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Silver, gold, uranium and other trace elements in water & sediment in the Crocodile River System, South Africa
Andreas Gradwohl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Franz Jirsa
DOI
10.25365/thesis.66257
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-28107.04716.760767-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit bietet einen Überblick über natürlich vorkommende und potentiell anthro- pogen eingeführte Spurenelemente in Wasser und Sediment des Crocodile River Flusssystems in der Nähe der Stadt Krugersdorp, West Rand, in der Provinz Gauteng in Südafrika. Insgesamt wurden 90 Sediment- und 91 Wasserproben analysiert, die darin untersuchten Spurenelemente waren Ti, V, Cr , Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Ag, Cd, Ba, Pt, Au, Hg, Pb und U.
In der untersuchten Region befinden sich zahlreiche stillgelegte Goldminen, die einen Einfluss auf das Ökosystem vermuten lassen. Es wurden entlang des Crocodile Rivers und seiner Zuflüsse sieben repräsentative Probenentnahmestellen ausgewählt. Für die Elementanalyse wurden die Graphitrohr-Atomabsorptionspektroskopie (GFAAS), die Kaltdampf-Atomabsorptionspektroskopie (CV-AAS), die Totalreflexions-Röntgen- fluoreszenzspektroskopie (TXRF) und die induktiv-gekoppelte Plasma Massenspekt- rometrie (ICP-MS) verwendet. Die Datenauswertung inkludiert die Berechnung des Mittelwerts, der Standardabweichung, des Minimums, des Maximums und des Medi- ans und wurde unter Verwendung von Boxplot-Diagrammen graphisch dargestellt. Während des Untersuchungszeitraumes wurde kein so-genanntes Acid Mine Drainage (AMD) beobachtet. Die Elementkonzentrationen (Ni, Zn, As, Ag, Cd) im Sediment wa- ren an der Probenentnahmestelle, die direkt mit dem Ausfluss einer aufgelassenen Goldmine verbunden ist, deutlich erhört. Diese Beobachtung weist eindeutig auf ein erhöhtes Risiko bezüglich einer Mobilisierung von Metallen hin, die eine Gefahr für das gesamte Flusssystem darstellen könnte. Bezüglich Ag, Au und U wurde kein Transport entlang des Flusssystems in der wässrigen Phase detektiert. Die Konzentrationen von gelöstem Zn, mit Spitzenwerten über 0.10 mg/L, überschreiten nicht nur die Umwelt- qualitätsziele (TWQR) der südafrikanischen Behörden, sondern auch die Werte für chronische und akute Effekte. Diese Ergebnisse implizieren ein hohes Risiko für die Biota innerhalb des Ökosystems. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die gesamte Region um Krugersdorp noch immer unter dem Einfluss der geschlossenen Mine leidet.
Abstract
(Englisch)
This work provides an overview of naturally occurring and potentially anthropogenically introduced trace elements in the water body and the sediment of the Crocodile River system near the city of Krugersdorp, West Rand, in the Gauteng province in South Africa. A total number of 90 sediment and 91 water samples were analyzed, the inves- tigated trace elements namely were Ti, V, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Ag, Cd, Ba, Pt, Au, Hg, Pb and U.
In the investigated area several closed-down gold mines do exist, which are suspected to have an influence on the ecosystem. For sampling, seven representative sites were chosen within the Crocodile River system. For element analysis, graphite furnace atomic absorption spectroscopy (GF-AAS), cold vapor atomic absorption spectroscopy (CV-AAS), total reflection x-ray fluorescence spectroscopy (TXRF) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) were used. The data evaluations include the calculation of mean value, standard deviation, minimum, maximum and median value and are graphed using box plot diagrams.
During the period of investigation, no so-called Acid Mine Drainage (AMD) was ob- served. Element concentrations (Ni, Zn, As, Ag, Cd) within the sediment clearly appear elevated at the site directly connected to the effluent of a former gold mine. This ob- servation also implies a potential risk of mobilization from this site and poses a possible threat to the connected river system. Regarding Ag, Au and U, no recent transportation along the river system within the aquatic phase was detected. The determined con- centration of dissolved Zn with peak values above 0.10 mg/L exceed not only the target water quality range (TWQR) published by the South African authorities, but also the chronic effect value (CEV) and the acute effect value (AEV). All these findings imply a high risk for the biota within this ecosystem. Furthermore, it could be shown that the entire region still is heavily impacted by the closed-down mining site near Krugersdorp.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Silver Gold Uranium trace elements water sediment Crocodile River South Africa Acid Mine Drainage
Schlagwörter
(Deutsch)
Silber Gold Uran Spurenelemente Wasser Sediment Crocodile River Südafrika Acid Mine Drainage
Autor*innen
Andreas Gradwohl
Haupttitel (Englisch)
Silver, gold, uranium and other trace elements in water & sediment in the Crocodile River System, South Africa
Paralleltitel (Deutsch)
Silber, Gold, Uran und andere Spurenelemente in Wasser & Sediment im Crocodile River Flusssystem, Südafrika
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
95 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Franz Jirsa
Klassifikation
35 Chemie > 35.31 Anorganische Analyse
AC Nummer
AC16250673
Utheses ID
58692
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |