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Quecksilber im Neusiedler See

Daniel Pirker

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Chemie

Betreuer*in

Regina Krachler

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DOI

10.25365/thesis.20094

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30496.45522.389269-8

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Quecksilber ist ein in der Umwelt natürlich und ubiquitär vorkommendes Element. Durch die zusätzliche und anhaltende anthropogene Freisetzung von Quecksilber kommt es jedoch in der Umwelt zu einer Erhöhung der Belastung mit diesem Element. In der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union wird Quecksilber daher zum Schutz des Wassers als prioritär aufgelistet. Eine Anreicherung von Quecksilber in der Nahrungskette findet vor allem im aquatischen Milieu in Form des hochtoxischen Methylquecksilbers statt. Erste wenige Proben von Fischen (2005) aus dem Neusiedler See konnten erhöhte Quecksilbergehalte zeigen, weshalb eine genauere Untersuchung dieses Ökosystems von großem Interesse war. Im Zeitraum von Mai bis September 2011 wurden hierfür an unterschiedlichen Stellen des Neusiedler Sees und dem Unterlauf der Wulka, dem einzigen nennenswerten oberirdischen Zufluss des Sees, Proben von Wasser, oberflächlichem Sediment, submersen Wasserpflanzen und Fischen auf ihren Quecksilbergehalt untersucht. Die Bestimmung des Quecksilbergehalts erfolgte mittels Kaltdampf-Atomabsorptionsspektroskopie (CV-AAS), wobei die Evaluierung der Methode durch die Quecksilberbestimmung eines durch das „Natural Research Council Canada“ zertifizierten Referenzmaterials (DORM-3) erfolgte. Die Untersuchung zeigte, dass, mit Ausnahme der filtrierten Wasserproben, in allen untersuchten Kompartimenten Quecksilber nachweisbar war (Nachweisgrenze 100 ng/L). Die Messungen des Muskel- und Lebergewebes der Fische konnten eine artspezifische Anreicherung von Quecksilber, eine vergleichsweise geringe Belastung des Esox lucius, eine nicht bestehende Korrelation zwischen Fischlänge und Quecksilberkonzentration im Leber- und Muskelgewebe sowie eine Tendenz der Quecksilberanreicherung in der Fischmuskulatur zeigen. Die durchschnittlich festgestellten Quecksilberkonzentrationen und zugehörigen Standardabweichungen des Muskel- und Lebergewebes der Fische (bezogen auf die Frischmasse) sind folgend nach absteigenden Konzentrationen in der Muskulatur aufgelistet, wobei n die Anzahl der untersuchten Fische darstellt: Sonnenbarsch Lepomis gibbosus (0.253 ± 0.124; 0.122 ± 0.050 μg/g; n= 17); Zander Sander lucioperca (0.205 ± 0.158; 0.149 ± 0.090 μg/g; n=9); Flussbarsch Perca fluviatilis (0.184 ± 0.126; 0.091 ± 0.054; n=21); Güster Blicca bjoerkna (0.180 ± 0.087; 0.069 ± 0.033; n= 14); Brachsen Abramis brama (0.142 ± 0.074; 0.048 ± 0.026; n= 12); Hecht Esox lucius (0.135 ± 0.085; 0.131 ± 0.065; n= 25); Rotauge Rutilus rutilus (0.084 ± 0.033; 0.061 ± 0.046; n=11); Rotfeder Scardinius erythrophthalmus (0,079 ± 0,009; 0,026 ± 0,006; μg/g; n=4); Giebel Carassius gibelio (0.066 ± 0.057; 0.044 ± 0.023; n=24); 2 Die Messung der Sedimentproben aus dem Neusiedler See (n=27) und der Wulka (n=4) ergab eine mittlere Quecksilberkonzentration von 0,057 ± 0,022 und 0,08 ± 0,012 μg/g Trockengewicht. Im standortspezifischen Vergleich ist festzustellen, dass die westlich des Sees entnommenen Sedimentproben eine höhere Quecksilberbelastung aufwiesen. Weiter konnte eine Korrelation zwischen dem organischen Anteil und der Quecksilberkonzentration des Sediments festgestellt werden, anhand dieser sich vermutlich auch die Unterschiede in der variierenden Belastung des Sediments erklären lassen. Die Untersuchung der submersen Wasserpflanzen der Gattung Myriophyllum (n=12) und Potamogeton (n=8) konnte zeigen, dass in beiden Arten Quecksilber in relativ hohen Konzentrationen angereichert wurde. Durch die im Myriophyllum und Potamogeton gefundene Quecksilberkonzentration von 0,286 ± 0,106 μg/g und 0,226 ± 0,162 μg/g Trockenmasse zeigte weiter, dass diese Wasserpflanzen keinen signifikanten Unterschied in der Fähigkeit zur Quecksilberanreicherung aufweisen. Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass die in der EU höchstzulässige Quecksilberkonzentration für Fisch und Fischerzeugnisse von 0,5 μg/g bzw. 1 μg/g Frischgewicht von einem Exemplar des L. gibbosus überschritten wurde und einzelne Exemplare der Fischarten S. lucioperca und P. fluviatilis nur geringfügig unter diesem Wert lagen. Die im Sediment festgestellten Quecksilberbelastungen entsprachen den Konzentrationen von unbelasteten Gebieten und lassen sich vermutlich vorwiegend auf die allgemeine natürliche und/oder anthropogene atmosphärische Deposition von Quecksilber zurückführen. In Anbetracht der Größe und der Vielzahl von Besonderheiten des Neusiedler Sees sowie des noch nicht speziell untersuchten Einflusses der Quecksilberbelastung durch die Wulka sind jedoch noch weitere Untersuchungen dieses Ökosystems erforderlich.

Abstract

(Englisch)

Mercury is an element which occurs naturally and ubiquitously in the environment. However, the additional and continuous anthropogenic release of mercury increases the environmental impact of this element. Mercury is therefore listed as a priority substance in regards to water protection in the EU Water Framework Directive. An accumulation of mercury in the food chain mainly occurs in the aquatic environment in form of the highly toxic methylmercury. The first few samples of fish from the Lake Neusiedl showed a high mercury content which made a closer investigation of this particular ecological system of great interest. Between May and September 2011, samples of water, surface sediment, and submerged aquatic plants and fish taken from different areas of the Lake Neusiedl and from the lower reach of the river Wulka - the lake’s only noteworthy above-ground inflow - were analyzed in respect to their mercury content. The mercury content was determined by cold vapor atomic absorption spectrometry (CV-AAS). The evaluation of this method was carried out by means of a mercury quantification of a reference material (DORM-3) certified by the “Natural Research Council Canada”. The analysis shows that mercury is traceable in all examined strata except for the filtrated water samples (LOD: 100 ng/L). Measurements of the fish muscle and liver tissues show a specific accumulation of mercury, a comparatively small impact on the Esox lucius, no existing correlation between fish length and mercury concentration in liver and muscle tissue, as well as a tendency towards mercury accumulation in fish muscle. The average concentration of mercury and respective standard deviations of the fish muscle and liver tissue (relating to the fish body mass) are listed below in descending order according to the concentration in muscle, whereupon n signifies the number of fish analyzed: pumpkinseed Lepomis gibbosus (0.253 ± 0.124; 0.122 ± 0.050 μg/g; n= 17); pike-perch Sander lucioperca (0.205 ± 0.158; 0.149 ± 0.090 μg/g; n=9); perch Perca fluviatilis (0.184 ± 0.126; 0.091 ± 0.054; n=21); white bream Blicca bjoerkna (0.180 ± 0.087; 0.069 ± 0.033; n= 14); bream Abramis brama (0.142 ± 0.074; 0.048 ± 0.026; n= 12); pike Esox lucius (0.135 ± 0.085; 0.131 ± 0.065; n= 25); roach Rutilus rutilus (0.084 ± 0.033; 0.061 ± 0.046; n=11 ); rudd Scardinius erythrophthalmus (0,079 ± 0,009; 0,026 ± 0,006; μg/g; n=4); prussian carp Carassius gibelio (0.066 ± 0.057; 0.044 ± 0.023; n=24); The measurements of the sediment samples taken from Lake Neusiedl (n=27) and the river Wulka (n=4) yielded an average mercury concentration of 0,057 ± 0,022 and 0,08 ± 0,012 μg/g dry weight. A site-specific comparison shows that the sediment samples taken from the Western part of the lake exhibit a higher mercury impact. 4 Furthermore, a correlation between organic content and mercury concentration in the sediment could be detected, which presumably explains the varying impact on the sediment. The analysis of the submerged aquatic plants of the genera Myriophyllum (n=12) and Potamogeton (n=8) show that mercury is accumulated in a relatively high concentration in both genera. The mercury concentration of 0,286 ± 0,106 μg/g and 0,226 ± 0,162 μg/g dry weight for Myriophyllum and Potamogeton respectively, further exemplifies that these aquatic plants do not differ considerably in their ability to accumulate mercury. All in all, the results show that the maximum permissible mercury concentration of 0,5 resp. 1 μg/g wet weight for fish and fish products, as per EU standards, was exceeded by one specimen of the L. gibbosus and that some specimen of the fish types S. lucioperca and P. fluviatilis were just under the maximum limit. The mercury content in the sediment corresponded to the concentrations of unpolluted areas, which can be ascribed to the general natural and/or anthropogenic atmospheric deposit of mercury. In view of Lake Neusiedl’s vastness and its multitude of specifics, as well as the not yet specifically examined impact of the Wulka, further research in this ecosystem is necessary.

Autor*innen

Daniel Pirker

Haupttitel (Deutsch)

Quecksilber im Neusiedler See

Paralleltitel (Englisch)

Mercury in Lake Neusiedl

Publikationsjahr

2012

Umfangsangabe

82 S.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Regina Krachler

Klassifikationen

35 Chemie > 35.70 Biochemie: Allgemeines ,

43 Umweltforschung > 43.99 Umweltforschung, Umweltschutz: Sonstiges

AC Nummer

AC10499601

Utheses ID

17968

Studienkennzahl

UA | 190 | 299 | 423 |

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Schlagwörter