4.2.2.6 Stoffdepositionen

Der Boden wird durch zahlreiche Stoffeinträge aus der Atmosphäre belastet. Die Stoffdepositionen verteilen sich auf Einträge mit dem Schwebstaub und auf nasse Depositionen mit dem Niederschlag. Mit dem Schwebstaub werden vor allem Schwermetalle und mit dem Niederschlag vorwiegend Nährstoffe eingetragen.

 

Der Jahresdurchschnitt einzelner Messstationen des Schwermetalleintrags mit dem Staubniederschlag in Mecklenburg-Vorpommern ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Ländliche Stationen weisen im Gegensatz zu den verkehrsbezogenen Messstationen hierbei nicht durchgängig die geringeren Werte auf. Cadmium wird z.B. zum großen Teil durch Feuerungsanlagen emittiert und ist landesweit im Schwebstaub in etwa der gleichen Konzentration nachweisbar. Die unterschiedlichen Immissionsraten sind demzufolge wahrscheinlich auf meteorologische oder topographische Gegebenheiten an der Messstation zurückzuführen.

 

Tabelle 93: Schwermetalleintrag mit dem Staubniederschlag in Mecklenburg-Vorpommern

 

Blei

Cadmium

Chrom

Kobalt

Kupfer

Nickel

g/ha*a

1998

15,3-182,5

0,4-1,9

6,6-60,2

1,8-7,0

12,4-153,3

11,3-33,9

1999

22,6-104,4

0,4-2,0

5,8-55,1

1,3-8,8

12,4-132,5

7,3-32,9

2000

29,2-109,5

0,3-1,9

7,3-47,5

-

14,6-109,5

7,3-29,2

Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V (2001b, 2001e)

 

Schwermetalle werden neben dem Staubeintrag auch mit der nassen Deposition in den Boden eingetragen. In Mecklenburg-Vorpommern werden diese Einträge an drei Depositionsmesspunkten des UBA-Messnetzes erfasst.

 

Tabelle 94: Schwermetalldeposition mit dem Niederschlag 1998

 

Blei

Cadmium

Kupfer

Zink

g/ha*a

Teterow

9,9

1,0

10,4

136,0

Ueckermünde

6,3

0,3

9,2

123,0

Zingst

6,4

0,3

11,6

50,0

Quelle: Umweltbundesamt (2001)

 

Auch über den Eintrag organischer Schadstoffe, insbesondere von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, liegen vereinzelte Messwerte für Mecklenburg-Vorpommern vor. PAKs entstehen bei unvollständiger Verbrennung und lagern sich an kleine Partikel (Ruß) im Schwebstaub an. Einige PAKs, insbesondere das Benzo(a)pyren gelten als karzinogen. Die Jahresmittelwerte des Benzo(a)pyren-Gehaltes im Schwebstaub lagen 1999 in Mecklenburg-Vorpommern (5 Messstationen) zwischen 0,29 und 1,39 ng/m³ (Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V 2001b).

Die Deposition von PAKs mit dem Niederschlag betrug im Jahr 1998 an der UBA-Messstation Zingst insgesamt für alle PAKs 10,8 g pro Hektar und Jahr. Daran hatte das Benzo(a)pyren einen Anteil von 0,45 g/ha*a.

Landesweite Messwerte für den PAK-Eintrag mit dem Niederschlag liegen für Mecklenburg-Vorpommern nicht vor.

 

Tabelle 95: PAK-Eintrag mit dem Niederschlag an der Station Zingst 1998

 

Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez

Ges.

ng/l

Summe PAK

98,5

84,0

97,9

155,9

94,4

113,0

40,0

32,8

78,5

148,1

396,9

324,2

138,68

BaP

3,1

3,5

2,9

6,7

3,9

9,5

2,1

1,9

1,8

3,0

10,6

9,0

4,83

 

mm

Niederschlag

58,5

36,6

37,8

72,0

15,2

190,0

83,2

55,6

53,8

51,6

84,0

34,0

772,3

 

mg/ha

Summe PAK

576,2

307,4

370,1

1.122,5

143,5

2.147

332,8

182,4

422,3

764,2

3.333,9

1.102,3

10.804,6

BaP

18,1

12,8

11,0

48,2

5,9

180,5

17,5

10,6

9,7

15,5

89,0

30,6

449,4

Quelle: Harnisch et al. (1999)

