Schadstoffe im Boden

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Welche Stoffe sind Gefährlich? Stoffe die aufgrund ihrer stofflichen Eigenschaften den Boden nicht verlassen können nennt man persistente Stoffe (müssen aber nicht Schadstoffe sein!). Die Schadstoffe die zu beachten sind: Schwermetalle: Zu unterscheiden sind die Spurenelemente die die Pflanzen als Nährstoff in kleinen Mengen brauchen darunter (z.B.: Eisen, Mangan, Zink, Kupfer). Doch im Überfluss wirken sie jedoch toxisch sowie Blei, Arsen, Cadmium, Zink, Kupfer, Chrom, Nickel, Quecksilber, Thalium. Für Schwermetalle gilt: Sie können im Boden nicht abgebaut werden und sind fast unbeweglich. Eine Schwermetallanreicherung im Boden ist deshalb kaum rückgängig zu machen. Man kann sie nur durch Vorbeugemaßnahmen verhindern. Lange bevor es zu Wachstumsstörungen kommt, kann eine zu hohe Schwermetallaufnahme Pflanzen für Futter- oder Nahrungszwecke unbrauchbar machen. Dies gilt besonders für das Element Cadmium. Die Einlagerung von Schwermetallen in den einzelnen Pflanzenteilen ist unterschiedlich hoch. Wurzeln speichern mehr als Sprossorgane, Stängel und Blätter mehr als Samen. Die Aufnahmerate steigt im Prinzip mit der Höhe der Schwermetallbelastung der Böden, wobei aber nicht die Gesamtkonzentration im Boden entscheidend ist für die Verfügbarkeit und damit die Aufnahme durch Pflanzenwurzeln oder durch Bodenorganismen, sondern die chemische Speziierung. Auf bereits belasteten Böden lässt sich die Schwermetallaufnahme durch Anheben des pH-Wertes mit einer Kalkdüngung vermindern. ● ● ● Organische Schadstoffe: Im intensiven Pflanzenbau werden mögliche Schadstoffe als Pflanzenschutzmittel gezielt zur Bekämpfung von Unkräutern, Krankheiten und Schädlingen eingesetzt. Damit Pflanzenschutzmittel nicht zu Schadstoffen werden, sind sie mit besonderer Umsicht anzuwenden. Bei unsachgemäßer Anwendung von Bodenherbiziden können Nachbauprobleme auftreten. Einige Fungizide und Insektizide können das Bodenleben schädigen. Unter ungünstigen Bedingungen können Wirkstoffe von Pflanzenschutzmitteln mit dem Wind verfrachtet werden und andernorts mit dem Niederschlag wieder auf den Boden gelangen. In Extremfällen kann die Verflüchtigung des Wirkstoffs mehr als 90 % betragen. Zu den Stoffen mit den weltweit größten Problemen gehören die Chlorierten Kohlenwasserstoffe (CKW). In der Land- und Forstwirtschaft hat der frühere langjährige Einsatz von schwer abbaubaren (persistenten) Insektiziden wie DDT, Lindan, Heptachlor, Aldrin, Dieldrin und von Fungiziden wie dem Saatgutbeizmittel Hexachlorbenzol (HCB) örtlich zu Belastungen geführt. Aufgrund ihres langsamen Abbaus können sich die Stoffe über dem Pfad Boden-Pflanze-Tier- Mensch in der Nahrungskette anreichern. Im tierischen und menschlichen Organismus werden sie vorrangig in der Leber gespeichert. Aus der Luft und mit Abfällen (z. B. Klärschlamm, Bioabfallkompost) können Spuren hochgiftiger organischer Schadstoffe wie Polychlorierte Biphenyle (PCB), Dibenzodioxine und -furane (PCDD/F), Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) in den Boden gelangen. Viele von ihnen können durch die Bodenmikroorganismen nur sehr schwer abgebaut werden. Nach bisheriger Kenntnis werden sie aber von den Pflanzenwurzeln kaum aufgenommen. Sie werden auch nicht ausgewaschen, können jedoch durch Verschmutzung der Ernteprodukte in die Nahrungskette gelangen. Bodenbelastung durch Caesium-137: Durch die atmosphärischen Kernwaffentestes und dem Reaktorunfall von Tschernobyl wurden radioaktive Stoffe auf der Erdoberfläche abgelagert. Das Ausmaß dieses radioaktiven Fallouts war regional stark unterschiedlich. Das wichtigstes Radionuklid ist hierbei Cäsium- 137 (die anderen Nuklide sind inzwischen zerfallen oder nur mehr geringe Menge. Wie gelangen Schadstoffe in unsere Böden? Einige Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle, kommen auch natürlich in Böden vor. Vorliegende Konzentrationen resultieren dabei vorrangig aus der Verwitterung von Gesteinen. Darüber hinaus wird jedoch eine Vielzahl von Stoffen durch menschliche Tätigkeiten in Böden eingetragen. Über welche Wege Schadstoffe in den Boden gelangen. Daher finden sich in Böden, die diesen Einflüssen ausgesetzt sind, z. B. in ehemaligen Erzabbaugebieten, in Überschwemmungsbereichen, auf Altlasten und in Gebieten mit hohen und lang-jährigen Immissionen, häufig erhöhte Schadstoffgehalte. Trotz zahlreicher Bemühungen, diese Einträge zu begrenzen, übersteigen sie auch in heutiger Zeit immer noch die möglichen Austräge um ein Vielfaches. Was bewirken Schadstoffanreicherungen in Böden? In Böden vorliegende Schadstoffe können unter bestimmten Bedingungen auch Wirkungen auf andere Umweltmedien und letztlich auf die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen haben. Je nach Nutzung der Böden kommen hier unterschiedliche Wirkungspfade zum Tragen. Wichtige, auf die Gesundheit des Menschen bezogene Pfade sind hier: • der Direktpfad (z. B. auf belasteten Böden spielende Kinder) • der Pflanzenpfad (z. B. bei der Erzeugung pflanzlicher Lebensmittel oder von Tierfutter auf belasteten Böden) • der Grundwasserpfad Was beeinflusst die Wirkung der Stoffe? Die Auswirkungen von Schadstoffen in Böden hängen von verschiedenen stofflichen und bodenspezifischen Einflussfaktoren ab. Sowohl die zu betrachten den Stoffe als auch die Böden haben sehr unterschiedliche Eigenschaften, die mögliche Wirkungen prägen können. Von besonderer Bedeutung ist dabei zunächst die Mobilität oder Verfügbarkeit der Stoffe, denn nur der verfügbare Anteil des gesamten Stoffvorrates im Boden kann beispielsweise von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden oder in Richtung des Grundwassers verlagert werden. Stoffe verhalten sich diesbezüglich sehr unterschiedlich. So sind die Metalle Cadmium oder Zink um ein Vielfaches mobiler als z. B. Blei oder die meisten organischen Schadstoffe. Der wichtigste Einflussfaktor für die jeweilige Verfügbarkeit ist neben dem Gesamtgehalt des Stoffes im Boden jedoch der Säuregrad (pH-Wert) des Bodens. Je niedriger der pH-Wert, d. h. je weiter er im sauren Bereich unter dem Neutralpunkt von pH 7 liegt, desto höher ist häufig die Schwermetallverfügbarkeit. Auch andere Bodenfaktoren wie Ton bzw. Sandgehalt oder Humusgehalt können die Mobilität von Stoffen beeinflussen. Wie lassen sich Belastungen beurteilen? Schadstoffe können naturbedingt in unterschiedlichen Konzentrationen vorkommen und können andererseits durch langjährige industrielle Tätigkeit des Menschen großflächig allgegenwärtig sein. Daher muss im Hinblick auf eine sachgerechte Bewertung zunächst festgestellt werden, ob überhaupt gegenüber dem ,,Normalzustand" erhöhte Werte vorliegen und wie diese ggf. abzugrenzen sind. Das kann mit Hilfe von Kontrolluntersuchungen in der unmittelbaren Umgebung oder einem Vergleich mit Hintergrundwerten, die das LUA für Nordrhein-Westfalen ermittelt hat, geschehen. Inwieweit von den Schadstoffanreicherungen über die verschiedenen Wirkungspfade Gefahren ausgehen können, wird anhand von Prüf- und Maßnahmenwerten beurteilt. Diese wurden im Jahr 2000 in der Bundes Bodenschutz- und Altlastenverordnung bundeseinheitlich festgelegt