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Untersuchungen über die Verdünnung von Abwässern aus der Titandioxid-Produktion bei Einleitung in das Schraubenwasser eines Schiffes

Research paper by Günter Weichart

Indexed on: 01 Mar '77Published on: 01 Mar '77Published in: Ocean Dynamics



Abstract

Seit Mai 1969 werden täglich etwa 1300 bis 1800 t Abwässer aus der Titandioxid-Produktion (Dichte bei 40°C: 1250 kg/m3) in die Deutsche Bucht eingebracht. Die Abwässer werden mit Spezialtankern in das Einbringungsgebiet (20 bis 30 km nordwestlich von Helgoland) transportiert und dort bei einer Fahrtgeschwindigkeit von 10 bis 15 km/h in das Schraubenwasser der Tanker eingeleitet. Auf diese Weise werden die Abwässer sofort stark mit Meerwasser verdünnt. Jede Entladung dauert etwa 90 bis 100 min. Während dieser Zeit werden etwa 1100 m3 Abwässer ins Meer eingebracht.Die Verdünnung der Abwässer beim Einleiten in das Schraubenwasser der Säuretanker und die anschließende Vermischung des Schraubenwassers mit unverschmutztem Meerwasser wurden in den Jahren 1969 bis 1974 untersucht. Die Ermittlung der Verdünnungs-Geschwindigkeit ist deshalb besonders wichtig, weil die Abwässer erst bei einer Verdünnung von etwa 1∶10000 ihre (zunächst sehr starke) Toxizität gegenüber Meeresorganismen verlieren.Die durch die TiO2-Abwässer hervorgerufene Änderung der Fe-Konzentration (ΔFe) und des pH-Wertes (ΔpH) im Schraubenwasser sowie das Verdünnungs-verhältnis von Abwasser zu Meerwasser sind in den Abb. 4 und 5 dargestellt. Außerdem sind dort die ungefähren Verdünnungskurven eingezeichnet, die aus den jeweils größten ΔFe- und |ΔpH|-Werten konstruiert wurden (Ausnahme: Ergebnisse der ersten Einbringung am 13. 5. 1969). Bei den gegebenen Versuchsbedingungen war das Verdünnungsverhältnis 1∶1000 nach etwa 6 min erreicht, das Verdünnungs-verhältnis 1∶10000 nach etwa 65 min, das Verhältnis 1∶100000 nach etwa 650 min. Bei extrem ruhigem Wetter dürfte die Verdünnung wegen der geringen Turbulenz des Wassers langsamer ablaufen, bei stürmischem Wetter schneller.Bei unsern Versuchen war das Meerwasser im Einbringungsgebiet stets vertikal geschichtet (σt(20 m)−σt(5 m)≧1,0). Daher sank das mit Abwasser belastete Schraubenwasser der Tanker gar nicht oder nur wenig nach unten ab. Die untere Begrenzung des Schraubenwassers erreichte eine maximale Tiefe von 12 bis 14 m. Durch einen Sturm oder anhaltende Westwinde (Abdrängen des durch Elbe und Weser ausgesüßten Oberflächenwassers nach Osten) können die vertikalen Dichteunterschiede im Einbringungsgebiet, vor allem im Winter, sehr geringe Werte annehmen oder sogar völlig verschwinden. In diesem Falle ist damit zu rechnen, daß das mit den Abwässern belastete Schraubenwasser auf den Meeresboden absinkt. Die schädliche Wirkung auf die Bodenfauna wird dann allerdings durch eine weitere Verdünnung während des Absinkvorganges gemildert.