 

 

Die Nährstoffeinträge durch den Gesamtniederschlag (nasse Deposition + Staubniederschlag) lassen mit Ausnahme des Sulfatschwefels in den letzten Jahren keine abnehmende Tendenz beobachten. Die jährlichen Schwankungen beruhen überwiegend auf meteorologischen Bedingungen. Die beiden folgenden Tabellen geben die Werte der Messstellen (insgesamt 13) mit dem niedrigsten und dem höchsten Nährstoffeintrag an.

 

Tabelle 96: Nährstoffeintrag (Anionen) mit dem Gesamtniederschlag in M-V

 

Nitrat-N

Sulfat-S

Chlorid

Phosphat

kg/ha*a

1998

2,6-5,1

4,9-8,7

5,1-16,5

0,5-1,5

1999

2,8-5,1

4,5-10,4

4,6-18,2

0,5-1,6

2000*

3,4-5,7

4,3-7,3

5,0-16,9

-

* 8 Messstellen

Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V (2001b, 2001d)

 

Tabelle 97: Nährstoffeintrag (Kationen) mit dem Gesamtniederschlag in M-V

 

Ammonium-N

Natrium

Kalium

Calcium

Magnesium

kg/ha*a

1998

2,4-10,7

2,5-11,2

1,6-6,5

2,1-23,5

0,5-1,7

1999

2,6-11,4

2,5-10,7

1,8-7,8

2,0-25,9

0,5-6,8

2000*

4,5-13,4

4,2-9,8

1,3-8,9

2,3-20,8

0,5-1,4

* 8 Messstellen

Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V (2001b, 2001d)

 

Die nachfolgende Tabelle zeigt, dass in der Umgebung von Deponien mit höheren Stickstoff- und Schwefeleinträgen als an den restlichen Messstellen zu rechnen ist.

 

Tabelle 98: Stoffeinträge an den Sondermessstellen auf der Deponie Ihlenberg im Jahr 2000

Messstelle

Ammonium-N

Nitrat-N

Sulfat-S

kg/ha*a

Ihlenberg Nord

10,0

6,8

11,2

Ihlenberg West

43,6

3,6

11,2

Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V (2001d)

 

Unter Wald sind die Stoffeinträge von Stickstoff und Schwefel im Mittel um das 1,5 bis 3-fache höher als die entsprechenden Freilandwerte. Hervorgerufen wird dies durch die große Oberfläche und Rauigkeit des Kronendachs, welches die Stoffe aus der Luft auskämmt. Nadelbaumkronen zeigen im Vergleich mit Laubbaumkronen ganzjährig eine stärkere Filterwirkung. Die Stoffe wirken nicht allein auf Blätter und Nadeln ein, sondern reichern sich auch im Waldboden an und beeinträchtigen die Nährstoffversorgung der Bäume.

 

 

4.2.2.7 Chlororganische Stoffe im Boden

An den Messstellen des Immissionsmessnetzes des Umweltbundesamtes wird auch die Belastung des Bodens mit chlororganischen Stoffen, in diesem Fall von Dioxinen und Furanen, untersucht. In Mecklenburg-Vorpommern werden die Messstellen Zingst und Ueckermünde unterhalten.

Polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (PCDD/F) wurden niemals gezielt synthetisiert, sondern entstehen als Nebenprodukt der Synthese von chlorierten organischen Verbindungen z.B. Polychlorierten Biphenylen (PCB), Pentachlorphenol (PCP), bei der Produktion von Zellstoff und bei allen thermischen Prozessen.

Aus den gemessenen Konzentrationen der PCDD/F-Kongenere wurden sowohl die internationalen toxischen Äquivalente (I-TEQ) als auch die neueren der Weltgesundheitsorganisation (WHO-TEQ) durch Multiplikation mit den toxischen Äquivalenzfaktoren (I-TEF bzw. WHO-TEF), die die relative toxische und biologische Wirksamkeit bezogen auf das 2,3,7,8-TCDD berücksichtigten, berechnet.

