (KLINKHAMMER 1982, SAWLAN

& MURRAY 1983) bzw. zum suboxischen Porenwasser (HEGGIE & LEWIS 1984,

SHAW et al. 1990), lassen auf ffÜhdiagenetische Remobilisationen von Metallen schließen.

Für die Sedimentprofile aus dem Arkonabecken und der Mecklenburger Bucht liegen spezi­

fische Bindungsformspektren und Konzentrationsverteilungen in Abhängigkeit vom Milieu

für die Metalle Zn, Pb, Cu, Cd und Ni vor. Die differenzierte Tiefenzonierung oxischen,

suboxischen und anoxischen Milieus (s. Tab. 6.3) in den Sedimentprofilen und die teilweise

erheblichen Unterschiede sowohl in der Konzentration als auch in der Zusammensetzung

der Metallbindungsspektren zwischen den entsprechenden Horizonten lassen auf einen di­

rekten Zusammenhang zwischen ffÜhdiagenetischem Milieu und Metallverteilung schließen.

Für Cr und Al konnten sich keine ffÜhdiagenetisch bedingten Änderungen der Bindungs­

formen bzw. Konzentrationsverteilungen im Verlauf der Profile nachweisen lassen.

Merallbindung im oxischen Milieu

Im Grenzbereich Tiefenwasser/Sediment und im oxischen Milieu werden Cd, Cu und Zn zu

wesentlichen Teilen an der organischen Substanz gebunden (DUINKER et al. 1982). Beim

oxidativen Abbau derselben gehen die Metalle in Lösung ( WHITFIELD & TURNER

1987, GERINGA 1990). Auch LAPP (1991) konnte erhöhte Konzentrationen gelösten Cu

und Cd im oxischen Porenwasser der Kieler Bucht nachweisen. Die Lösung der Metalle Zn,

Cu, Cd und Ni führt zu einer Verarmung in der Festphase des Sediments in genau dem Ho­

rizont, in dem Mn akkumuliert wird (LU & CHEN 1977, GOBEIL et al. 1987).

Das Profil der Mecklenburger Bucht ist durch einen deutlichen Verarmungshorizont für Cu,

Zn, Cd und Pb an der (oxischen) Sedimentoberfläche gekennzeichnet. Ni folgt diesen Trend

nicht. Mn hingegen weist im oxischen Horizont einen deutlichen Konzentrationspeak (s.

Kap.6.3.) auf. Unter wenigen cm Sedimentbedeckung kehren sich die Konzentrationsma­

xima/-Minima um. Dieses Verteilungsmuster deutet auf gute Zonierung. Die Durchmi­

schung, beispielsweise bedingt durch Bioturbation, ist gering. Die Metalle gehen im oxi­

sehen Bereich in Lösung und gelangen in Folge des Konzentrationsgradienten zwischen

66

oberflächennahen Porenwasser und Tiefenwasser wieder in die Wassersäule. Das könnte

auch die geringeren Metallkonzentrationen im diesem Profil im Vergleich zu den Profilen

des Arkonabeckens erklären.

In den Profilen des Arkonabeckens ist dieser Verarmungshorizont bei den Metallen Pb, Zn,

Cu und Cd nicht (ABI) oder nur sehr gering (AB2) ausgeprägt. Der fehlende bzw. sehr ge­

ringe oxidative Abbau organischer Substanz schränkt eine Remobilisation der Metalle an

der Sedimentoberfläche und eine Rückführung in die Wassersäule ein. Die Metalle verblei­

ben auf diese Weise weitestgehend im Sediment, was ebenso die höheren Gehalte in der

Festphase erklären könnte. In den Profilen des Arkonabeckens läßt sich keine vergleichbare

Zonierung wie im MB-Profil feststellen.

Metallbindung im suboxischen Milieu

Im suboxischen Milieu werden Metalle vor allem durch die Reduktion der Mn- und Fe­

Oxide freigesetzt. So ergaben Porenwasseruntersuchungen von GOBEIL & SILVERBERG

(1989) eine Pb-Freisetzung in der Mn-Reduktionszone. In diesem Milieu finden aber auch

verstärkt Fällungen von Metallen mit verschiedenen Liganden statt. WALLMANN (1990)

führt die in künstlichen Suspensionen festgestellten geringen Cu- und Cd-Konzentrationen

des Porenwassers im postoxischen Milieu auf Sulfidfallungen zurück. LAPP (1991) hält in

der Kieler Bucht Sulfidausfallungen im postoxischen Horizont ebenfalls für möglich.

In den Profilen der Mecklenburger Bucht (MB) und des Arkonabeckens (AB) sind die Me-­

talle Zn, Pb, Cu und Cd im suboxischen Horizont akkumuliert. Sowohl zum oxischen Hori­

zont an der Sedimentoberfläche als auch zum anoxisch/sulfidischen im tieferliegenden Se­

diment hin liegt für die Metallverteilung ein Konzentrationsrückgang und eine Verringerung

des Spektrums der Bindungsformen vor. Neben den Konzentrationsmaxima sind für diesen

Horizont die hohen Anteile karbonatisch fixierten Zn und Pb kennzeichnend. Eine direkte

Beziehung zwischen der Verteilung der karbonatgebundenen Metallanteile und den CaC03­

Gehalten des Sediments ist dabei nicht feststellbar. PATCHlNEELAM & FÖRSTNER

(1977) karnen bei der Analyse eines Sedimentkems aus der Deutschen Bucht zu ähnlichen

Ergebnissen und vermuteten deshalb eher direkte Metall-Karbonatfallungen. Möglich

erscheinen auch Copräzipitaüonen an Fe-Karbonaten, die in diesem Horizont ebenfalls

nachgewiesen werden konnten (s. Kap. 6.3.).

Die Mn- und Fe- Oxid Reduktionen sind wichtige Reaktionen beim Abbau organischer Sub­

stanz oder aber anorganisch-chemische Folgereaktionen, die zu einer erhöhten Alkalinität

der Porenwässer führen. Das Defizit an Wasserstoffionen wird durch die Fällung gelöster

Karbonatphasen wieder ausgeglichen. Die Porenlösungen des Ostseeschlicks sind an CaC03

übersättigt. Dennoch kommt es nicht zu Kalzitausfallungen, wie nach den Sättigungsindizes

67

zu erwarten wäre (DAHMKE et al. 1986). SUESS (1976) macht das Fehlen von Konzen­

trationskeimen dafür verantworlich. Neubildungen von Siderit (FeC03) und Rhodochrosit

(MnC03) bzw. von Mischphasen sind jedoch in Schlicken der Ostsee nachgewiesen worden

(SUESS 1979).

Die hohen Zn- und Pb-Konzentrationen und deren deutliche Zonienmg im suboxischen Ho~

rizont lassen den Schluß zu, daß diese Metalle durch Karbonatfixierung im suboxischen

Milieu akkumuliert werden. Zu vermuten ist eine Copräzipitation mit den ebenfalls in die~

sem Horizont nachgewiesenen Fe und Mn Karbonatphasen. In dem Maße, wie an der

Grenze zum anoxischen Milieu die Fe-Karbonate wieder in Lösung gehen, verringert sich

auch der karbonatische Bindungsanteil anderer Metalle insbesondere der von Zn und Pb.

Metallbindung im anoxischen Milieu

Im anoxischen Bereich nehmen die Gehalte von Zn, Pb und Cu in der Festphase deutlich

ab. Die karbonatisch fixierten Anteile, aber auch adsorptiv gebundene, gehen teilweise bis

zur Nachweisgrenze zurliek. Auf diese Weise engt sich auch das Spektrum der

Bindungsformen ein. Bei Pb liegen darüber hinaus unterschiedliche Bindungsformen

zwischen den Profilen im anoxischen Horizont vor. Ähnliche Unterschiede wurden schon

bei der Mn-Fixierung festgestellt (s. Kap.6.3.), so daß eine MitfaUung des Pb mit den Mn~

Phasen im AB1-Profil wahrscheinlich ist. Im AB2-Profil verringern sich in diesem Horizont

sowohl die Mn- als auch die Pb-Konzentrationen. Der sulfidisch fixierte Anteil beider

Metalle ist sehr minimöJ, so daß eher mit einer Mobilisation und Fortführung gelösten Mn

und Pb in diesem Profil zu rechnen ist.

Die Cd-Gehalte verringern sich im arlOxischen Milieu nicht so erheblich wie die von Zn und

Pb. Besonders im AB 1-Profil ohne oxische Sedimentoberfläche liegt kaum eine Cd··

Mobilisation vor. LAPP (1991) stellte in Sedimenten der Kieler Bucht ein vergleichbares

geochemisches Verhalten von Cd im oxischen bzw. anoxischen Milieu fest.

Nicke1-Bindungsspektren

Wie bereits erwähnt weicht Ni in der Konzentrationenverteilung und im Tiefenverlauf von

den anderen Metallen ab. Aber auch zwischen den beiden Profilen mit oxischer Sedi­

mentoberfläche (AB2 und MB) und dem Profil (ABI), wo bereits an der Oberfläche suboxi­

sehe Verhältnisse zu vermuten sind, unterscheiden sich die Ni-Konzentrationsverläufe und

BindungsspektreiL Eine Gegenüberstellung der Porenwasserkonzentrationen mit denen der

Festphase erlaubt eine Deutung dieser Differenzen und gibt einen Einblick in

frühdiagenetische Freisetzungs- und Fixierungsreaktionen. In Abb. 6.3 sind die Anreiche­

rungszonen bzw. Verarmungshorizonte in Beziehung zum Verlauf der Porenwasserkonzen­

trationen schematisch dargestellt.

68

- Lösung

Konz.

A82

Konz.Konz.

A81

Poren­wasser

Konzentration

Fest­phase

Tiefe TIefe

Konz. Konz.

MB

Tiefe

Abb. 6.3 Ni Konzentrationsverteilung im Porenwasser und in der Festphase (nicht-detrtische Bindungsanteile)

(schematisch). Die Ni- Verarmung an der Sedimentoberfläche (ABI) spiegelt sich im Porenwasserprofil durch

einen Lösungshorizont und Diffusion ins Tiefenwasser wider. Der Fällungshorizont im Porenwasser ist durch

einen Konzentrationsanstieg in der Festphase gekennzeichnet. In den Profilen AB2 und MB liegt ein

gegenläufiger Trend vor. Die Porenwasserkurven verweisen an der Sedimentoberfläche auf eine Fällung. In

der Festphase liegen Konzentrationsmaxima vor.

Maximalkonzentrationen im Porenwasser an der oxischen Sedimentoberfläche (ABI und

MB) lassen sich auf die Freisetzung aus organischer Substanz während des oxidativen Ab­

baus zurückführen. Ein steiler, ins Sediment gerichteter Gradient deutet auf eine Fixierung

des Ni in einem oberflächennahen Horizont, der auch in der Festphase mit Konzentrations­

maxima bei den nicht-detritischen Ni-Gehalten nachgewiesen werden konnte. Im Profil mit

fehlender oxischer Oberfläche muß die Ni-Freisetzung aus organischer Substanz bereits im

bodennahen Tiefenwasser stattgefunden haben, denn die Porenwasserkonzentrationen an der

Oberfläche sind gering. Ein steiler Gradient vom Porenwasser zum überstehenden

Bodenwasser verweist darüber hinaus auf einen Austritt gelösten Ni in die Wassersäule. In

der Festphase spiegelt sich dieser Prozeß durch einen Verarmungshorizont an der

Sedimentoberfläche wider. In allen drei Porenwasserprofilen zeichnen sich Fällungsho­

rizonte ab, die in der Festphase gut mit den Bereichen einer Karbonatfixierung des Ni über­

einstimmen.

69

Unterschiede

die Fällung von

Griem;bereü~h zwischen suboxischem

In der Tiefenzonierung dieser

zwischen den Profilen den geochemischen MIlIe:uZC)lllleru,ng;en,

renwasser gelösten Ni findet im suboxischen

und anoxischem Milieu statt.

Po:renwasserkClnZ(;:;ntratJi.on auf

im nicht-detritischen

diesem Kon­

verm.utet werden kann,

em:setz;emle Sulfatreduk,

relativ konstant.

Im ABI Kern deutet der ins Se<hment gerlCf1'tete Ur~ldllent

einen weiteren Lösungshorizont im anoxischen Milieu,

Bindungsspektrum durch einen Rückgang

zentrationsrückgang ist die OXjldH~rbare

daß vor allem noch an organischer Substanz fixiertes

tion in Lösung geht. Der reduzierbare Ni-Anteil bleibt

Karbonattal­

gerln~~e K,onzenltratlOJt1en led4JCh darauf schlie-

n"'.YfiU an Sedi-

Auch in den beiden a.'1(!er~~n PflTe:n')\":rl~~;en~,nfl1f~n Zi;:;Iclme:n

lungen schwach Lösmllgs110flzonte

ßen lassen, daß das organisch getmnderle

mentoberfläche weitestgehend in LAJ,;:lU"'J;; geg(mg;en

Zusammenfassend läßt sich festst~:Hen,

spektren von Pb,

lauf deutliche Differenzienmgen auj(we~ise:n

netischen Milieus entsprechen.

ABI, Ab2 und MB:

Bindungs­

im Tiefenver-

Schlickprofilen

1. das Milieu an der Se~jmlentobertläc.lle

2. die Tiefenzonierung frühdiagt:;nellischer MilielJhclrizonile !JlestJ.l1unerld

in der Festphase

besonders durch

Konzentrationsrückgang der

anoxischem Milieu geht ein­

Konzentration erfolgt durch

Re<loxverhältnisse. Die gelösten

und werden dort akkumu-

Darüber hinaus ist auch

"milieubedingt". Das trifft vor allem

die Karbonatfixienmg einen Akkumulationshorizont VLn..,,_".

Metalle z. B. im Übergangsbereich zwischen sut}OXJscl1eJm

her mit einem Bindungswechsel, d. h. die

Lösung der bestehenden Bindungen bei

Metalle diffundieren im Porenwasser

lieft.

Für Ni konnten durch die Gegenüberstellung von Porerlw(!.ss{erk.onzerltnüicmen und Konzen­

trationen in der Festphase milieubedingte aufgezeigt wer­

den.

70

Für Zn und Cu, für die ebenfalls Daten zur Porenwasserkonzentration vorliegen, läßt sich

diese Übereinstimmung der Konzentrationsverläufe zwischen Festphase und Porenwasser

nicht feststellen. Ein Grund für die fehlende Übereinstimmung des Konzentrationsverlaufs

zwischen Festphase und Porenwasser ist in der breiten Streuung der Meßwerte im Poren­

wasser zu suchen, die eine Auswertung der Porenwasserdaten wenig sinnvoll erscheinen

lassen. Ein Nachweis frühdiagenetisch bedingter Stoffflüsse in die Anreicherungzonen mit

Hilfe der Konzentrationsgradienten im Porenwasser kann somit nicht erbracht werden. Die

Ergebnisse der Bindungsformanalyse lassen aber dennoch den Schluß zu, daß die Verteilung

der Metalle in den Schlicksedimenten maßgeblich vorn frühdiagenetischen Milieu bestimmt

wird.

