bachelor thesis

Multielementanalyse von Sedimenten aus belgischen Offshore-Windparks in der Nordsee

Abstract

Offshore-Windenergieanlagen (OWFs) stellen einen zentralen Baustein zur Dekarbonisierung der Energieversorgung und zur Erreichung einer klimaneutralen Wirtschaft dar. Obwohl sie im Vergleich zu konventionellen Energieerzeugungssystemen deutliche Vorteile hinsichtlich der Treibhausgasemissionen aufweisen, sind potenzielle Umwelteinflüsse nicht zu vernachlässigen. Ein kritischer Aspekt in diesem Kontext ist der Korrosionsschutz, insbesondere der Einsatz von Opferanoden, deren ökologische Auswirkungen einer detaillierten Betrachtung benötigen. Diese Arbeit untersucht 43 Sedimentproben, die im April 2024 in belgischen OWFs entnommen wurden, und vergleicht sie mit Messdaten aus dem Vorjahr. Nach Bestimmung der Korngrößenverteilung wurde die <20-µm-Feinkornfraktion mittels Nasssiebung isoliert und anschließend durch Mikrowellen-unterstützten Säuredruckaufschluss aufgeschlossen. Die Massenanteile von 54 Elementen wurden mittels Tandem-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS/MS) analysiert mit besonderem Fokus auf die Metalle Aluminium (Al), Zink (Zn), Gallium (Ga), Cadmium (Cd), Indium (In) und Blei (Pb). Die räumliche Verteilung der Elementkonzentrationen wurde durch Verteilungskarten visualisiert, während die zeitliche Veränderung zwischen den Kampagnen anhand von Boxplots dargestellt wurde. Die Ergebnisse zeigten eine partielle Akkumulation der chemischen Emissionen, wobei sich für Al und Ga erhöhte Massenanteile in den OWFs im Vergleich zu den Referenzstandorten nachweisen ließen. Im Gegensatz dazu wiesen Cadmium (Cd) und Zink (Zn) mit niedrigeren Konzentrationen in den OWFs einen inversen Trend auf. Bei Pb konnte kein eindeutiger Trend erkannt werden und alle In-Massenanteile befanden sich unterhalb der Nachweisgrenze (LOD) bzw. Bestimmungsgrenze (LOQ). Beim Vergleich der Ergebnisse beider Kampagnen ist auffällig auf, dass die meisten Massenanteile der Kampagne BE 04/2024, insbesondere für Cd, teilweise deutlich niedriger waren als die Massenanteile in der Kampagne BE 09/2023. Zur eindeutigen Bewertung der chemischen Emissionen von Offshore-Windparks (OWFs) bedarf es weiterführende Untersuchungen im Rahmen des Anemoi Projektes. Diese Messungen sollten insbesondere saisonale Variationen sowie den Einfluss von Sturmereignissen auf die Sedimentdynamik analysieren.
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