 

Die höchsten PCDD/F-Konzentrationen wurden an allen UBA-Messstellen (insgesamt 68) in der Streu (Deckschicht) bzw. in den obersten Horizonten von Waldböden gefunden. Diese variieren von 5,4 bis 112 pg I-TEQ/g TM. Der Mittelwert liegt bei 34,6, der 50 %-Perzentil bei 23,4 und der 90 %-Perzentil bei 83,0 pg I-TEQ/g TM.

 

Tabelle 99: PCDD/F-Gehalte in Wald-, Grünland- und Ackerböden 1996/1997

 

Nutzung

Horizont

Mächtigkeit

I-TEQ

WHO-TEQ

cm

pg/g TM

Ueckermünde

Wald

OF

6,9

17,6

17,4

Grünland

nH

12

1,7

1,5

Acker

Ap

30

1,1

1,2

Zingst

Wald

OH

2,1

22,8

23,8

Grünland

Ahp

5

0,7

0,7

Quelle: Umweltbundesamt (2001)

 

Die Maximalwerte aller 20 in Deutschland beprobten Messstellen auf Ackerböden liegen unter dem von der Bund/Länder Arbeitsgruppe „Dioxine“ für Ackerböden empfohlenen Zielwert von 5 pg I-TEQ/g TM.

 

 

4.2.2.8 Stoffliche Belastung von Stadtböden

Aufgrund des Einbringens von mit Schadstoffen belastetem technischem Substrat und Abfällen in die Böden sowie aufgrund der räumlichen Nähe zu den Schadstoffemittenten zeigen Stadtböden eine besondere stoffliche Belastung auf. An dieser Stelle soll kurz auf die Situation der Böden im Stadtgebiet von Rostock eingegangen werden. Im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes „Bewertung anthropogener Stadtböden“ wurden hier zahlreiche Untersuchungen zur Belastung des Bodens mit Schwermetallen durchgeführt.

Auf etwa 75 % der Fläche des Stadtgebietes (181 km²) stehen relativ natürliche (Lehm-)Böden an, die als land- und forstwirtschaftliche Fläche, Garten Park oder ähnliches genutzt werden. Bei den restlichen Flächen handelt es sich um Aufträge und Umlagerungen von technogenen und natürlichen Substraten, in den meisten Fällen ist dies Bauschutt (Kahle und Kretschmer 1999).

Die Tabelle 100 verdeutlicht, dass die Schwermetallgehalte der Rostocker Stadtböden teilweise über den Vorsorgewerten der BBodSchV für die Bodenart Lehm liegen. Zum Vergleich sind die 90 %-Perzentile der Hintergrundwerte für Lehmböden Mecklenburg-Vorpommerns mit der Nutzung Acker dargestellt.

 

Tabelle 100: Schwermetallgehalte (Königswasseraufschluss) Rostocker Stadtböden

 

Cd

Cu

Pb

Zn

mg/kg TM

Natürliche Böden

 

Mittelwert Oberboden

0,73

23

115

152

Mittelwert Unterboden

0,55

22

74

57

Technogene Substrate

 

Spanne von Mittelwerten Oberboden

0,1-3,3

26-623

48-451

85-838

Spanne von Mittelwerten Unterboden

0,2-4,4

31-104

69-537

82-715

Hintergrundwert M-V;

90 %-Perzentil, Acker, Lehm

0,30

20

19

47

Vorsorgewert Lehm

1

40

70

150

Quelle: Kahle und Kretschmer (1999) und BBodSchV

 

Genaue Darstellungen der Schwermetallsituation der Stadtböden Rostocks, insbesondere auch der Gartenböden und der Böden auf Spielplätzen findet man z.B. bei Kahle (2000a, 2000b), Kahle und Coburger (1996) und Kahle, Marzusch und Spank (1999).

