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.
|
|
|
|