71

7. Schlußfolgerungen - antropogen bedingter Eintrag und friihdiagenetische Vert.eilung deSchwennetalle

Im Rahmen dieser Arbeit wurden an Schlickkernen aus dem Arkonabecken und der MecklenbUl

ger Bucht Schwermetallgehalte und deren Bindungsformen ermittelt sowie mit Hilfe der bad

ground-Werte deren Anreicherungsfaktoren bestimmt (s. Kap. 6.1.2.). Dabei wurden für Pb, Z

und Cd deutliche Anreicherungen mit Faktoren zwischen 2 und 8 nachgewiesen. Für Ni, Cu, C

und Cr sind, übereinstimmend mit den Ergebnissen von DAHMKE et al. (1991) und LAP

(1991) nur geringe Anreicherungen zwischen 1 und 2 festgestellt worden. Zur Bewertung d{

Schwermetallanreicherungen erscheint es sinnvoll, die Art und Weise des Eintrags zu berücksicltigen.

Die wichtigsten Herkunftsquellen anthropogen verursachter Metalleinträge für die Sediment<

tionsgebiete der westlichen Ostsee sind der atmosphärische Einrag und der Transport mit deI

Tiefenstrom aus der Nordsee, einschließlich der Flußeinträge, die in dieses Gebiet entwässern (:Tab. 7. 1).

Metall

subaerisch

aquatisch

Pb

77%

23%

Zn

36%

64%

Cd

28%

72%

Cu

32%

68%

Ni

15%

85%

Cr

14%

86%

Tab. 7.1 Herkunft des Metalleintrags in der Beltsee und im Kattegat (aus PHEIFFER MADSEN & LARSEN 1986:

Blei

Bei Pb, daß zu drei Vierteln über die Atmosphäre das Sediment erreicht, erfolgt damit der Eil

trag zum überwiegenden Teil relativ unabhängig von den sonstigen SedimentationsverhältnisseI

Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Sedimentationsraten in den Becken der westlichen Os

see müßte ein überwiegend atmosphärischer Pb-Eintrag zu unterschiedlichen Pb- AnreicherungE

im Sediment führen. Da sich unter der Annahme, daß der atmosphärische Pb- Eintrag in beidE

Becken äquivalent ist, für die Mecklenburger Bucht mit einer höheren Sedimentationsrate als d<

Arkonabecken (JENSEN 1980 in BRÜGMANN & LANGE 1983) ein "Verdünnungseffekt" d(

anthropogen verursachten Pb-Gehalts ergibt.

Ein Vergleich der Pb-Gehalte des MB-Profils mit denen der AB Profile (s. Abb. 5.12) lassen dit

sen Effekt auch erkennen. Ein ähnliches Bild ergibt sich aus den Anreicherungsfaktoren (Abb.7.1).

72

, ,\.~ ~ ---- ~

tIJß1

- AB2

--- MB

AF8

7

6

S

4

:3

2

Pb

0,

0 5 10 15 20 25

Tiefe [ernl30 35 40

Abb. 7.1 Pb-Anreicherungen in Schlicksedimenten aus uem Arkonabecken (AB) unu uer Mecklenburger Bucht (MB)

bezogen auf einen Anreicherungsfaktor (AF) (zur Ermittlung ues AF s. Kap. 6.1.2)

Die Kurven der Pb-Anreicherungen (s. Abb. 7.1) zeigen jedoch auch einen Verlauf, der gut mit

der Verteilung der nicht-detritischen Bindungsformen übereinstimmt (s. Abb. 5.13). Unter der

Annahme, daß das Lösungsverhalten während der sequentiellen Extraktion in der Summe

ebenfalls ein Maß für die Metallmobilität darstellen kann, ist Pb mit Abstand auch das mobilste

Schwermetall in den Schlicksedimenten. Unter Berücksichtigung der geochemischcn

Milieuunterschiede zwischen den Profilen (s. Tab. 6.5) läßt sich somit ein Zusammenhang

zwischen Pb-Anreicherung und frühdiagenetischem Milieu herstellen. Dieser wird besonders

dadurch deutlich, daß die höchsten Anreicherungen im suboxischen Horizont, in dem Pb

karbonatisch fixiert, akkumuliert wird (s. Abb. 5.13 und Kap. 6.5), vorliegen.

Zink

Ein ähnliches Bild ergibt sich für Zn. Die oberflächennahen Anreicherungen (s. Abb. 7.2) ent­

sprechen den über einen background ermittelten anthropogenen bzw. "industriellen" Schwerme­

tallgehalten im Sediment. Da Zn, anders als Pb, (s. Tab. 7.1), zu ca. zwei Dritteln mit dem

Tiefenstrom aus der Nordsee kommt und somit "synsedimentär" abgelagert wird, dürften

unterschiedliche Sedimentationsraten zwischen Arkonabecken und der Mecklenburger Bucht einen

geringeren Einfluß auf die Zn-Gehalte haben. Dennoch liegen in den Profilen des Arkonabeckens

deutliche höhere Anreicherungen vor als im Profil der Mecklenburger Bucht (s. Abb. 7.2). Unter

der Annahme, daß die oberflächennahen Anreicherungen durch einen erhöhten anthropogenen

Eintrag hervorgerufen werden, müßte Zn zu einem größeren Teil, etwa vergleichbar dem des Pb,

über die Atmosphäre ins Sediment gelangen.

73

4035

t;Jlill- - Alil2

--- MB

15 20 25Tiefe lem]

10

,,'-,1.0 Zn " I

0,5 -,--,--,..---,---r---','-''----.---',','-'-''-''-',''-'-----~-~~o 5

AF3,0,.--------------------,

2,J1\v /'.

2,0 ~ '--'

",I

Abb.7.2 Zn-Anreicherungen in Schlicksedimenten des Arkonabeckens (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) be­

zogen auf einen Anreicherungsfaktor (AF)

Ein anderer Schluß liegt nahe, wenn die Anreicherungen im Zusammenhang mit der früh­

diagenetischen Milieuzonierung gesehen werden. Da in den Sedimenten der westlichen Ostsee

nur eine sehr geringmächtige oxische Zone vorhanden ist, liegen meist unmittelbar unter der Se­

dimentoberfläche suboxische Verhältnisse vor, die eine Akkumulation von Zn, ebenso wie von

Pb, begünstigen. Auch Zn liegt im suboxischen Horizont überwiegend karbonatisch fixiert vor.

Im anoxischen Milieu weren die Karbonate instabil und die Gehalte von Pb und Zn verringern

sich drastisch d. h. das Anreicherungs- und background-Werte die Metallkonzentration des

suboxischen und anoxischen Sedimenthorizont widerspiegeln.

Cadmium

Der Anteil des aquatischen Eintrags in die Sedimetationsgebiete der westlichen Ostsee ist für Cd

noch höher als für Zn (s. Tab. 7.1). Dennoch findet keine Ang1eichung der Cd Anreicherungen

(s. Abb. 7.3) bzw. der Gehalte (s. Abb. 5.15) zwischen Arkonabecken und Mecklenburger Bucht

statt. Wie schon bei Pb und Zn wird die Cd-Verteilung im Sediment sehr wahrscheinlich durch

das fruhdiagentische Milieu bestimmt. Im Unterschied zu Zn und Pb wird Cd nicht im

suboxischen Horizont akkumuliert. Ausgeprägte Anreicherungsmaxima liegen deshalb auch nicht

vor (s. Abb. 7.3). Ebenso wird Cd im anoxischen Milieu auch nicht in dem Maße wie Pb und Zn

mobilisiert. Die Fixierung des Cd im anoxischen Milieu kann auch eine Erklärung dafür sein, daß

bis zum Kernende Cd-Anreicherungen vorliegen. Die unterschiedlichen Gehalte an der Sedimen­

toberfläche zwischen Arkonabecken und Ivlecklenburger Bucht können ebenfalls milieubedingt

sein. LAAP (1991) verweist auf eine Cd-Freisetzung in die Wassersäule in oxischen Sedimenten.

Die geringeren Gehalte des Profils aus der Mecklenburger Bucht mit oxischer Sedimentobert1äche

können also ebenso durch das frühdiagenetische Milieu hervorgerufen sein wie die höheren Ge­

halte in den Profilen des Arkonabeckens, wo die Cd-Freisetzung auf Grund des fehlenden bzw.

74

geringen oxischen Milieus an der Sedimentobertläche nicht stattfindet und Cd im Sediment fixiert

wird.

3016 20 25

Tiefe lem]10

1 +,__-r--_----,__,--_.---,.__..,-_----,__..,...._---lCI

7~----------------------

2 Cd

Abb.7.3 Cd-Anreichenmgen in Schlicksedimenten des Arkonabeckens (AB) und der Mecklenburger Bucht (MB) be­

zogen auf einen Anreicherungsfaktor (AF)

Kupfer und Nickel

Auch Kupfer und Nickel werden bereits im oxischen Milieu mobilisiert und gelangen auf diese

Weise häufig wieder in die Wassersäule. Die Freisetzung in oxischem Milieu kann auch die ge­

ringeren Gehalte im Profil der Mecklenburger Bucht im Vergleich zum Arkonabecken erklären.

Die Mobilisierung beider Metalle findet unmittelbar an der oxischen Sedimentoberfläche bzw. be­

reits im Tiefenwasser statt. In den meist suboxischen und anoxischen Sedimenten des Arkona­

beckens und der Mecklenburger Bucht finden im Vergleich zu Pb und Zn kaum noch größere

Umlagerungen statt. Das erklärt zum einen die relativ konstanten Gehalte innerhalb der Sedimet­

profile als auch zum anderen die homogenen Bindungsspektren beider Schwermetalle. FfÜhdiage­

netische Anreicherungen sind für Ni und Cu somit auch kaum zu erwarten. Auch anthropogene

Einträge sind auf Grund des frühdiagenetischen Verhaltens von Cu und Ni über die Sedimentan­

teile nicht zu ermitteln.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Schwermetallverteilungen in den Schlicksedi­

menten der Mecklenburger Bucht und des Arkonabeckens wesentlich vom frudiagenetischen

Milieu bestimmt werden, wobei Pb und Zn vor allem im suboxischen Milieu akkumuliert

werden. Ni und Cu werden bereits unter oxischen Verhältnissen mobilisiert und unterliegen in

den meist suboxischen bis anoxischen Sedimenten nur noch geringen Fixierungs- und

Freisetzungsprozessen. Cd wird ebenfalls unter oxischen Bedingungen mobilisiert.

Anthropogen bedingte Anreicherungen lassen sich nicht ohne weiteres aus background-Werten

ermitteln, die häufig Konzentrationen aus tieferen Sedimenthorizonten entsprechen. In den t1ach-

75

marinen Gebieten der westlichen Ostsee herrschen meist schon unter wenigen Dezimetern anoxi

sche Milieubedingungen vor, in denen völlig andere Metallkonzentrationen und Bindungsspektrel

vorliegen als in oberflächennahen Sedimenten mit oxischem bis suboxischem Milieu. Für die

frühdiagenetisch sehr mobilen Schwermetalle, deren Konzentrationsverlauf einer geochemischel

Zonierung unterliegt, ist die Ermittlung von anthropogen bedingten Anreicherungen auf de

Grundlage von "präindustriellen" oder geogenen background-Werten die je nach Kemlänge un,

vorherrschenden Milieubedingungen im suboxischen oder anoxischen Milieu gewonnen werden

kritisch zu überprüfen.

76

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9. Datenverzeichnis

Sedimentkem MB (Mecklenburger Bucht)Wassertiefe: 26,1 m, Kemliinge: 40 cm, geographische Position: 54°13,5'N 1r42,3'E

Pr.Nr Tiefe CaC03 Corg

mbl 1-2 2,10 6,20mb2 2-3 2 6,10mb3 3-4 1,75 5,50mb4 3-4 1,75 5,14mb5 4-5 1,70 4,50mb6 5-6 1,65 4,15mb7 6-7 1,70 4mb8 7-8 1,85 3,63mb9 8-9 0,50 4mbl0 9-10 1,30 4,29mbll 11-12 1,45 4,30mb12 12-14 1,55 4,51mb13 14-16 1,65 4,50mb14 16-18 1,70 4,60mb15 18-20 1,80 5mb16 20-22 1,85 5,53mb17 22-24 1,50 5mb18 24-26 1,40 4,83mb19 26-28 1,50 4,80mb20 28-30 1,65 4,80mb21 30-32 1,60 4mb22 32-34 1,55 3,51mb23 34-36 1,80 3,50mb24 36-38 1,85 3,48mb25 38-40 1,80 3,50

Percentilmaße (P < %)

Pr.Nr. PIO P50 P90

mbl 3,60 10 30,40mb2 3,80 11,70 35,90mb3 3,80 11,70 35,90mb4 3,80 11,70 35,90mb5 3,90 10,20 26,50

mb6 3,50 10,90 33,40mb7 3,70 11,40 35mb8 3,30 9,40 26,50mb9 3,70 11,40 35mb10 4 15,40 57,70mb11 3,50 10,90 33,40mb12 3,40 9,50 26,80mb13 3,20 9,90 30,40mb14 3,10 8,90 25,10mb15 4,10 12 50,30mb16 3,80 10,20 32,50mb17 4,10 10,80 30,90mb18 3,80 10,70 43,10mb19 3,90 10,10 26,20mb20 3,90 10,10 26,20mbZl 3,70 10 26,70mb22 3,80 10,30 32mb23 3,70 10,40 29,50mb24 3,30 10,20 31,50mb25 3,40 10,60 32,70

87

Porenwasserdaten

Pr.NT. N02 N03 NH4 N-ges P04 P-ges Si04mb1 0,007 1,07 3,14 20,60 0,793 1,582 2,10mb2 0,057 1,02 15,05 34,90 3,075 5,957 7,57mb3 0,009 1,62 1,99 41,80 1,665 3,17 2,93mb4 0,059 1,01 7,14 23,20 2,81 4,597 8,96mb5 0,006 1,02 3,60 26,7 2,03 2,457 3,63mb6 2,51 1,48 4,63 18,90 1,98 2,89 7,16mb7 0,062 1,41 6,39 19 1,76 2,767 7,38mb8 2,37 1,76 4,70 19,4 2,60 3,332 9,62mb9 0,035 0,83 4,59 16,90 1,40 1,89 6,77mb10 0,032 0,81 4,42 12,70 1,60 1,845 7,91mb11 0,680 0,65 4,11 13,80 1,345 1,707 6,42mb12 0,005 0,01 4,35 10,90 2,285 2,532 3,39mb13 0,028 0,01 2,59 7,48 0,793 1,04 5,04mb14 0,004 0,01 4,26 11,10 1,815 2,097 3,39mb15 0,030 0,05 2,77 7,63 0,95 1,28 8,28mb16 0,004 0,01 4,30 11,40 1,558 1,60 3,36mb17 0,013 0,01 4,19 11,50 0,723 1,21 8,44mb18 0,017 0,29 4,27 13,2 1,44 1,747 12,02mb19 0,015 0,02 4,57 12,80 0,738 1,257 9,16mb20 0,014 0,03 4,67 13,90 1,29 1,627 12,3:mb21 0,026 0,02 2,72 8,74 0,691 1,057 9,72mb22 0,015 0,01 4,64 14,80 0,95 1,542 12,2'mb23 0,015 0,01 4,60 12,50 0,936 1,387 1O,3~

mb24 0,01 0,03 4,63 13,30 1,51 1,787 13,6~

Pr.Nr. Al Fe Mn Zn Cu Ni

mb1 0,140 0,31 1 20,9 1,92 13,6mb2 0,220 1,98 1,12 15,6 1,07 9,6mb3 0,120 0,61 0,93 22,3 1,54 11mb4 0,140 0,90 1,05 12,8 1,01 3mb5 0,070 0,24 0,57 27,2 2,02 3,5mb6 0,100 0,20 0,95 14,8 0,39 1,2mb7 0,060 0,11 0,86 22,2 1,68 7mb8 0,130 0,20 1,14 16,1 0,32 °mb9 0,040 0,08 0,87 21,4 1,59 1,5mb10 0,130 0,21 1,10 10,4 0,31 2,5mbll 0,060 0,12 0,87 19,3 1,56 1,3mb12 0,200 0,23 1,23 8,2 0,27 0,8mb13 0,040 0,04 1,11 16,8 1,53 2,7mb14 0,110 0,13 1,33 11,5 0,47 °mb15 0,020 0,05 1,22 18,7 1,39 1,2mb16 0,150 0,11 1,39 11,8 0,06 2,9mb17 0,020 0,03 0,70 19,1 1,34 1,8mb18 0,150 0,13 1,66 16,1 0,21 °mb19 0,399 0,04 0,60 34,3 1,39 0,7mb20 0,100 0,08 1,72 12,9 0,16 0,4mb21 0,026 0,03 1,39 25,6 1,47 4,3mb22 0,100 0,08 1,26 17,8 0,32 3,7mb23 0,046 0,08 1,20 27,2 1,29 0,1

88

Gesamtkonzentration in der Festphase

Pr.Nr. Zn Ni Co Mn Ti V

mbl 190,2 41,74 11,24 509,7 3551 106,80mb2 204,50 38,45 9,91 296,1 3960 107,40mb3 188,30 44,66 12,69 282,4 3799 99,28mb4 200,1 41,76 9,96 297,2 4113 103,404mb5 201,20 41,48 12,84 293,7 4068 101mb6 197,60 43,74 12,06 295 3660 93,94mb7 169 49,84 11,79 293,2 3568 88,28mb8 115 40,70 11,10 326 3644 87,77mb9 98,16 45,96 11,43 379,7 3797 91,21mbl0 89,06 40,13 9,82 377,9 3468 87,64mb11 84,41 40,24 10,21 377 3674 84,55mb12 83,36 37,38 10,27 389,5 3634 88,52mb13 79,67 38,60 10,81 399,1 3377 84,24mb14 66,91 40,65 11,12 402,5 3448 80,25mb15 65,69 37,36 9,64 462,4 3590 83,79mb16 75,10 37,36 10,50 496 3667 87,50mb17 73,29 34,05 10 498,5 3629 89,15mb18 77,19 35,51 12,73 464,5 3495 86,19mb19 73,81 38,64 13,36 448,6 3547 86,37mb20 70,98 35,50 11,82 467,1 3538 87,14mb21 72,92 31,84 13,68 424,4 3338 79,74mb22 67,47 35,60 9,93 458 3489 80,64mb23 74,70 37,04 12,24 435 3540 78,70mb24 72,85 36,33 11,74 456,4 3507 81,58mb25 74,10 40,51 11,34 451,4 3673 86,03

Pr.Nr. Be Sc Y La Cu Sr

mbl 3,442 10,78 24,73 36,04 30,90 162,3mb2 3,813 11,43 27,09 41,26 35,1 136mb3 3,693 11,36 27,04 39,67 34,3 135,6mb4 4,068 11,29 26,89 42,54 36,3 135,7mb5 3,746 11,15 26,83 37,10 36,2 123,2mb6 3,470 10,54 26,03 35,46 34,8 124,3mb7 3,514 8,90 25,87 43,27 31,2 120,7mb8 3,461 9,46 26,17 33,72 28,6 123,8mb9 3,614 10,04 26,87 34,34 27,2 118,4mb10 3,487 9,86 24,52 34,48 29,5 127mb11 3,541 9,85 24,10 33,38 26,7 120,4mb12 3,612 10,12 25,56 33,04 28,6 119,5mb13 3,383 9,66 22,46 32,53 20,3 110,9mb14 3,322 9,41 22,05 30,40 20,6 126,6mb15 3,386 9,68 23,93 34,32 19,3 137,3mb16 3,552 10,19 24,15 35,38 22,6 116,7mb17 3,405 10,72 25,26 32,95 16,2 117,2mb18 3,402 10,18 25,35 35,56 21,5 116mb19 3,353 10,11 25,17 33,63 21,3 110mb20 3,404 10,03 25,20 32,97 22 126,4mb21 3,308 10,05 23,72 30,66 17,1 115,5mb22 3,250 9,27 23,58 33,75 21,7 116,7mb23 3,146 9,77 23,01 31,70 19,1 112,7mb24 3,318 9,87 25,33 33,18 24,5 118mb25 3,303 10,33 24,99 33,36 13 112,7

89

Pr.Nr. Ba Li P S Pb

mbl 407,4 39,30 2898 4542 82,7 5,61mb2 411,8 41,70 1310 5013 93,3 4,37mb3 400,5 37,38 1162 5669 90,6 4,20mb4 438 43,11 1184 7618 87,4 4,62mb5 404,3 39,01 1053 9177 79,3 4,59mb6 423,6 36,20 941,4 10668 81,6 4,48mb7 415,2 34,23 869 13076 70,1 4,65mb8 403,5 30,42 826 16267 51,1 4,62mb9 410,3 33,50 795 16737 42,5 5,10mbl0 410,5 29,18 743 14285 37,7 4,65mb11 415,3 30,81 798 13881 27,9 4,59mb12 385,6 32,19 783 13557 29,1 4,48mb13 392,8 28,23 729 15050 25,9 4,56mb14 375 31,91 755 14540 19,2 4,34mb15 393,1 32,67 757 14714 25,1 4,56mb16 361,3 33,07 858 16052 14,1 4,82mb17 384,3 37,23 874 16153 13,8 4,90mb18 387,5 33,18 817 15072 13,8 4,59mb19 395,9 29,83 805 14672 12,4 4,68mb20 382,3 30,87 1138 14792 12,4 4,73mb21 400,5 31,78 776 14376 14,8 4,56mb22 376,5 26,39 705 14497 14,4 4,42mb23 406,1 30,32 694 13843 19 4,39mb24 387,9 30,14 685 14278 16 4,42mb25 405,7 29,23 744 14432 16,3 4,53

Konzentration in der Festphase nach sequentieller Extraktion

Aluminium

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 10 94,40 99 1928 1716 74595mb2 16,50 87,80 159 2557 1202 61679mb3 12,70 77,80 239 1879 1632 67833mb4 8,80 70,90 162,20 2482 1120 62491mb5 6,60 69,90 167,60 2304 1580 63952mb6 6,10 76,80 241 2455 1162 61440mb7 12,90 77,50 179,80 1921 1552 60635mb8 7,30 78,50 186,10 2406 1080 66831mb9 5,80 65,40 170,20 1799 1800 62579mb10 5,80 58,80 267,80 2174 1285 60621mbll 7,60 55,80 131,20 1933 1480 65686mb12 13,40 62,40 198,50 2439 1200 56566mb13 10,10 69,50 199,80 2845 536 62133mb14 11,50 73,20 241,50 2399 903 58657mb15 9,10 71 210,50 1455 1320 60892mb16 8,50 71,70 213,60 2223 1019 62237mb17 8 63,90 208,30 2962 624 67327mb18 7,80 65,40 199,30 2130 888 63732mb19 7,50 65,10 257,60 2855 596 68230mb20 7,30 66,10 301 1952 868 54138mb21 10,70 55,80 164,90 2572 468 59692mb22 18,30 51,90 175,40 2177 992 56055mb23 17,60 53,40 264,60 2689 656 61960mb24 14,60 59 204,60 1927 1304 56156mb25 15,10 52,40 300,70 2450 608 64222

90

Eisen

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 24,60 685,60 2273 7161 8920 19096mb2 14,60 338,50 863 4034 2340 23893mb3 15,10 342,90 898 2341 3076 20067mb4 10,20 531,20 1090 3888 2880 21492mb5 13,20 351,90 851 2683 5084 18756mb6 9,50 180,50 758 3122 5900 23113mb7 13,90 84,60 489 2024 7248 20190mb8 11,50 105,40 602 3127 8528 26759mb9 9,60 79,40 534 1837 1025 21796mblO 10,20 67,10 668 2527 9288 23635mb11 9,60 81,50 592 2039 2500 18707mb12 8,30 81,50 626 2976 8904 21243mb13 8,40 76,80 578 3178 5224 18458mb14 8,80 70,20 641 2841 9774 22403mb15 10,40 57,80 540 1561 6944 17063mbl6 13,90 58,30 495 2605 8176 23896mbl7 10,50 48,80 461 3298 5932 19049mb18 7,80 42,70 480 2558 7228 24648mb19 9,80 41,20 410 3124 5248 20482mb20 6,10 39,50 522 2268 8064 21662mh21 9,50 38,80 332 2834 5060 16296mb22 21 34,90 337 2815 8096 22557mb23 14,90 32,20 393 2932 6840 17881mb24 13,20 31,90 592 1861 8684 23281mb25 15,60 26,30 437 2668 6324 17634

Mangan

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 6,10 94,90 91,30 79,30 119,20 149mb2 10,20 40,20 17,10 36,80 19,60 157mb3 15,80 26,80 16,40 23,20 28 157mb4 10 34,40 14,60 34,40 18,40 155mb5 15,80 25,80 16,10 27,80 35,20 163mb6 9,30 37,30 14,40 30,70 31,60 161mb7 15,80 26,80 15,20 23,70 52,40 161mb8 13,90 41 16,30 35,10 57,60 176mb9 19 29 16,40 24,10 108 142mb10 14,40 39 19 29,50 90,40 167mbII 22,40 31,20 15,70 28,50 96,80 146mb12 16,30 40 19 37,10 100 159mb13 24,60 31 18,40 43,40 98,40 135mb14 16,30 48,30 23,40 39,50 120,40 164mb15 23,20 36,10 20,90 26,30 116,80 138mb16 27,30 41,90 21,70 37,80 126 172mb17 23,40 43,60 23,90 50,20 100,80 155mb18 25,80 39 22,90 38 106,40 176mb19 24,10 42,90 23,90 48,50 89,60 165mb20 18,50 44,60 22,70 31,20 93,60 158mb21 24,90 35,60 24,40 43,70 77,60 145mb22 19,50 42,70 21,50 41,20 112,40 161mb23 23,20 33,70 27,80 46,80 107,20 155mb24 23,40 44,10 31 41,20 126,40 169mb25 25,40 38,50 31 41,20 111,20 156

91

Zink

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 0,96 49,50 23,40 32,70 19,20 43,90mb2 0,93 62,40 22,20 35,40 15,30 46,10mb3 1,30 57,30 24,40 30,70 23,20 48,70mb4 1,07 71,70 24,90 38,30 15,10 43,70mb5 1,09 84,90 32,40 41,90 25,60 44,80mb6 1,26 80 29,30 33,60 16,50 36,20mb7 0,61 55,10 28 34,90 23,60 53,10mb8 0,66 36,30 18,50 33,40 13,50 51,60mb9 0 23,40 14,40 24,60 22,80 45,20mb10 0,13 19,30 14,40 17,60 13,80 40mb11 0,12 13,40 7,70 20,50 23,60 51,10mb12 0 11,20 8,90 20 15,50 38,60mb13 0,21 7,30 8,30 24,90 10,40 44,90mb14 0,01 7,40 7,60 17,30 11,80 36mb15 0,05 5,60 7,20 15,80 15,60 45mb16 0 5,10 5,80 16,60 21,60 40,20mb17 0 4,70 7,60 26,60 10 51,70mb18 0 3 5,40 16,30 11 38,40mb19 0 4,40 7,10 24,90 9,40 48,30mb20 0 3,30 6,30 13,40 10,60 34,10mb21 0 2,70 14,90 24,40 9,60 36,10mb22 0 2,60 3,60 18,80 11,60 33,30mb23 0 2,40 7,60 24,10 12,60 43,20mb24 0 2,50 6,10 16,60 14,70 35,60mb25 0,65 4,60 9 25,10 9,70 43,80

Chrom

Pr,Nr. A B C D E G

mbl 0 0,20 0 6,60 7,60 79,50mb2 0 0,50 0 8,80 5 77,90mb3 0 0,50 0 6,30 8 76,70mb4 0 0,20 0 11,10 4,60 72,40mb5 0 0,30 0 7,30 7,60 71mb6 0 0,20 0 8,1 5,1 76,1mb7 0 0,30 0 5,80 6,80 82,10mb8 0 0,20 0 10 4,70 85,60mb9 0 0,10 0 5,40 8 69mb10 0 0,30 0 7 5,10 77,30mbll 0 0,20 0 5,80 6,40 77,70mb12 0 0,30 0 7,80 5,20 69,70mb13 0 0,30 0 8,50 3,60 74,90mb14 0 0,20 0 8 4,70 70,10mb15 0 0,20 0 5,10 6 72,5mb16 0 0,30 0 7,60 5,20 76,9mb17 0 0,20 0 10,50 4 82,7mb18 0 0,30 0 7,60 5,20 76,90mb19 0 0,30 0 9,50 4,40 90,70mb20 0 0,30 0 6,80 4,80 69,10mb21 0 0,20 0 8,50 3,20 71,90mb22 0 0,20 0 7,60 5,60 70,20mb23 0 0,20 0 9 4,80 79,20mb24 0 0,30 0 6,10 6,80 72,50mb25 0 0,20 0 7,80 4,40 77,40

92

Kupfer

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 0,15 1,10 0,23 15,10 7,20 7,10mb2 0,13 0,67 0,12 13,30 6,60 14,30mb3 0,12 0,90 0,22 17,30 6,80 9mb4 0,10 0,65 0,13 17,30 6 12,10mb5 0,13 0,80 0,21 20,50 7,20 7,40mb6 0,13 0,49 0,13 14,90 5,60 13,60mb7 0,15 0,70 0,16 16,80 6,80 6,50mb8 0,14 0,18 0,04 10,40 4,40 13,50mb9 0,12 0,60 0,16 13,40 7,60 5,60mb10 0,12 0,13 0,06 10,60 5,60 13,10mbll 0,13 0,70 0,17 12,20 7,60 5,90mb12 0,12 0,08 0,01 10,70 5,30 12,30mb13 0,14 0,60 0,15 9,80 4 5,70mb14 0,12 0,04 0,02 6,60 6 10,95mb15 0,12 0,60 0,14 8,05 5,60 4,90mb16 0,13 0,05 0,02 7,20 5,70 11,60mb17 0,14 0,60 0,14 7,60 4,80 3mb18 0,13 0,05 0,02 3,05 5,30 12mb19 0,14 0,60 0,13 7,10 5,60 7,70mb20 0,14 0,04 0,03 5,60 5,20 11,10mb21 0,15 0,50 0,17 6,30 4,40 5,70mb22 0,11 0,03 0,02 3,70 6,60 11,30mb23 0,15 0,50 0,15 5,40 6,80 6,20mb24 0,14 0,03 0,01 2,40 9,20 12,80mb25 0,15 0,60 0,16 5,10 5,20 1,90