 

Auch in Bezug auf die atmosphärische Deposition von Schadstoffen ergibt sich für Städte eine besondere Belastungssituation. Aus den allgegenwärtigen Abgasen von Verbrennungsprozessen gelangen PAK in die Böden, wo sie an humusreichen Horizonten fixiert werden. Die Grundbelastung resultierte in den vergangenen Jahren vornehmlich aus der Hausfeuerung mit Kohle, heutzutage sind es überwiegend Emissionen aus Fahrzeugmotoren. Man muss bis zu 10 m von Straßen entfernt mit einem Konzentrationsgradienten rechnen.

In Bereich von Schwerin wurden exemplarisch 11 Grünflächen (8 innerstädtisch, 3 im Landkreis) auf PAK untersucht (Anton und Wiedow 1998). Beim Vergleich erscheint eine 3- bis 40-fache Anreicherung auf innerstädtischen Grünflächen. Werden diese Ergebnisse mit vorliegenden Hintergrund-Gehalten (Kapitel 4.2.1) verglichen, ist keine deutliche Erhöhung im Vergleich zu ländlichen Regionen zu erkennen.

Der höchste PAK-Wert wurde mit 1,75 mg/kg im direkten Zentrum von Schwerin gemessen. Straßennahe Böden Hamburgs besitzen im Vergleich dazu einen Medianwert von 4,1 mg/kg PAK. Der Großteil der Grünflächen in Schwerin erscheint somit gering belastet, während einzelne Bereiche innerstädtisch höhere Belastungen aufweisen können. Für statistisch abgesicherte Aussagen ist der Umfang der Untersuchung jedoch zu gering.

 

 

4.2.2.9 Stoffliche Belastungen durch Versiegelung

Eine Möglichkeit der stofflichen Belastung des Bodens bzw. auch des Grundwassers durch eine Versiegelungsmaßnahme ist die Verwendung von Recyclingbaustoffen, industriellen Nebenprodukten und anderen Sekundär-Rohstoffen[1] als Materialien für den Straßen- oder Wege-Unterbau.

Insbesondere bei wassergebundenen Belägen (z.B. Parkplätze, Stellflächen aber auch Forstwegen) besteht die Gefahr eines Schadstoffaustrags aus dem verwendeten Material in umgebenden Boden. Eine besondere Gefährdung ergibt sich, wenn das verwendete Material mit dem Grundwasser in Kontakt kommt. So sind z.B. für den forstlichen Wegebau Mindestabstände dieser mineralischen Reststoffe von 1 m zum Grundwasserhöchststand festgelegt[2].

Technogene Substrate enthalten insbesondere vermehrt Schwermetalle, PAKs, AOX und Phenole. Mohs und Meiners (1994) geben z.B. für eine 5 m breite Landstraße mit einem 30 cm mächtigen Unterbau aus Müllverbrennungsschlacken eine Bleifracht von 8 Tonnen pro Kilometer an. Das entspricht durchschnittlich 1,6 kg/m² oder 5 kg/m³. Es ist jedoch anzumerken, das auch natürliche Baustoffe gewisse Mengen an Schadstoffen beinhalten.

 

Hieraus ergibt sich auch die Gefahr der stofflichen Belastung im Rahmen von an sich positiv zu wertenden Entsiegelungsmaßnahmen. Durch eine Entsiegelung wasserundurchlässiger Decken können lösliche Schadstoffe vermehrt aus dem belasteten Material verlagert werden und so den angrenzenden Boden oder das Grundwasser kontaminieren. Schlussfolgerung muss sein, den Unterbau bei Entsiegelungsmaßnahmen mit aufzunehmen und zu entfernen.

 

 



[1] Z.B. Aufbereiteter Bauschutt, Hochofenstückschlacke, Schmelzkammergranulat, Elektroofenschlacke/ LD‑Schlacke, Hüttensand, Steinkohlenflugasche, Schlacke aus Müllverbrennungsanlagen. (s.a. „Technische Regelwerke: Mineralstoffe im Straßenbau“ bzw. „Richtlinien für die Güteüberwachung von Mineralstoffen im Straßenbau“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen).

[2] Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft NRW: Erlaß zur Anzeigepflicht und Genehmigung für den forstlichen Wegebau vom 11.04.1998.