Regional Distribution Patterns of Heavy Metals in Sediments Dredged from a Harbour Basin

Summary

Within the framework of a regional research programme in a harbour basin of Bremen, the regional distribution patterns of heavy metals, grain size fractions, Al, organic matter and Eh values were investigated. Due to regular distribution of nearly all the above parameters, it was possible to create maps of the patterns. The overall heterogeneous harbour sludge showed homogeneous areas in a scale of hundreds of metres. Additionally, the heavy metal contents of different grain size fractions were analysed in order to find out whether there are grain size fractions that can be used without further treatment. Heavy metal concentrations and their relation to standards, natural processes controlling heavy metal distribution patterns and aspects of practical relevance are discussed.

Kurzfassung

Im Rahmen eines regionalen Forschungsprogramms des Landes Bremens wurden die Verteilungsmuster von Schwermetallen, Korngrößen, Al und organischer Substanz in Oberflächensedimenten eines Hafenbeckens ermittelt. Die gleichmäßige räumliche Verteilung der Parameter ließ sich in Kartenform darstellen. Das insgesamt inhomogene Material wies dabei Flächen auf, die im Maßstab von mehreren hundert Metern in ihren Eigenschaften homogen waren. Zusätzlich wurden die Schwermetallgehalte in verschiedenen Korngrößenfraktionen untersucht, um beurteilen zu können, ob für einzelne Fraktionen Nutzungseinschränkungen aufgrund der Schwermetallgehalte zu berücksichtigen sind. Anhand der gemessenen Parameter wird diskutiert, welche Prozesse für die Verteilung von Schwermetallen in Sedimenten verantwortlich sind. Die Schwermetallgehalte werden im Hinblick auf Grenzwerte diskutiert und die praktische Bedeutung der Ergebnisse dargelegt.

Résumé

Dans le cadre d’un programme régional de recherche dans un bassin portuaire de Brème, on a étudié les schémas de distribution régionale de métaux lourds, la granulométrie, Al et les matières organiques des sédiments de surface. En raison de la distribution régulière de presque tous les paramètres nommés ci-dessus, il a été possible d’établir des cartes de ces schémas. La boue du port, généralement hétérogène, présentait des zones homogènes à l’échelle de plusieurs centaines de mètres. En outre, la teneur en métaux lourds de différentes fractions de taille de grains a été analysée afin de trouver les fractions de tailles de grains utilisables sans autre traitement. Nous discutons de concentrations de métaux lourds par rapport aux standards, de processus naturels contrôlant les schémas de distribution des métaux lourds et des aspects d’ordre pratique.