Nickel

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 0,15 1,57 2,62 9,27 12,16 16,80mb2 0,12 1,61 1,79 9,66 9,74 16,50mb3 0,12 1,75 2,48 8,46 9,32 19mb4 0,10 1,56 1,91 9,74 9,75 14,50mb5 0,12 1,07 2,08 9,92 10,40 17,20mb6 0,04 1,23 1,97 8,71 7,98 15,40mb7 0,10 0,99 1,82 8,67 10,93 18,80mb8 0,01 1,10 1,67 9,08 9,62 19mb9 0,02 0,81 1,46 8,21 12,18 16,30mb10 0,01 0,79 2,03 7,69 9,74 15,20mb11 0,06 0,71 1,03 8,64 7,93 16,80mb12 ° 0,66 1,56 9,56 8,94 13,30mb13 0,07 0,48 1,49 9,84 4,97 16mb14 ° 0,40 1,80 8,14 8,62 13,70mb15 0,01 0,20 1,62 6,56 10,40 14,20mb16 ° 0,48 1,36 8,01 9,77 14,30mb17 0,02 0,19 1,33 9,75 7,24 16,20mb18 ° 0,23 1,32 8,05 9,83 15,40mb19 0,01 0,34 1,76 8,82 8 18mb20 ° 0,33 2,07 7,32 9 12,70mb21 ° 0,29 1,57 9,15 5,40 13,80mb22 ° 0,28 1,01 8,35 9,72 14,40mb23 ° 0,22 1,75 7,98 7,54 16,80mb24 ° 0,16 1,32 9,60 11,93 14,30mb25 ° 0,25 1,86 8,52 8,34 15,90

93

Cadmium

Pr.Nr. A B C D E G -mbl 27,80 194,90 227,80 177,30 190,40 186,40mb2 10,20 87,60 255,10 243,90 274,40 210,70mb3 16,60 172,90 260,20 252,70 134,40 170,80mb4 9 118,50 262,90 230 218,80 183,70mb5 38,80 206,80 255,80 258,50 208,40 180mb6 10,50 73,70 259,80 278,50 198 194,50mb7 55,80 117,10 191,50 241,90 107,60 173,7mb8 8,30 63,20 151,50 214,40 151,60 200,50mb9 14,90 108 107,60 193,70 117,20 162,60mb10 11 39,80 145,60 211 118 228,10mb11 8,05 76,10 83,90 148,30 241,20 208,10mb12 7,30 57,60 112,90 212 88,40 172mb13 11,50 55,80 89 265,40 312,40 288,90mb14 8,30 57,30 137,30 209,30 82,80 159mb15 14,60 36,80 128,80 195,60 176,80 178,40mb16 12,70 26,10 113,90 247,30 100,80 369,30mb17 9,30 37,30 126,80 355,60 80,80 186,90mb18 6,10 22,20 123,90 251,20 149,60 140,80mb19 11 40,50 152,40 332,40 93,60 205,80mb20 5,40 57,30 150 226,10 78 142,50mb21 29,50 15,60 122,20 339,50 92 180,80mb22 7,60 10,50 111,50 284,40 100,80 166,40mb23 12,70 13,90 137,80 353,90 78 158,40mb24 4,10 13,90 113,70 271,50 106,40 156,20mb25 7,30 19,50 153,40 389,30 118 187,50

Blei

Pr.Nr. A B C D E G

mbl 0,27 17,60 2,70 26,60 10,40 2,40mbZ 2,31 21,30 1,76 10 17,60 3,50mb3 2,27 37,10 3,90 8,50 12,40 2,20mb4 1,58 45,80 2,05 9 16 3,60mb5 2,86 57,60 4,60 12,40 16,40 2,30mb6 3,55 35,50 3,02 10,20 17,20 2,80mb7 2,91 43,40 2,70 12,90 15 2,20mb8 2,06 22,40 1,58 8,30 18,80 3mb9 1,59 14,30 3,20 7,30 15 2,30mbl0 1,42 8 1,88 6,30 16,80 2,80mb11 0,81 1,50 0,98 6,10 16 2,10mb12 0,91 0,02 1,20 6,30 17,20 2,60mb 13 0,44 0,16 1,18 6,30 16 2mb14 0,32 0,07 0,92 5,90 15,40 2,40mb15 0,19 0,06 "1,01 5,10 15 1,90mb16 0,15 0,01 0,60 4,40 11,20 2,10mb17 0,13 0,04 0,80 5,10 11,20 2,20mb18 0,07 0,01 0,49 4,40 11,40 2,20mb19 0,10 0,03 0,75 4,60 8,50 2,10mb20 0,10 0,04 0,68 4,40 8 2,40mb21 0,11 0,11 0,64 4,60 10,70 2mb22 0,13 0,02 0,28 4,60 10,80 2,20mb23 0,09 0,01 0,75 4,90 15 2mb24 0,04 0,01 0,27 4,60 12,80 2,50mb25 0,07 0,07 0,80 4,60 10,40 2,30

94

Sedimentkern AB1 (Arkonabecken)Wassertiefe: 46 m, Kernllinge: 40 cm, geographische Position: 54°53,09'N 1J019, TE

Pr.Nr. Tiefe CaC03 Corg

abl/l 0-1 1,75 6,69

abl/2 1-2 2,40 7,16

abl/3 2-3 2,60 7,19

abl/4 3-4 2,40 7,21

abl/5 4-5 2,30 7,27

ab1/6 5-6 2,10 7,25

abl/7 6-7 2,10 7,30

abl/8 7-8 2,10 7,05

abl/9 8-9 2,80 6,36

abl/1O 9-10 2,10 7,90

abl/11 10-12 3,20 6,72

ab1/12 12-14 1,80 7,23

abl/13 14-16 1,50 6,77

abl/14 16-18 0,80 8,15

abl/15 18-20 1,30 6,34

abl/16 20-22 1,80 6,93

abl/17 22-24 1,80 6,43

abl/18 24-26 1,60 6,11

abl/19 26-28 1,40 5,98

abi/2O 28-30 1,70 5,70

abl/21 30-32 1,50 8,87

abl/22 32-34 1,60 6,45

abl/23 34-36 1,50 6,96

abl/24 36-38 1,40 7,03

abl/25 38-40 1,50 6,96

Percentilmaße (P < %)

Pr.Nr. PlO P50 P90

abl/2 3,5 11,6 38,8

abl/3 3,4 10,1 30,2

abl/4 3,6 11,0 33,8

ab1/5 3,7 11,3 34,7

abl/6 3,4 10,1 30,2

abl/7 3,1 8,9 25,1

abl/8 3,7 11,4 35,0

abl/9 3,3 9,4 26,5

abl/1O 3,6 10,5 30,9

abl/11 3,5 10,0 28,2

abl/12 3,5 10,2 29,9

abl/13 3,0 11,1 40,1abl/14 3,4 9,8 27,6

abl/15 3,4 9,1 24,6

abl/16 3,2 9,2 25,9

abl/17 3,4 9,8 27,6abl/18 3,6 7,4 15,4abl/19 3,9 6,5 10,9abl/20 3,2 7,2 16,2

ab1/21 4,1 12,6 38,8

abl/22 4,2 14,0 46,7abl/23 3,4 10,6 32,7

abl/24 3,4 10,6 32,7

abl/25 3,4 10,6 32,7

95

Porenwasserclaten

Pr.Ne NOzIN03 NH4 N-ges P04 P-ges Si04abl\1 0,052 11,24 12,17 0,310 1,67 7,27abl\2 0,020 8,03 13 0,814 2 8,52abl\3 0,013 11,24 14 2,195 2 10,85abl\4 0,008 10,55 15,98 1,920 2,72 9,88abl\5 0,106 14,22 21,66 4,420 2,89 13,04abl\6 0,085 13,30 20 5,500 5 12,78abl\7 0,057 15,37 20,68 3,970 7,22 11,75abl\8 0,021 10,78 20 1,170 7 10,55ab1\9 0,020 12,27 20 0,890 6 11,75abl\lO 0,039 10,65 20 1,220 5 12,48abl\l1 0,014 11,34 21,08 2,860 4,02 13,82abl\12 0,024 10,88 20 3,550 3 13,02abl\13 0,015 11,57 18,95 1,830 2,70 13,31abI\!4 0,020 11,34 20 2,370 3 15,42abl\15 0,066 12,73 21 2,030 3 14,19abl\16 0,493 13,89 22 3,150 3,50 16,11abl\17 0,071 15,80 23,07 2,740 3,58 14,93abl\18 0,148 15,80 25 3,030 4 17,08abl\19 1,536 18,40 29,09 3,600 4,29 17,15ab1\20 0,800 17,22 30 3,940 5 16,99abl\21 1,726 20,28 34,12 4,320 5,98 20,32ab1\22 1,563 19,34 34 2,730 5 17,56abl\23 3,870 21,46 35,84 3,260 4,62 18,34abl\24 11,520 22,88 36 3,250 5 17,47abl\25 8,620 22,67 36 5,600 5 20,52

Pr.Ne. Al Fe Mn Zn Cu Ni

abI\! 0,117 2,05 1,27 15,7 0,69 3,60abl\2 0,311 2,15 0,420 10,7 0,69 3,10abl\3 0,244 3,53 0,300 17,4 0,93 4,40abl\4 0,309 3,73 0,350 10,7 0,93 3,40abl\5 0,598 2,22 0,330 20,5 1,29 5,90abl\6 0,423 3,95 0,371 17,6 0,81 5,90abl\7 0,377 4,62 0,390 14,2 1,21 5,10abl\8 0,220 1,61 0,300 10,4 0,52 14,30ab1\9 0,240 0,37 0,210 16,1 0,55 19,10abl\10 0,335 0,35 0,180 14,2 0,53 7,20abl\l1 0,507 0,56 0,190 15,2 0,97 5ab1\12 0,478 1,07 0,190 13,2 1,69 3,40ab1\13 0,495 0,55 0,150 11 0,92 6,70abl\14 0,511 0,38 0,140 12,1 0,86 2,90abt\15 0,452 0,30 0,140 7,2 0,56 9,80ab1\16 0,385 0,31 0,150 13,1 1,35 6,80ab1\17 0,064 0,04 0,100 8 0,56 67,70ab1\18 0,049 0,0 0,050 2,6 0,73 46ab1\19 0,005 0,11 0,050 2,7 1,09 8,90ab1\20 0,017 0,19 0,060 8 1,11 10,20ab1\21 0,088 0,17 0,050 5,7 1,20 9,31ab1\22 0,064 0,21 0,050 2,3 0,73 9,02abl\23 0,107 0,23 0,050 3,3 0,90 9,02ab1\24 0,038 0,23 0,050 2,8 0,70 13ab1\25 0,110 0,37 0,060 30,1 1,88 21,53

96

Gesamtkonzentration in der Festphase

Pr.Nr. Zn Ni Co Mn Ti V

abl\1 198,40 47,68 13,02 370,5 3292 104,40abl\2 178,20 44,34 16,40 344,8 3497 107,10abl\3 193,10 43,47 1I,89 319,1 3457 104,50abl\4 197,80 39,80 11,73 308 3932 104,80abl\5 205 47,02 15,65 345,2 3703 109,30abl\6 197,80 45,76 1I,67 325,1 3309 104,60abl\7 215,10 45,04 14,12 332 3493 103,50abl\8 205,20 44,57 13,18 322,1 3357 1I2,30abl\9 187,70 43,95 12,25 329 3303 98,54abl\1O 191,90 41,54 13,44 331,8 3361 102,90abl\lI 197,10 44 1I,83 370 3581 106,20abl\12 187,80 48,04 12,27 377,4 3463 102,60abl\13 160,60 41,70 12,55 384,3 3312 103,90abl\14 159,20 42,81 12,27 398,9 3808 111,70abl\15 120,40 41,18 1I,07 412,7 3327 99,10abl\16 91,13 40,26 10,50 406,9 3387 91,52abl\17 86,59 39,25 12,90 361,6 3169 92,56abl\18 94,68 41,32 13,03 443,2 3400 97,61abl\19 88 42,89 13,44 428,6 3417 99,96abl\20 96,59 45,31 12,06 423,8 3488 99,05abl\21 94,42 43,33 13,76 430,2 3643 97,61abl\22 95,37 45,49 15,18 421,1 3923 103,40abl\23 85,30 41,18 13,79 393,3 3396 102,20abl\24 87,13 44,17 1I,72 390,1 3537 101,10abl\25 84,99 41,55 13,07 385,1 3491 101,50

Pr.Nr. Be Sc Y La Cu Sr

abl\1 2,722 10,95 31,07 42,34 55,10 124,2abI\2 2,620 10,87 30,43 41,82 49,09 116abI\3 2,622 1I,90 31,50 43,08 55,35 127,8abl\4 2,599 12,24 34,28 45,10 55,12 126,2abl\5 2,598 12,03 31,76 41,83 56,07 119,2abl\6 2,544 1I,59 30,46 42,07 51,81 123,7abl\7 2,666 11,29 31,77 43,46 55,04 138,2abl\8 2,573 11,13 31,57 49,09 56,45 129,3abl\9 2,564 10,63 30,81 41,73 52,43 116,3abl\10 2,563 13,46 30,21 45,13 52,77 139,9abl\11 2,682 11,70 31,63 42,66 53,03 128,14abl\l2 2,598 11,95 33,88 43,46 53,86 131,5abl\13 2,578 11,31 30,86 43,01 48,34 115,4abl\14 2,700 11,76 32,62 42,27 51,81 115,1abl\l5 2,464 11,39 30,21 41,39 42,57 118,3abl\16 2,586 10,95 31,68 38,92 40,90 126abl\17 2,649 10,52 29,49 39,66 40,78 117,5abl\18 2,606 11,01 29,86 29,29 42,96 117,8abl\19 2,664 11,65 29,85 39,16 42,16 115,5abl\20 2,629 11,45 30,61 39,31 42,56 123,9abl\21 2,874 11,68 30,69 43,19 44,70 121,3abl\22 2,722 11,66 31 42,31 41,67 125,5abl\23 2,649 11,82 30,33 40,99 40,74 117,4abl\24 2,702 11,97 31,71 42,27 39,84 121,9abl\25 2,629 11,44 30,65 24,98 38,73 115,4

97

Pr.Nr Ba Li P S Pb Fe-ges.

abI\! 379,7 38,19 1296 10880 104,8 5,2abl\2 378,5 38,34 1122 10597 92,4 5,2abl\3 402 44,28 1642 10640 108,9 5,5abl\4 390,9 40 1401 10620 117,6 5abl\5 379,3 38,82 1111 11005 100,6 5abl\6 390,5 39,31 1338 10051 116,1 5,2abl\7 407 41,19 1601 9217 124,2 5,2abl\8 381 40,84 1451 9438 122,3 5,4abl\9 394,6 39,48 1100 11730 107,9 5,1abl\1O 403,9 37,66 965 11982 107,9 5,1abl\l1 398,2 41,98 955,2 12994 118,2 5,1abl\12 408,2 38,91 1326 11893 110,2 5,3abl\13 398,6 42,89 971,9 13001 91,3 5,2abl\14 366,4 43,82 970,6 13475 86,8 5,3abl\15 384 41,69 915,2 13068 64 4,9ab 1\16 355,5 36,28 820,6 13487 54,1 5,1abl\17 247,5 37 868,3 12450 46,9 4,8abl\18 374,8 34,70 797,2 12794 49,6 4,9abl\19 379,5 36,41 769,5 13168 42,8 4,8abl\20 380,3 40,58 886,9 12710 40,7 4,7abl\21 378 42,20 905,5 13565 n.b. 4,6abl\22 384,5 38,40 926,1 13002 45,9 4,6abl\23 398 40,59 921,6 12813 40,7 4,8abl\24 384 40,39 909,5 12878 40,7 4,8abl\25 390,6 39,35 852,8 12513 40,7 4,9

Konzentrationen in der Festphase nach sequentieller Extraktion

Aluminium

Pr.Nr. A B C D E G

abl\1 9,80 9,80 59,50 3578 836 59343abl\2 12,20 39 131,70 3002 888 62294abl\3 12,20 36,60 136,60 3100 708 63678abl\4 9,80 29,30 107,30 3244 776 60521abl\5 22 17,10 92,70 3339 796 63051abl\6 4,90 31,70 146,30 3522 756 55906abl\7 9,80 14,60 48,80 3032 940 61930abl\8 19,50 17,10 75,60 3603 872 64083abl\9 22 14,60 68,30 3554 948 63959abl\1O 17,10 22 143,90 3422 856 63430abl\l1 29,30 19,50 146,30 3037 788 63600abl\l1 19,50 48,80 561 3878 840 64642abl\13 24,40 41,50 543,90 2761 888 65538abl\14 22 31,70 495,10 1973 844 65279abl\15 22 24,40 314,60 2690 868 60250abl\16 14,60 29,30 312,20 2705 880 62208abl\17 24,40 39 290,20 2378 948 62500abl\18 14,60 29,30 209,70 2571 1064 64237abl\19 17,10 34,10 287,80 2519 1016 67087abl\20 14,60 26,80 163,40 2215 1260 60232abl\21 17,10 29,30 139 2395 912 62125abl\22 24,40 34,10 319,50 1756 1140 61312abl\23 24,40 41,50 365,80 1758 1008 63144abl\24 31,70 41,50 153,60 2068 1140 63215abl\25 29,30 41,50 236,60 2056 480 63100

98

Eisen

PrNr A B C D E G

abl\1 2,10 375 1344 7702 4388 23043abl\2 2,80 425 1577 5773 4172 23101abl\3 8,10 791 2127 6612 3468 25429abl\4 4 727 1484 6019 3788 22426abl\5 18,80 315 877 5710 4364 23529abl\6 1 1005 1021 5763 3900 20094abl\7 3,80 523 1374 6932 3328 23044abl\8 8,20 680 1300 6983 3724 23740abl\9 5 602 1266 7085 4620 23110abl\10 0 731 1114 6112 4244 22674abl\l1 11,80 404 1377 4732 4664 22167abl\12 8 1054 2539 6054 3948 23212abl\13 8,30 307 2335 4510 5676 23070abl\14 8,80 184 1692 3378 4432 23976abl\15 4,10 166 1562 4720 5620 21345abl\16 1,50 182 1567 4437 5640 22971abl\17 5,90 149 1421 3856 5836 21113abl\18 3,80 115 1300 4095 6072 22780ab1\19 2,70 136 1372 4044 5800 24755ab1\20 0,70 89 1086 3498 6420 20886abl\21 1,10 119 1023 3878 4916 21985abl\22 8,50 126 1224 3095 6624 22591abl\23 11,30 99 1232 3176 6204 23110abl\24 12,90 53 993 3712 6700 22718abl\25 5,50 65 1103 3695 3140 22700

Mangan

Pr.Nr. A B C D E G

abl\1 3,20 32,70 13,90 61,2 86 165,4abl\2 7,60 29,60 12,60 48,5 86 171,5abl\3 7,80 25,40 10,70 51,2 62,8 180,3abl\4 7,10 25 11,80 52,4 62 172,8abl\5 5,60 23,60 9,80 49,3 74,4 176,8abl\6 6,30 25,10 10 51,7 70,4 156,2ab1\7 8,80 19 9,50 53,2 58,4 165,9abl\8 3,40 24,60 10 39,3 70 166,7abl\9 4,50 25,40 10 46,8 89,6 166,4ab1\10 4,50 25,60 11,50 57,8 84,4 165,6abl\l1 4,30 25,80 12 39,7 96,8 168abl\12 5,10 29,40 18,60 59 68,8 170,2ab1\13 3,60 28,70 14,50 50 118,4 170,9ab1\14 3 25,40 10 43,2 104 169,2abl\15 5,80 25,50 13,50 56,6 138,4 162,7abl\16 5,80 29 15,60 57,3 144,8 176,6abl\17 5,10 28,90 14 49,3 148 170,2ab1\18 6,30 25,70 13,50 50 174 173,2ab1\19 4,70 25,50 13,30 49,8 152,8 174,7ab1\20 4,70 25,40 10,20 44,9 142,8 165,2abl\21 4,10 24,80 10,10 50,7 122 172,9abl\22 4,60 26,10 9,80 41,7 146,4 177abl\23 3,90 25,60 9,80 40,2 129,6 181,3ab1\24 4,60 23,70 8 45,8 144,4 177,8ab1\25 4,40 25,20 9,80 44,9 66,8 178

99

Zink

Pr. Ne. A B C D E G

ab1\1 1,62 34,60 19,30 83,40 19,20 61,70ab1\2 2,06 40,20 25,70 65,40 20 44,60ab1\3 2,60 51,50 21 61 15 53,20ab1\4 1,54 45,50 24,60 69 16,20 45ab1\5 1,65 43,70 17,40 82,90 18,60 46ab1\6 0,78 53,40 25,10 76,30 17,20 43,70ab1\7 0,73 39 15,40 79,30 17,70 47abl\8 5,97 43,80 22,90 68,50 17,60 46,20ab1\9 2,57 47,70 17,50 67,30 19,20 43,10ab1\10 4,81 49,60 26,50 70,20 16,30 40,60ab1\11 3 53,60 22,20 43,40 15,60 41,30abl\l2 3,10 59,90 31,80 72,70 15,70 43,10abI\13 1,60 47,20 30,80 49,80 16,10 45,60ab1\l4 2,73 33,70 18,70 49,80 15,10 44,30ab1\15 1,12 20,20 17,60 59 11,90 39,30ab1\16 0,73 17,10 14,80 59,50 14 38,90ab1\17 0 10,50 12,60 54,10 14,30 36,50abI \18 0 9,50 12 55,40 18 37,60ab1\19 0 5,50 16,50 53,60 16,80 44,50ab1\20 0 7,40 8,70 52,90 18,30 33,40ab1\21 0 5,30 8,80 55,40 10,70 40,50ab1\22 0,10 3,40 13,40 46,10 16,70 38,30abl\23 0,35 3,40 16,70 47,10 11,50 38,80abl\24 0 4,80 6,40 50 14,40 48ab1\25 0 2,50 12,40 48,80 8,70 40

Chrom

Pr. Ne. A B C D E G

abl\I 0 0 0 11,7 4 66,5ab1\2 0 0 0 9 4 66,6ab1\3 0 0 0 10,2 3,2 75ab1\4 0 0 0 10,7 3,2 64,3ab1\5 0 0 0 10,2 4 70,5abl\6 0 0 0 11,5 3,6 59,4abl\7 0 0 0 9,5 4,4 68,4abl\8 0 0 0 12,4 3,6 71ab1\9 0 0 0 12,7 4 72,9ab1\10 0 0 0 11,5 3,6 71,3ab1\11 0 0 0 10,5 3,6 70ab1\l2 0 0 0,20 12,7 3,6 67,8abI\13 0 0 0,20 9,5 4 66,5abl\14 0 0 0,20 7,1 3,6 67,1ab1\l5 0 0 0 9,5 3,2 62,4ab1\l6 0 0 0 8,5 3,6 65,3ab1\l7 0 0 0 7,6 3,6 60,3ab1\18 0 0 0 7,8 5,2 64,4abI \19 0 0 0 8 4,4 66,5ab1\20 0 0 0 6,8 4,8 56,2ab1\21 0 0 0 7,3 3,2 57,3ab1\22 0 0 0 5,6 4,4 61,5ab1\23 0 0 0 5,8 4,4 60,2ab1\24 0 0 0 6,30 4,40 61,30ab1\25 0 0 0 6,60 1 61

100

Kupfer

Pr.Nr. A B C D E G

ab111 0,8 ° 0,09 29,70 7,80 18ab112 0,02 ° 0,14 27,50 6,90 17abl/3 0,03 ° 0,18 27 5,90 18,60ab1/4 0,05 ° 0,14 28,10 6,40 16abl/5 0,02 ° 0,13 27,50 6,80 17,80abl/6 0,05 ° 0,09 31,90 6 13,80abI 17 0,08 ° 0,09 26,90 6,50 16,80abl/8 0,19 ° 0,16 32,90 7 16,90abl/9 0,06 ° 0,10 30,90 16,10 21,60abl/lO 0,13 ° 0,09 2,30 18,10 23,30abI/lI 0,14 ° 0,09 11,10 12,80 18,40abl/12 0,14 ° 0,56 6,50 12,60 20abl/13 0,10 ° 0,41 9,60 15,60 19,80ab1/14 0,10 ° 0,54 16,80 9,7 19,90abl/15 0,08 ° 0,08 23,50 7,40 14,50abl/16 0,10 ° 0,05 26,10 6,10 13,50abl/17 0,07 ° 0,07 24,50 6,30 13,10abl/18 0,07 ° 0,07 24,40 6,60 14,2abl/19 0,07 ° 0,06 23,50 7,60 16,60abI/2O 0,06 ° 0,05 21,6 8 12,50abl/21 0,07 ° 0,03 23,20 5,70 14,10abl/22 0,0 ° 0,06 19,20 7,60 13,40abl/23 0,08 ° 0,08 20,40 6,60 13abl/24 0,08 ° 0,05 18,10 7,70 13,60ab1125 0,08 ° 0,05 18,60 3 13

Nickel

Pr.Ne. A B C D E G

abl/1 0,13 0,80 1,70 9,80 7,10 15,50abl/2 0,09 1,10 2,20 8,70 7,40 15,30abl/3 0,15 1,50 2,70 8,20 6 17,30abl/4 0,17 1 2,60 8,80 6,40 15,50abl/5 0,17 0,80 1,50 8,90 7,10 16,10ab116 0,19 0,80 2,90 8,90 6 13,9ab117 0,18 1,10 1,40 9,50 6,70 15abl/8 0,30 1,40 1,90 8,10 6,90 15,30abl/9 0,20 1,10 2,80 8,30 7,70 14,90abl/lO 0,45 0,80 3,20 9,10 7 15,10abl/11 0,11 1,20 2,20 7,10 7,20 14,60abl/12 0,17 1,30 4,60 10,10 6,70 15,70abl/13 0,08 1,70 3,80 9,10 8,20 15,40abl/14 0,21 1,60 2,80 8,60 7,30 15,20abl/15 0,97 0,90 2,80 9,80 8 12,30abl/16 0,14 0,60 2,90 9,20 7,80 13,90abl/17 0,85 0,70 3 9 8 12,70abl/18 0,11 0,30 2,80 9,20 8,70 14abl/19 0,13 0,60 3,10 9,10 9,10 15,40abl/20 0,17 0,30 2,30 9 9,50 12,90abl/21 0,08 0,40 2,10 9,20 7,80 14,40abl/22 0,09 0,20 2,90 8,40 9,90 14,30ab1123 1,59 0,60 3 8,30 9,70 14,40abl/24 0,15, 0,10 2,50 9,20 9,90 14,20ab1125 0,15 0,40 2,50 8,90 3,80 14

101

Cadmium

Pr.Nr. A B C D E G

abl/l 17,10 104 209,80 341,50 351,20 262,20abl/2 8,30 120,50 240,90 380,50 306,80 399,30abl/3 6,10 120,60 241,30 336,60 178,40 275abl/4 6,80 110,20 220,50 375,60 250,40 382,90abl/5 8 61,30 122,60 421,90 307,20 824,10abl/6 5,40 123,70 247,30 409,80 230 344abll7 6,10 63,10 126,20 353,70 342,40 479,40abl/8 65,10 100 200,50 275,60 317,60 193,80abl/9 18,30 101,90 203,90 307,30 246,80 202,20abl/l0 27,30 112,10 224,20 465,80 250,40 173,70abl/ll 25,80 113,50 226,90 285,40 154 183,30abl/12 18 179,40 358,90 429,30 260,80 166,50abl/13 11,50 164,60 329,20 378 99,20 196,20abl/14 17,80 119,30 238,70 387,80 216,40 181,30abl/15 10,50 108,90 217,70 385,40 127,20 165,30abl/16 12,20 80 160 392,70 103,20 192,60abl/17 4,10 68,50 136,9 429,20 130 221,20abl/18 1,95 58,70 117,40 402,40 200,80 166abl/19 3,90 65,20 130,40 392,70 160 189,10abl/20 4,40 44,90 89,70 439 126,40 172,30abl/21 3,90 45,30 90,70 429,30 148,40 153,20abl/22 6,30 52 104,10 387,80 119,60 129,90ab1/23 8,30 49,90 99,80 443,90 194,40 123,70abl/24 5,60 32,50 65 395,10 166 149,90abl/25 3,40 49,60 99,20 439 118 135

Blei

Pr.Nr. A B C D E G

abl/l 0,96 18,80 2,80 48 40,40 4,70abl/2 1,01 19 4,40 30,50 32,40 4,30abl/3 0,64 21 3,90 54,40 26,40 4,10abl/4 0,87 34 5,80 51,50 27,60 3,70ab1/5 1,82 35 2,60 47,80 33,60 3,90ab1/6 0,94 30 2,50 55,10 27,20 3,60abll7 0,76 30 3,40 41,50 34,80 3,70ab1/8 0,68 28,90 2 63,40 12 3,80ab1/9 0,40 35 2,40 50,80 30,40 4abl/1O 0,59 32 3,70 50,20 29,60 3,80abl/l1 0,57 35,60 6 61,20 13,20 4abl/12 0,46 25 4 52,70 30,40 3,60abl/13 0,43 21 3,60 48,80 19,20 4abl/14 0,44 17 2 41,40 20 4ab1/15 0,37 2,90 2 20 37,20 4,10ab1/16 0,29 2,50 2,70 15 30 3,50abl/17 0,31 1,40 2 0,01 34 3,60abl/18 0,32 1,30 1,30 0,01 44 4abl/19 0,30 1,50 1,60 0,01 30 3,70abl/20 0,30 0,50 1,40 0,01 38,80 3,30abl/21 0,24 0,50 0,65 0,01 37,20 5abl/22 0,30 2 0,89 0,01 30,40 3,20abl/23 0,23 1,40 2,40 0,01 25,60 3abl/24 0,26 1,60 3,10 0,01 37,20 3,40abl/25 0,16 1,20 1,40 13 16,40 3,40

102

Kobalt

Pr.Nr. A B C D E

abl/I 0,51 0,77 0,37 2,60 1,68abl/4 0,39 0,62 0,66 2,16 1,13abI 17 ° 0,63 0,63 2,06 0,50abl/8 0,18 0,72 0,74 3,81 1,39ab1/12 ° 0,70 0,40 2,98 0,56abl/15 0,24 0,66 0,28 3,27 0,99abl/18 ° 0,70 0,20 1,26 0,59abl/21 ° 0,77 0,20 1,05 0,64abl/23 ° 0,82 0,25 1,05 1,26abl/25 ° 1,10 0,13 1,68 0,47

Vanadium

Pr.Nr. A B C D E

abl/l ° 0,56 5,12 20 3,70abl/4 ° 0,74 6,80 16,80 2,83abl/7 ° 0,64 6,10 16,60 3,08abl/8 ° 0,59 5,61 10,70 4,04abl/12 ° 0,88 7,80 20,50 2,96abl/15 ° 0,57 5,61 11,70 3,72ab1/18 ° 0,54 4,88 17,30 2,96ab1/21 ° 0,58 5,36 17,50 2,68abl/23 ° 0,53 5,30 14,88 3,16abl/25 ° 0,55 5,60 17,80 2,32

Strontium

Pr.Nr. A B C D E

abl/l 26,60 5,26 6,77 4,58 4abl/4 27,70 5,75 7,81 4,66 4abll7 34,50 6,40 9,94 2,42 3,20abl/8 31,90 5,23 7,41 1,05 3,90abl/12 31,10 4,80 10,17 3,87 2,38ab1/15 24,90 4,15 7,14 3,70 6,16abl/18 27,90 4,80 7,18 8,01 2,62abl/21 29,20 4,91 7,93 7,70 2,06abl/23 25,68 4,44 7,45 7,68 2,93ab1/25 29 4,96 7,46 8,54 1,50

Barium

Pr.Nr. A B C D E

ab1/1 11,20 0,66 8,95 11,10 3,60abl/4 12,20 1,04 10,39 9,48 4abll7 9,76 0,56 11,20 9,70 3,50abl/8 15,11 0,62 8,41 6,74 4abl/12 13,66 0,30 9,76 12,19 2,90ab1/15 10,38 0,32 6,30 30,49 6,16abl/18 8,84 0,39 6,30 36,98 4abl/21 8,38 0,29 6,15 37,10 3,31abl/23 8,03 0,26 5,58 36,80 3,83abl/25 7,12 0,22 5,52 40,92 1,49

103

Beryllium

Pr.Nr. A B C D E

abl/l ° ° 0,04 0,33 0,02abl/4 ° ° 0,08 0,26 °abll7 ° ° 0,01 0,41 0,02abl/8 ° ° 0,05 0,67 °abl/12 ° ° 0,27 0,32 0,01abl/15 ° ° 0,19 0,24 °abl/18 ° ° 0,15 0,21 0,01abl/21 ° 0,12 0,23 0,02 0,12abl/23 ° ° 0,20 0,14 0,02abl/25 ° ° 0,11 0,18 °Scandium

Pr.Nr. A B C D E

abl/1 ° ° ° 2,26 0,43ab 114 ° ° ° 2,01 0,27abll7 ° ° ° 2,02 0,39ab118 ° ° ° 2,63 0,34abl/12 ° ° ° 2,41 0,31ab1l15 ° ° ° 1,76 0,23ab1l18 ° ° ° 2,13 0,33ab1121 ° ° ° 1,96 0,32abi 123 ° ° ° 1,80 0,37abl/25 ° ° ° 2,26 0,12

Yttrium

Pr.Nr. A B C D E

abl/l 0,08 ° 0,03 10,50 5,11abl/4 0,83 ° 0,09 10,55 3,47abll7 0,08 ° ° 7,59 3,70ab118 ° 0 0,17 8,64 3,86ab1l12 ° ° 1,07 11,20 2,78abl/15 0 0 0,44 8,59 1,53ab1l18 0 0 0,24 11,57 1,99ab121 0 0 0,17 12,93 1,63

.~

ab1123 0 0 0,85 11,46 1,83abI 125 0 0 0,29 13,19 0,49

Lanthan

Pr.Nr. A B C D E

abl/1 0 ° ° 10,76 10,95ab114 0 0 ° 11,91 7,09abI 17 0 ° ° 2,48 8,08abl/8 0 0 0,29 8,80 8,40ab1l12 0 0 1,41 12,58 6,20ab1l15 0 0 0,85 7,96 3,83ab1l18 ° 0 0,40 13,08 3,55ab1121 ° ° 0,31 12,83 2,98ab1123 0 ° 0,98 12,77 2,75ab1125 0 ° 0,44 15,31 1,96

104

Lithium

Pr.Nr. A B C D E

abl/l 0,24 0,20 ° 7,22 2,12abl/4 0,38 0,49 0,38 5,99 2,54abl/7 0,31 ° ° 4,90 1,92abl/8 0,55 ° 0,25 2,02 2,20abl/I2 0,26 ° 0,45 7,51 1,43abl/15 0,87 ° 0,60 4,72 2,63abl/18 ° ° 0,32 5,43 1,64abl/2I 0,32 ° ° 4,95 1,85abl/23 ° ° 0,48 3,95 2,60abI125 0,42 ° 0,74 4,94 1,34

105

Sedimentkern AB2 (Arkonabeckell)Wassertiefe: 46 m, Kernlänge: 40 cm, geographische Position: 54° 56,1 'N 14° 01,3'E

Pr.Nr. Tiefe CaCo3 Corg

ab2/1 0-1 1,40 8,08

ab2/2 1-2 1,40 7ab2/3 2-3 1,30 6,44

ab2/4 2-4 2 6,50

ab2/5 4-5 2,20 6,89

ab2/6 5-6 2 6,60

ab217 6-7 2 6,51

ab2/8 7-8 1,80 5ab2/9 8-9 1,60 4,56

ab2/10 9-10 1,50 4

ab2/11 10-12 1,25 4,05

ab2/12 12-14 1,40 4,10

ab2/13 14-16 1,50 4,07ab2/14 16-18 1,40 4,20

ab2/15 18-20 1,30 4,29ab2/16 20-22 1,20 4ab2/17 22-24 1,10 3,69

ab2/18 24-26 1,10 3,50ab2/19 26-28 1,10 3,29ab2/20 28-30 1 3,20

ab2/21 30-32 1 3,23

ab2/22 32-34 1 3,50

ab2/23 34-36 0,90 3,74

ab2/24 36-38 1 3,80ab2/25 38-40 1,10 3,87

Percentilmaße (P < %)

Pr.Nr. PlO P50 P90

ab2/1 3,3 7,8 18,5ab2/2 3,7 11,4 35,0

ab2/3 3,9 10,2 26,5

ab2/4 4,1 13,7 45,5ab2/5 3,7 11,4 35,0

ab2/6 3,9 13,1 43,6

ab217 3,5 11,1 35,2ab2/8 3,3 9,4 26,7ab2/9 3,9 13,1 43,6ab2/1O 4,1 15,1 54,0ab2/11 3,4 13,5 52,5ab2/12 3,9 15,5 59,4ab2/13 3,4 13,5 52,3ab2/14 3,6 13,1 47,3ab2/15 4,1 16,1 61,5ab2/16 4,0 15,1 55,2ab2/17 3,9 14,1 50,5ab2/18 4,3 16,5 61,4ab2/19 4,5 15,9 54,9ab2/20 4,3 12,2 34,5ab2/21 4,6 16,6 58,8ab2/22 4,2 16,6 63,2ab2/23 4,5 16,5 61,8ab2/24 4,3 17,5 62,9ab2/25 4,6 16,6 58,7

106

Porenwasserclaten

Pr.Nr. N03 NH4 N-ges P04 P-ges Si04

ab2/1 0,80 10,51 27,97 0,904 1,517 5,83ab2/2 1,15 9,43 19,10 0,33 0,482 5,23ab2/3 0,90 10,92 18,52 1,102 1,412 5,67ab2/4 0,91 2,32 21,10 2,07 2,307 1,56ab2/5 0,54 10,05 26,79 1,772 2,601 12,87ab2/6 0,54 9,85 18,60 1,633 2,18 8,37ab217 0,40 10,51 21,45 2,255 2,75 14,66ab2/8 0,24 10,05 19,30 0,218 0,817 6,8ab2/9 0,04 10,75 19,23 1,431 1,774 13,21ab2/1O 0,04 11,33 22,40 1,448 2,032 9,46ab2/11 0,01 6,54 12,25 1,521 1,954 13,28ab2/12 0,01 13,48 22,60 1,543 2,107 9,55ab2/13 0,01 12,15 19,33 1,028 1,592 12,99ab2/14 0,01 5,02 11,90 0,249 0,582 7,48ab2/15 0,01 10,68 18,65 0,833 1,62 12,21ab2/16 0,01 14,68 22,30 1,27 1,712 6,50ab2/17 0,01 12,86 24,78 0,975 3,614 13,57ab2/18 0,01 13,05 23,30 0,904 1,562 7,20ab2/19 0,01 14,76 41,07 1,725 2,37 14,22ab2/20 0,01 14 22,70 0,743 1,242 3,23ab2/21 0,01 15,95 44,05 1,524 2,39 12,54ab2/22 0,01 14,70 23,10 0,744 1,36 6,8ab2/23 0,01 16,91 33,14 0,94 1,762 11,85ab2/24 0,01 15,10 24,40 0,851 1,622 7,6ab2/25 0,01 17,14 33,47 0,951 1,648 12,64

Pr.Nr. Al Fe Mn Zn Cu Ni

ab2/1 0,421 0,893 0,032 0,81 0,92 15,7ab2/2 0,109 2,90 0,79 18,91 0,69 4,5ab2/3 1,213 2,28 0,41 17,6 1,68 4,3ab2/4 0,319 0,69 0,261 8,4 1,93 2,2ab2/5 0,584 0,54 0,23 14,8 1,55 3ab2/6 0,20 0,36 0,18 21,8 1,30 2,4ab217 0,583 0,36 0,19 12 0,73 1,9ab2/8 0,065 0,15 0,21 28 1,47 3,4ab2/9 0,835 0,41 0,21 17,1 1,37 3,5ab2/1O 0,264 0,36 0,15 27,4 1,34 1,6ab2/11 0,419 0,44 0,20 14,1 1,05 4ab2/12 0,267 0,48 0,14 22,2 1,05 1,6ab2/13 0,250 0,25 0,18 8,31 0,33 6,2ab2/14 0,08 0,12 0,16 28,1 1,24 3,6ab2/15 0,098 0,12 0,18 23,51 0,36 5,3ab2/16 0,212 0,34 0,14 21,9 0,88 0,1ab2/17 0,022 0,14 0,23 22,6 0,55 3,2ab2/18 0,177 0,26 0,18 25,2 0,61 °ab2/19 0,015 0,16 0,24 28,9 0,93 3,6ab2/20 0,159 0,16 0,16 31,9 1,09 1,8ab2/21 0,138 0,08 0,22 29,5 0,19 2,3ab2/22 0,219 0,12 0,12 22,3 0,45 °ab2123 0,084 0,06 0,16 26,8 0,28 °ab2/24 0,172 0,19 0,12 32,8 0,76 °ab2/25 0,102 0,05 0,161 31,8 1,20 0,9

107

Gesamtkonzentration in der Festphase

Pr.Nr. Zn Ni Co Mn Ti V

ab2/1 218,10 52,96 16 385,3 3320 91,23ab2/2 231,70 55,31 12,87 322,2 3679 98,48ab2/3 217,30 54,62 15,57 292,7 3660 95,20ab2/4 233,80 47,12 14,01 307,7 3577 94,78ab2/5 236,20 49,96 12,92 291,6 3465 93,26ab2/6 216,40 50,95 13,13 305,2 3421 93,24ab217 210,2 58,76 14,87 318,3 3387 87,59ab2/8 205,7 47,26 12,69 358,7 3430 86,52ab2/9 207,4 50,95 12,29 332,2 3418 86,10ab2/10 209,50 58,16 13,75 336 3381 88,01ab2/11 150,70 51,26 11,46 298,5 3223 74,31ab2/12 190 53,70 12,30 398,4 3962 98,18ab2/13 137,40 55,85 9,06 307,1 3229 75,86ab2114 111,40 47,65 9,47 307,6 3053 74,21ab2/15 77,47 38,50 12,63 287,5 2920 66,59ab2/16 95,19 35,31 10,10 293,2 3012 68,27ab2/17 87,57 42,45 8,78 284,1 3047 68,46ab2/18 64,23 17,84 9 286,9 3086 61,34ab2/19 71,72 44,70 7,47 286,9 2894 66,42ab2/20 68,35 18,32 11,67 289,3 2994 65,45ab2/21 71,31 42,42 7,10 286,6 2862 61,91ab2/22 57,16 39,42 7,78 298,7 2780 65,35ab2/23 68,71 13,98 8,72 303,6 2904 64,86ab2/24 67,96 42,58 7,84 304,5 2927 62,90ab2/25 66,81 38,89 7,88 298,4 3082 66,15

Pr.Nr. Be Sc Y La Cu Sr

ab2/1 3,317 10,31 30,03 45,45 55,10 131,8ab2/2 3,407 11,30 30,88 45,04 54,80 136,5ab2/3 3,632 10,69 30,77 43,48 55,01 130ab2/4 3,426 11,43 31,61 43,34 54,48 125,4ab2/5 3,455 10,43 30,61 43,76 54,61 130,9ab2/6, 3,400 10,49 30,23 40,84 49,10 138,3ab217 3,407 10,47 30,17 39,77 50,53 125,9ab2/8 3,445 10,53 29,55 38,18 50,20 137,1ab2/9 3,332 10,50 27,71 37,87 43,47 132ab2/10 3,604 10,99 29,61 41,69 50,56 135,8ab2/11 2,934 9,25 26,87 35,59 38,49 127ab2/12 3,895 12,07 34,17 45,16 44,74 149,5ab2/13 3,055 9,27 26,81 38,74 35,88 127,5ab2/14 3,084 9,64 26,42 34,45 36,40 125,5ab2/15 2,918 8,18 23,46 29,48 23,82 128,9ab2/16 3,021 8,64 24,66 32,64 28,85 124,93ab2/17 2,938 8,81 24,99 29,76 28,50 122,7ab2/18 2,960 8,33 24,86 32,02 23,68 125,1ab2119 2,746 8,42 23,10 30,68 27,20 121,7ab2/20 2,971 8,47 24,72 30,24 30,50 130,3ab2/21 2,787 8,52 24,12 29,11 22,60 122,9ab2/22 2,916 8,35 22,92 30,41 27,70 126ab2123 2,816 8,39 24,79 30,96 21,17 125,74ab2/24 2,848 8,55 22,93 30,12 28,30 126,34ab2/25 3,068 8,64 25,51 31,24 20,32 130,6

108

Pr.Nr. Ba Li P S Pb Fe-ges

ab2/1 418 32,84 1762 6076 102,6 4,86ab212 441 37,96 1384 8723 116,7 4,86ab2/3 424,7 36,37 1297 9597 103,1 4,86ab2/4 395,9 33,78 1065 9681 117,3 4,81ab2/5 428,2 35,34 1002 10321 114,2 4,81ab2/6 417,2 34,95 1032 12196 115,8 4,81ab217 408,4 35,54 987 12437 98,3 4,97ab2/8 424,1 37,49 1038 12808 101,1 4,89ab2/9 412 34,22 1034 10738 93 4,72ab2/10 413,6 32,98 1052 10759 92,6 4,61ab2/11 426,7 24,81 896,8 9914 78,9 4,19ab2/12 501,4 34,43 1104 13627 96,3 5,39ab2/13 406 28,19 846,6 10377 72,6 4,05ab2/14 419,7 27,23 856,1 9981 59,7 3,41ab2/15 416,8 25,28 774 9294 25,1 3,66ab2/16 394,3 27,21 820,6 9648 47,6 3,89ab2/17 421,4 23,58 809,7 9515 39,9 3,75ab2/18 406,1 26,13 786,3 10333 28,9 3,53ab2/19 400,3 23,20 749,3 9766 32,6 3,75ab2120 409,9 25,71 767,5 9714 24,2 3,72ab2121 400,4 20,34 745,1 8495 0,5 3,25ab2/22 404,5 22,87 766,1 8974 19,6 3,47ab2/23 426,2 23,41 767,7 9069 20,2 3,61ab2124 407,7 23,19 824,4 9672 16,4 3,05ab2/25 425,2 24,65 849,3 9111 16,7 3,11

Konzentration in der Festphase nach sequentieller Extraktion

Aluminium

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 17,10 63,40 139,70 2983 864 63552ab2\2 7,30 56,80 360,90 3024 880 77561ab2\3 21,90 73,20 192,20 3978 628 65822ab2\4 11,20 109,80 325,10 2321 1871 70543ab2\5 19,50 65,80 188,30 4061 732 69667ab2\6 15,40 99,80 359,50 2044 187 66653ab2\7 7,30 58,50 256,60 3973 776 66267ab2\8 9,80 80 185,10 3463 900 75256ab2\9 12,20 70,70 172,70 4034 600 64068ab2\10 12,40 85,10 326,30 2096 1940 69646ab2\11 9,70 63,40 261 3566 664 70293ab2\12 16,10 65,10 275,10 2129 1826 65550ab2\13 7,30 48,80 202,40 3546 644 55029ab2\14 6,60 57,60 260,70 2536 676 56520ab2\15 14,60 46,30 329,30 3395 492 54852ab2\16 10,70 61 369,80 1859 1636 54725ab2\17 12,20 46,30 243,9 2798 500 52129ab2\18 19,30 61,20 596,10 1512 1309 49814ab2\19 14,60 46,30 329,30 2595 412 53869ab2\20 3,40 85,20 400,50 2609 828 55141ab2\21 14,60 46,30 250,20 2607 216 43316ab2\22 16,30 33,90 451,90 1291 1487 53616ab2\23 12,20 41,50 246,60 2422 200 51339ab2\24 10,70 47,80 504,60 1441 143 55500ab2\25 12,20 43,90 312,70 2617 612 63609

109

Eisen

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 36,80 650 2305 6612 3212 22526ab2\2 65,80 480 1815 6324 2864 19003ab2\3 24,10 704 1856 7068 3840 21301ab2\4 11,50 1005 2007 6980 5900 24129ab2\5 16,30 628 1724 6637 4116 23700ab2\6 10,70 1615 1605 6541 4764 23833ab2\7 5,60 874 2263 6646 3671 21525ab2\8 7,80 905 1702 6719 4420 17124ab2\9 13,20 1013 2056 6651 4396 20770ab2\10 16,30 1217 1810 6577 5472 21157ab2\11 10,20 604 2036 5812 5276 26014ab2\12 21 729 1737 5700 6624 24814ab2\13 7,10 443 1649 5654 5676 18970ab2\14 2,80 371 1180 5229 3556 24129ab2\15 10,50 274 1580 5202 4684 18987ab2\16 7,30 271 1522 5244 6612 18946ab2\17 10,20 70 963 4336 5096 17924ab2\18 4,10 100 1285 4785 5808 15714ab2\19 8,30 32 780 4119 4580 16857ab2\20 4 25 734 3198 5620 21157ab2\21 7,60 35 734 2593 1905 11922ab2\22 15,10 56 893 1483 5688 16627ab2\23 5,10 25 622 1693 1636 14797ab2\24 5,80 46 1132 1698 5698 17579ab2\25 5,60 25 678 2805 5116 19761

Mangan

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 25,10 56,30 34,90 51,90 34,40 160,30ab2\2 9,50 11 15,60 40 32 168,90ab2\3 7,30 13,90 12,40 55,60 35,60 179,80ab2\4 7,80 10,50 12,20 41,70 58,80 190,40ab2\5 8,30 11,50 10,50 50,20 46,80 183,70ab2\6 9,30 11,90 11,70 48,30 45,20 174,30ab2\7 9 15,80 11,90 52,90 70 172,20ab2\8 11,20 12,40 11,90 43,20 66 168,60ab2\9 11,70 18,50 11,20 53,60 64,80 169,50ab2\10 9,30 11,90 13,40 44,70 67,60 182,90ab2\11 8,30 13,20 11,20 49,50 62,80 205ab2\12 6,80 10,50 11,50 47 63,60 181,10ab2\13 8 8,80 2,40 49,50 65,20 150ab2\14 6,10 7,60 9,30 31,90 47,60 164,30ab2\15 7,60 7,80 13,90 50,20 48,80 152,20ab2\16 6,30 9,80 12,90 43,30 63,20 153,80ab2\17 7,60 6,30 12,70 41,90 54,80 150,90ab2\18 5,40 9,30 13,60 36,80 50,80 134,20ab2\19 7,10 6,60 13,60 38,50 47,20 141ab2\20 7,60 9,30 12,90 34,60 68 158,50ab2\21 8,30 8,80 13,90 36,80 64 120,70ab2\22 4,90 10,20 12,20 34,60 62,40 143,50ab2\23 7,30 7,10 13,60 36,60 61,20 149,40ab2\24 4,90 12,20 14,10 30,80 62,40 154,90ab2\25 6,60 7,30 14,40 31,70 68 169,30

110

Zink

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 2,27 54,60 30,20 40,50 19,40 55,40ab2\2 1,85 59,50 38 37,30 16,50 53,20ab2\3 1,13 89 36,30 52,90 19,90 52ab2\4 0,54 64,90 35,10 46,60 20 58,50ab2\5 0,39 93,60 37,30 53,90 16,10 58,70ab2\6 0,52 69 33,40 41,50 19,70 46ab2\7 1,50 97,60 38,30 49,30 18,30 47,70ab2\8 0,60 73,90 38,50 44,90 18,60 42,70ab2\9 0,12 91,20 33,40 47,10 12,80 37,50ab2\10 4,60 64,60 34,90 41,20 20,50 56,80ab2\11 0 78,30 32,90 42,70 12,90 60,10ab2\12 0,33 49,50 26,30 41 18 51,70ab2\13 0 42,40 28 41,50 11,20 33,10ab2\14 0 34,90 19,30 47,10 18,40 47,20ab2\15 0 36,10 31,50 39,30 8,90 31,60ab2\16 0,73 24,40 21 35,30 14,20 38,30ab2\17 0 18 21,50 31,70 10,40 27,30ab2\18 0,19 12,19 15,40 32,20 11,90 26,70ab2\19 0 5,92 17,30 27,60 13,30 30,90ab2\20 0 6,58 12,70 22,90 13,60 44,50ab2\21 0 4,91 14,30 23,40 6,60 17ab2\22 0 6,15 10,20 19,50 10,40 29,10ab2\23 0 2,85 11,40 23,70 6,10 24,20ab2\24 1,24 7,93 10,70 21,70 9,60 29,50ab2\25 0 2,52 12,20 24,60 10,30 34,30

Chrom

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 0 0,73 ° 11,20 4 62,60ab2\2 0 0,84 0 14,40 6 64,40abZ\3 0 0,97 0 14,60 3,20 58,20ab2\4 0 0,97 ° 10,70 8 66,20ab2\5 0 0,97 ° 13,20 3,60 66,70ab2\6 0 0,97 ° 9,3 8 66,70ab2\7 0 0,97 0 11,90 4 58,40ab2\8 0 0,85 ° 13,20 5,60 58ab2\9 0 0,73 0 10,20 2,40 56,4abZ\10 0 0,97 0,24 8,50 8 68ab2\11 0 0,73 0 9 3,20 67,60ab2\12 0 0,73 0 8,3 6,80 66,20abZ\13 0 0,49 0 10 3,20 53,10ab2\14 0 0,86 0 9,50 4,40 59,20ab2\15 0 0,49 0 10,20 2 51,20ab2\16 0 0,73 0 6,60 6,40 50,30ab2\17 0 0,24 0 6,10 2,40 48,50ab2\18 0 0,49 0 4,40 4,40 40,40abZ\19 0 0,24 0 5,60 2 47,10abZ\20 0 0,57 0 8 5,20 41,90ab2\21 0 0,24 0 4,60 0,80 32,50abZ\22 0 0,49 0 3,70 5,20 43,20abZ\23 0 0,0 ° 5,10 0,40 39,80ab2\24 ° 0,24 ° 4,40 5,20 46,80ab2\25 ° 0,24 0 6,10 2,80 52,20

111

Kupfer

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 0,17 0,82 0,19 14,30 8,20 19,20ab2\2 0,020 1,01 0,20 22,90 9,20 19,70ab2\3 0,060 1,10 0,21 21,50 5,80 17,50ab2\4 0,030 0,13 0,05 23,50 11,40 18,10ab2\5 0,030 0,04 0,19 22,10 7,90 21,90ab2\6 0,040 0,97 0,93 17,40 10 17,20ab2\7 0,03 1,73 0,17 24,20 7,40 16,60ab2\8 0,02 0,83 0,11 23,40 8,80 18,70ab2\9 0,022 0,86 0,16 20,90 5,40 16,60ab2\10 0,051 0,86 0,06 17,60 9,80 17ab2\11 0,025 0,64 0,17 21,20 5,40 21ab2\12 0,058 0,39 0,05 17,30 10,30 19ab2\13 0,026 0,27 0,13 17,40 5,80 13,90ab2\14 ° 0,65 0,12 17,10 6,40 18,30ab2\15 0,025 0,02 0,14 18,30 4,20 13,60ab2\16 0,052 0,24 ° 14,20 9,30 13,50ab2\17 0,026 ° 0,12 14,80 3,80 10,10ab2\18 0,059 0,08 0,04 9,80 7 9,60ab2\19 0,027 ° 0,13 11,70 3,60 9,40ab2\20 0,012 0,39 0,09 11 8,80 8,90ab2\21 0,015 ° 0,10 11,60 2,30 7,60ab2\22 0,039 ° ° 2,30 7,20 9,40ab2\23 0,016 ° 0,09 9,30 2,20 8,30ab2\24 0,027 ° 0 7,10 7 13,30ab2\25 0,013 ° 0,10 8,60 3,40 12,30

Nickel

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 0,28 1,40 2,75 8,10 6,20 16,50ab2\2 0,11 1,82 3,59 10,60 7,30 17,50ab2\3 0,21 1,72 2,97 10 4,80 14,50ab2\4 0,05 1,26 3,20 8,90 9,60 15,60ab2\5 0,21 1,58 2,72 9,70 5,70 15,70ab2\6 0,09 1,11 4 6,90 9 16,20ab2\7 0,20 2,26 2,97 9,80 7 15,10ab2\8 0,08 1,75 2,43 11,50 7,90 14,80ab2\9 0,23 1,53 2,48 10 5,20 12,80ab2\10 0,09 0,98 3,47 7,60 9,10 17,70ab2\11 0,35 1,77 3,02 10,20 5,80 18,40ab2\12 0,07 0,80 2,77 7,90 9,80 17,60ab2\13 0,26 1,10 2,43 10,80 6 12,3ab2\14 0,05 1,22 2,01 8,40 5,50 15,50ab2\15 0,31 0,97 2,97 9,50 4,80 12ab2\16 0,02 0,67 3,12 6,60 8,9 12,50ab2\17 0,29 0,59 2,33 9 5,40 10,4ab2\18 ° 0,39 3,79 5,20 7 9,30ab2\19 0,29 0,49 2,47 6,80 4,70 10,40ab2\20 0,04 0,42 3,24 9,30 6,70 16,50ab2\21 0,07 0,54 2,43 6,20 1,90 74,80ab2\22 ° 0,24 3,19 3,90 7,50 9,10ab2\23 0,04 0,45 2,31 5,90 1,60 8,20ab2\24 ° 0,19 3,83 5,30 7,90 9,60ab2\25 0,07 0,48 2,78 6,40 6,80 11,50

112

Cadmium

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 22,7 320 201,7 298,3 176,4 428,4ab2\2 10 307,1 295,6 343,4 179,2 152,5ab2\3 9,5 200 261,2 364,1 238,8 154,1ab2\4 8,8 173,2 281 157,1 141,6 156,7ab2\5 0,20 170 267,8 357,3 102,4 136,7ab2\6 9 169 263,7 212,4 129,2 146,7ab2\7 10 200 285,4 358,8 232 156,8ab2\8 30,5 311,7 280,1 402,7 207,6 173,4ab2\9 ° 200 280,5 348,8 62,8 136ab2\10 14,4 148,8 310,5 166,1 125,2 156,3ab2\11 ° 120,4 284,1 208 72,8 180,2ab2\12 7,1 113,4 284,9 144,6 120 182ab2\13 0,2 140,4 256,3 278,3 220,4 175,8ab2\14 7,1 198 205,4 357,6 111,2 164,7ab2\15 0,2 100,2 275,1 339,3 50 123,6ab2\16 4,4 101,5 226,8 217,8 120,8 139,4ab2\17 0,5 101,5 249,8 173,2 160,8 134,4ab2\18 3,9 49,3 166,6 175,8 99,2 127,3ab2\19 ° 50 179,8 289,5 306,4 124,5ab2\20 10,5 79,5 187,1 332,2 104,8 106,7ab2\21 2,4 50 169,8 227,1 86,4 227,6ab2\22 5,1 31,7 111,7 206,1 78 157,3ab2\23 ° 30 118,5 25,4 93,6 151,9ab2\24 7,8 32,4 134,1 190 77,2 122,5ab2\25 ° 20 143,2 20,2 146,8 164,1

Blei

Pr.Nr. A B C D E G

ab2\1 1 17,5 25,8 29 29,2 4,4ab2\2 1,26 20,7 67,6 18,2 7,2 2,2ab2\3 1,87 49,5 34 13,1 15 4,8ab2\4 1,66 53,7 33,5 15,1 13,2 4,2ab2\5 1,54 56,5 17,5 11,7 15,9 4,8ab2\6 0,95 52,2 41,1 15,1 9,2 3,8ab2\7 0,8 45,6 37,6 13,8 16,4 4,1ab2\8 0,69 42,7 33,9 15,7 8,6 4,4ab2\9 0,58 48,5 19 21,5 18 3,6ab2\10 0,94 47,1 37,2 9,8 11,2 4,6ab2\11 0,66 53 36 12,8 11,2 4,4ab2\12 0,99 36,3 26,1 15,8 8,4 3,5ab2\13 0,76 23,4 24,4 11,8 9,2 2,9ab2\14 0,62 7,4 33,9 17,6 4,8 2,3ab2\15 0,74 22,8 2,81 18 3,6 3ab2\16 0,79 2,4 4,1 14,9 4,8 2,8ab2\17 1,02 8,6 2,7 13,4 5,3 2,9ab2\18 0,41 1,5 4,1 9 3,6 2,7ab2\19 0,41 4 1,7 9,1 2,6 3,1ab2\20 0,31 2,9 2,7 9 3,6 2,2ab2\21 0,35 5,4 1,4 10 1,94 2,8ab2\22 0,28 1,1 1,4 6,1 3,2 3,7ab2\23 0,2 2 1,3 11,2 2,34 2,9ab2\24 0,2 1,1 1,16 7,1 3,2 2,9ab2\25 0,2 1,4 1,05 10 2,2 3,2

113

Vanadium

Pr.Nr. A B C D E

ab2/1 0 0,06 6,82 16,71 4,44ab2/2 0 0,08 7,93 24,5 2,52ab2/5 0 0,08 7,95 26,6 3,48ab2/7 0 0 7,83 26,8 3,88ab2/11 0 0,08 6,44 21,66 3ab2/13 0 0,06 6,29 18,10 3,4ab2/17 0,06 0,09 4,41 16,17 3,08ab2/19 0,06 0,05 4,02 17,37 2,72ab2/23 0,06 0,09 3,78 16,50 1,08ab2/25 0,06 0,07 3,24 14,05 3,44

Strontium

Pr.Nr. A B C D E

ab2/1 29,8 2,7 5,6 3,4 3,3ab2/3 34,5 3,1 6,8 4 2,9ab2/5 31,7 2,7 6,1 3,~ 3,1ab2/7 32,20 2,7 6,7 4,3 2,4ab2/11 30,40 2,8 6,4 1,8 1,5ab2/13 30,10 2,4 6 1,30 2ab2/17 21,8 2,4 5,6 1,4 1,3ab2/19 21,70 2,70 5 1,20 1ab2/23 23,50 2,40 4,70 0,90 0,6ab2/25 23,40 2,50 4,60 0,80 1

Barium

Pr.Nr. A B C D E

ab2/1 12,60 3,40 13,50 1,96 7ab2/3 16,32 4,50 15 18,50 5,10ab2/5 15,50 3,80 12,70 15,30 5,90ab2/7 15,30 0,39 12,90 17,30 6ab2/11 13,30 0,31 9,30 11,40 4,20ab2/13 12 0,22 9 11,70 4,40ab2/17 8,40 0,17 6,30 9,50 3,60ab2/19 6,20 0,12 5,60 8,50 3,30ab2/23 5,50 0,10 4,60 6,80 2,80ab2/25 5,40 0,10 4,60 7,30 3,60

Yttrium

Pr.Nr. A B C D E

ab2/1 0 0,29 0,27 8,73 6,04ab2/3 0 0,46 0,37 10,85 3,28ab2/5 0 0,49 0,32 9,68 4,96ab217 0 0,46 0,39 12,22 4,76ab2/11 0 0,44 0,41 10,29 3ab2/13 0 0,39 0,37 8,56 3,80ab2/17 0 0 0,49 9,51 2,72ab2/19 0 0 0,58 10,76 1,40ab2/23 0 0 0,41 10,98 0,72ab2/25 0 0 0,51 10,49 0,80

114

Lanthan

Pr.Nr. A B C D E

ab2/1 ° ° 0,39 11,56 12,6ab2/3 ° 0,46 0,44 12,07 7,28ab2/5 ° 0,29 0,44 10,46 9,68ab2/7 ° ° 0,71 13,41 9,56ab2/11 ° 0,78 ° 11,32 5,84ab2/13 ° 0,58 0,46 9,15 7,40ab2/17 ° 0,63 0,27 10 3,72ab2/19 ° 0,66 0,88 11,95 2,32ab2/23 ° ° 0,49 11,34 1,48ab2125 ° ° 0,71 11,78 1,36

Titan

Pr.Nr. A B C D E

ab2/1 0,90 0,37 0,54 106,7 176ab2/3 0,71 0,49 0,8 151,2 112,7ab2/5 0,73 0,37 1,07 147,9 125ab2/7 0,24 ° 0,98 180,2 94,6ab2/11 1,34 ° 1,15 142,6 77,8ab2/13 0,54 0,37 1,22 147,3 107,8ab2/17 0,34 0,32 0,93 140,3 57,5ab2/19 0,46 ° 1,37 152 38,2ab2/23 ° 0,46 0,68 141 52,6ab2/25 0,10 0,61 0,76 127,3 87,5

Angaben in in der Festphase in mg/kg; Eisen in % ; Cadmium in jlglkg

Angaben im Porenwasser in mg/I; Zink, Kupfer und Nickel in jlg/I

Pr.Nr. - Probenummer

A - adsorptiv gebunden

B - karbonatisch gebunden

C - leicht reduzierbar

D - mäßig reduzierbar

E - oxidierbar

G - Residualbindung

115

Danksagung

Die vorliegende Arbeit wurde im Zeitraum von 1988-1992 als Dissertation angefer­

tigt. Am Zentralinstitut für Physik der Erde der Akademie der Wissenschaften der

DDR in Potsdam, wo ich die Arbeit begann, haben Prof. Bankwitz und Dr. Schwab

durch stete Ermunterung ihren FOltgang begleitet. Dafür bin ich ihnen dankbar.

Die konzeptionelle Arbeit und die experimentellen Untersuchungen erfolgten am

Institut für Meereskunde Warnemünde und dem Zentralinstitut für Physik der Erde

Potsdam der ehemaligen Akademie der Wissenschaften der DDR. Durch die poli­

tischen Ereignisse der Jahre 1989 und 1990, in dessen Folge die Akademie aufgelöst

wurde, war ein Abschluß der Dissertation an der genannten Einrichtung nicht mehr

möglich. Für die dort angetroffene großzügige und hilfreiche Unterstützung möchte

ich mich herzlich bei Prof. Dr. BfÜgmann, Frau Erika Hennings, die die AAS-Ana­

lysen durchführte, und allen Kollegen der Abteilung Meeresgrund bedanken.

Im Zeiraum von 1988 bis 1992 hat sich, wie für alle ehemaligen "DDR-Bürger", in

meinem persönlichen Umfeld viel verändert. Die Auflösung des Instituts für Physik

der Erde in dieser Phase hat mich mehr als einmal am Sinn.und der Möglichkeit einer

Fortführung der Arbeit zweifeln lassen. Für die fachlichen Diskussionen und die

moralische Unterstützung, die mir geholfen haben die Dissertation fortzusetzen und

fertigzustellen, bedanke ich mich bei Prof. Schulz und Michael Kersten herzlich.

Für die Durchführung des Promotionsverfahrens und die Herausgabe der vorliegenden

Dissertation in dieser Schriftenreihe sei an dieser Stelle dem Fachbereich Geowissen­

schaften der Universität Bremen herzlich gedankt. Eine kritische Durchsicht des

Manuskripts erfolgte durch Prof. Schulz (Bremen), Prof. Fütterer (Bremerhaven) und

Prof. BfÜgmann (Warnemünde).

Bei meinen Freunden Dietrich Stromeyer, Volkmar Damm und Hartwig Hahn be­

danke ich mich für die tatkräftige Hilfe bei der Fertigstellung der Arbeit.

Bei meinen Kindern möchte ich mich für ihr Verständnis bedanken.

In dieser Reihe bereits erschienen:

Nr. 1 Wefer, G., E. Suess und Fahrtteilnehmer

Bericht über die POLARSTERN-Fahrt ANT IV/2, Rio de Janeiro - Punta Arenas,

6.11. -1.12.1985.

60 Seiten, Bremen, 1986.

Nr.2 Hoffrrumn,G.

Holozänstratigraphie und Küstenlinienverlagerung an der andalusischen

Mittelmeerküste.

173 Seiten, Bremen, 1988.

Nr.3 Wefer, G., U. Bleil, P.J. Müller, H.D. Schulz, W.H. Berger, U. Brathauer, L. Brück,

A. Dahmke, K. Dehning, M.L. Duarte-Morais, F. Fürsich, S. Hinrichs, K. Klockgeter,

A. Kölling, C. Kothe, J.F. Makaya, H. Oberhänsli, W. Oschmann, J. Posny, F. Rostek,

H. Schmidt, R. Schneider, M. Segl, M. Sobiesiak, T. Soltwedel, V. Spieß

Bericht über die METEOR-Fahrt M 6/6, Libreville - Las Palmas, 18.2. - 23.3.1988.

97 Seiten, Bremen, 1988.

Nr.4 Wefer, G., G.F. Lutze, T.J. Müller, O. Pfannkuche, W. Schenke, G. Siedler, W. Zenk

Kurzbericht über die METEOR-Expedition Nr. 6, Hamburg - Hamburg,

28.10.1987 - 19.5.1988.

29 Seiten, Bremen, 1988.

Nr. 5 Fischer, G.

Stabile Kohlenstoff-Isotope in partikulärer organischer Substanz aus dem

Südpolarmeer (Atlantischer Sektor).

161 Seiten, Bremen, 1989.

Nr.6 Berger, W.H. und G. Wefer

Partikelfluß und Kohlenstoffkreislauf im Ozean.

Bericht und Kurzfassungen über den Workshop vom 3.-4. Juli 1989 in Bremen.

57 Seiten, Bremen, 1989.

Nr.7

Nr. 8

Nr.9

Nr. 10

Nr. 11

Nr.12

Nr.13

Wefer, G., U. Bleil, H.D. Schulz, W.H. Berger, T. Bickelt, L. BfÜCk, U. Claussen,

A. Dahmke, K. Deh..'üng, Y.H. Djigo, S. Hinrichs, C. Kothe, M. Krämer, A. Lücke,

S. Matthias, G. Meinecke, H. Oberhänsli, J. Pätzold, U. Pflaumanll, U. Probst,

A. Reimarm, F. Rüstek, H. Schmidt, R. Schneider, T. Soltwedel, V. Spieß

Bericht über die METEOR - Fahrt M 9/4, Dakar - Santa Cruz, 19.2. - 16.3.1989.

103 Seiten, Bremen, 1989.

Kölling, M.

ModeHierung geochemischer Prozesse im Sickerwasser und Grundwasser.

135 Seiten, Bremen, 1990.

Heinze, P.-M.

Das Auftriebsgeschehen vor Peru im Spätquartär.

204 Seiten, Bremen, 1990.

Willems, H., G. Wefer, M. Rinski, B. Donner, H.-J. Bellmann, L. Eißmann,

A. Müller, B.W. Flemming, H.··C. Höfle, 1. Merkt, H. Streif, G. Hertweck,

H. Kuntze, J. Schwaar, W. Schäfer, M.-G. Schulz, F. Grube, B. Menke

Beiträge zur Geologie und Paläontologie NorddeutscWands: Exkursionsführer.

202 Seiten, Bremen, 1990.

Wefer, G., N. Andersen, U. Bleil, M. Breitzke, K. Dehning, G. Fischer, C. Kothe,

G. Meinecke, P.J. Müller, F. Rostek, J. Sagemann, M. Scholz, M. Segl, W. Thiessen

Bericht über die METEOR-Fahrt M 12/1, Kapstadt - Funchal, 13.3.1990 - 14.4.1990.

66 Seiten, Bremen, 1990.

Dahmke, A., R.D. Schuh, A. Kölling, F. Kracht, A. Lücke

SchwermetaHspuren und geochemische Gleichgewichte zwischen Porenlösung und

Sediment im WesermündungsgebieL

BMFT-Projekt MFU 0562, AbscWußbericht.

Bremen, Febn1ar 1991.

Rostek, F.

Physikalische Strukturen von Tiefseesedimenten des Südatlantiks und ihre Erfassung in

Echolotregistrierungen.

209 Seiten, Bremen, 1991.

Nr. 14

Nr.15

Nr.16

Nr.17

Nr.18

Nr.19

Baumann, M.

Die Ablagerung von Tschemobyl-Radiocäsium in der NOlWegischen See

und in der Nordsee.

133 Seiten, Bremen, 1991.

Kölling, A.

Frühdiagenetische Prozesse und Stoff-Flüsse in marinen und ästuarinen Sedimenten.

140 Seiten, Bremen, Mai 1991.

SFB 261 (Hrsg.)

1. Kolloquium des Sonderforschungsbereichs 261 der Universität Bremen

(14.Juni 1991): Der Südatlantik im Spätquartär: Rekonstruktion von Stoff­

haushalt und Stromsystemen. Kurzfassungen der Vorträge und Poster.

66 Seiten, Bremen, Juni 1991.

Pätzold, J., T. Bickert, L. Brück, G. Meinecke, S. Mulitza, C. Gaedicke

Bericht und erste Ergebnisse über die METEOR-Fahrt M 15/2,

Rio de Janeiro - Vittoria, 18.1. - 7.2.1991.

Bremen, 1991 (in Vorbereitung).

Wefer, G., N. Andersen, W. Balzer, U. Bleil, L. Brück, D. Burda, A. Dahmke,

B. Donner, T. Felis, G. Fischer, H. Gerlach, L. Gerullis, M. Hauf, R. Henning,

S. Kemle, C. Kothe, R. Melyooni, F. Pototzki, H. Rode, J. Sagemann, M. ScWüter,

M. Scholz, V. Spieß, U. Treppke

Bericht und erste Ergebnisse über die METEOR-Fahrt M 16/1,

Pointe Noire - Recife, 27.3. - 25.4.1991.

120 Seiten, Bremen, 1991.

Schulz, H.D., N. Andersen, M. Breitzke, D. Burda, K. Dehning, V. Diekamp, T. Felis,

H. Gerlach, R. Gumprecht, S. Hinrichs, H. Petermann, F. Pototzki, U. Probst,

H. Rode, J. Sagemann, U. Schinzel, H. Schmidt, R. Schneider, M. Segl, B. Showers,

M. Tegeler, W. Thiessen, U. Treppke

Bericht und erste Ergebnisse über die METEOR-Fahrt M 16/2,

Recife - Belem, 28.4. - 20.5.1991.

149 Seiten, Bremen, 1991.

Nr.20

Nr.21

Nr.22

Nr.23

Nr.24

Nr.25

Befuer, H.

Mechanismen der Sedimentbildung in der Fram-StraHe, im Arktischen Ozean

und in. der Nmwegischen See.

167 1991.

Schneider, R.

SpiitllU1trti~re Produktivitiitsänderungen im östlichen Angola-Becken: Reaktion auf

Variationen im Passat··Monsun-Windsystem und in der Advektion des Benguela­

Küstenstroms.

198 Seiten, Bremen, 1991.

Hebbeln, D.

Spätquartäre Stratigraphie und Paläozeanographie in der Fram-Straße.

174 Seiten, Bremen, 1991.

Lücke, A.

Umsetzungsprozesse organischer Substanz während der FfÜhdiagenese

in ästuarmen Sedimenten.

137 Seiten, Bremen, 1991.

Wefer, G., D. Beese, W.H. Berger, U. Bleil, H. Buschhoff, G. Fischer, M. Kalberer,

S. Kemle von Mücke, B. Kemtopf, C. Kothe, D. Lutter, B. Pioch, F. Pototzki,

V. , U. Rosiak, W. Schmielt, V. Spieß, D. Völker

Bericht und erste Ergebnisse der METEOR-Fahrt M 20/1,

Bremen - Abidjan, 18.11.1991- 22.12.1991.

Bn)IU'en, 1992 Vorbereitung).

,~"".HH<" H.D., D. Beese, M. Breitzke, L. Brück, B. BfÜgger, A. Dahmke, K. Dehning,

V. B. DOill.ler, 1. Ehrhardt, H. Gerlach, M. Giese, R. Glud, R. Gumprecht,

J. Gundersen, R. Henning, H. Petermann, M. Richter, J. Sagemann, W. Schmidt,

R. Schneider, M. Segl, U. Wemer, M. Zabel

Bericht und erste Ergebnisse der METEOR-Fahrt M 20/2,

Abidjan - Dakar, 27.12.1991 - 3.2.1992.

173 Seiten, Bremen, 1992.

Nr.26

Nr. 27

Nr. 28

Nr.29

Nr. 30

Gingeie, F.

Zur klimaabhängigen Bildung biogener und terrigener Sedimente und ihrer

Veränderung durch die Frühdiagenese im zentralen und östlichen Südatlantik.

202 Seiten, Bremen, 1992.

Bickert, T.

Rekonstruktion der spätquartären Bodenwasserzirkulation im östlichen Südatlantik

über stabile Isotope benthischer Foraminiferen.

Bremen, 1992 (in Vorbereitung).

Schmidt, H.

Der Benguela-Strom im Bereich des Walfisch-Rückens im Spätquartär.

Bremen, 1992 (in Vorbereitung).

Meinecke, G.

Spätquartäre Oberflächenwassertemperaturen im östlichen äquatorialen Atlantik.

Bremen, 1992 (in Vorbereitung).

Bathmmill, U., U. BleH, A. Dahmke, P. Müller, A. Nehrkom, E.-M. Nöthig,

M. OIeseh, J. Pätzold, H.D. Schulz, V. Smetacek, V. Spieß, G. Wefer, H. Willems

Bericht des Graduierten Kollegs. Stoff-Flüsse in marinen Geosystemen.

Berichtszeitraum Oktober 1990 - Dezember 1992.

396 Seiten, Bremen, 1992.