Ökotoxikologische Untersuchungen als Bewertungshilfe zur Gefahrenbeurteilung am Beispiel einer Altdeponie

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1 Ökotoxikologische Untersuchungen als Bewertungshilfe zur Gefahrenbeurteilung am Beispiel einer Altdeponie Nina Menke, Karin Teichmann Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./ Daphnie

2 Gliederung 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Herangehensweise 4. Ergebnisse und Bewertung 5. Fazit 2

3 1. Ausgangssituation Allgemeine Standortinformationen Gesamtfläche ca m², Ablagerungsvolumen ca m³ Mittl. Ablagerungstiefe ca. 5 bis 6 m u GOK (bis ca. 2,5 m in die gesättigte Bodenzone hinein) Bildquelle: google maps, 2016 bearbeitet Bildquelle: google maps, 2016, bearbeitet Lage der Altablagerungen 3

4 1. Ausgangssituation Ergebnisse bisheriger Untersuchungen Schadstoffe Oberflächenabdeckung: keine Deponat: insbesondere Arsen, Schwermetalle, MKW, BTEX, PAK z. T. mehrfach über den Prüfwerten nach BBodSchV, z. T. hohe Frachtenausträge Natürlicher Untergrund (Sande): Schurf Mittlere Deponie Schwermetalle Grundwasser (GW): Arsen, Zink, Nickel, Blei, CKW, PAK, MKW, BTEX GFS-Überschreitungen für Vielzahl organ. + anorgan. Schadstoffe 4

5 Gliederung 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Herangehensweise 4. Ergebnisse und Bewertung 5. Fazit 5

6 2. Aufgabenstellung Gefährdungsbeurteilung Oberflächenabdeckung (schluffige Sande) Auenlehm Hyporheisches Interstitial 2,5 mugok Deponat Gefährdung? Fluss Nachteilige GW-Veränderung 6,0 mugok GW-Fließrichtung Grundwasserleiter (Quartäre Sande) Grundwasserstauer (Tertiäre Tone) 6

7 2. Aufgabenstellung Klärung offener Fragen Konkrete Gefahr für Ökosystem Oberflächengewässer oder GW? Alle kritischen Stoffe analysiert? Wirkungen der Stoffe untereinander (Raum, Zeit)? As, Pb, Cr, Cu, Ni, Hg, Zn, Naphthalin, Benzoapyren, CKW, PAK, MKW, BTEX Ansatz der üblichen Einzelsubstanz Untersuchung und Beurteilung der Konzentrationen/Frachten unbefriedigend! Zusätzlich Wirkungen betrachten! 7

8 Gliederung 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Herangehensweise 4. Ergebnisse und Bewertung 5. Fazit 8

9 3. Herangehensweise Untersuchungsprogramm zur Klärung der Rahmenbedingungen a) Feststellung der Fließgewässermerkmale b) Untersuchungen der Standorthydraulik 9

10 3. Herangehensweise Untersuchungsprogramm an Oberflächengewässer-und Grundwasserproben c) Chemische Untersuchungen auf die bekannten Schadstoffparameter sowie mögliche Störstoffe d) Ökotoxikologische Untersuchungen mithilfe standardisierter aquatischer Testverfahren Bildquelle: Gobio GmbH, 2015 (bearbeitet) 10

11 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen - Grundprinzipien Betrachtung der gesamten Lebensgemeinscha Testung verschiedener Trophie-Ebenen in einer sogenannten Testbatterie Quelle: de.wikipedia.org (bearbeitet) Überprüfung wichtiger Lebensfunktionen an sensitiven Referenzorganismen 11

12 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen Verwendung der etablierten aquatischen Testbatterie Test Dauer Trophie-Ebene Betrachtete Wirkung Fischeitest (DIN T6) Daphnientest (DIN ISO L30) 48 h Konsument 2. Ordnung 24 h Konsument 1. Ordnung AkuteToxizität+ Fruchtschädigung Akute Toxizität Algentest 72 h Primärproduzent Akute + chronische Toxizität (DIN L33) Leuchtbakterientest (DIN EN ISO L34) umu-test (DIN T3) Langzeittest mit Daphnien(OECD 211) < 0,5 h Destruent / Remineralisierer 2 h Destruent / Remineralisierer 21 d Konsument 1. Ordnung Akute Toxizität Gentoxizität Chronische Toxiziät 12

13 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen an aquatischen Organismen - Anwendbarkeit auf das Grundwasser? Überprüfung von Lebensfunktionen, die grundsätzlich bei Organismen in Grund-und Oberflächengewässern gleich ablaufen im Grund-und Oberflächenwasser vergleichbare taxonomische Gruppen Anwendung der etablierten Testverfahren auch auf Grundwasserproben statthaft 13

14 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen Eindrücke von der Probenahme 14

15 Gliederung 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Herangehensweise 4. Ergebnisse und Bewertung 5. Fazit 15

16 4. Ergebnisse und Bewertung Bewertung unter Berücksichtigung von: Empfindlichkeit des betroffenen Ökosystems Bewertungsmatrix des Handbuch Altlasten, Bd. 3, Teil 8 Vergleich aus Oberstrom bzw. Anstromund Abstrom Einteilung aquatischer Systeme nach ihrer Empfindlichkeit Menge des belasteten Grundwassers, welches in das Oberflächengewässer eintritt Sonstiger die Testorganismen beeinflussender Wasserinhaltsstoffe ( Störstoffe ) über sog. Salzkorrekturfaktor Quelle: HLUG, Handbuch Altlasten, Band3, Teil 8 (bearbeitet) 16

17 4. Ergebnisse und Bewertung Ergebnisdarstellung ökotoxikologischer Untersuchungen G-Stufe = kleinste Verdünnungsstufe, in der kein toxischer Effekt auftritt Systematik: G1 = unverdünnte Probe, G2 = ein Teil Probe und ein Teil Verdünnungswasser, G3 = ein Teil Probe und zwei Teile Verdünnungswasser, etc.. In den Daphnien-Langzeittests: Angabe von x % Hemmung bezogen auf die Vermehrung (in unverdünnter Probe) 17

18 4. Ergebnisse und Bewertung Oberflächengewässer (Auszug) Test Probenahmedatum Oberstrom Abstrom Flussmitte Oberflächengewässerproben Empfehlung von BfG OGW1 OGW2 OGW3 Bundeswasserstraßen / Große Fließgewässer Fischeitest G Ei 1 G Ei 1 G Ei 1 G Ei 1 G Ei 1 - k.a. Daphnientest G D 1 G D 1 G D 1 G D 1 G D 1 - G D 4-8 Algentest G A 1 G A 1 G A 1 G A 1 G A 1 - G A 4-8 Keine toxischen Effekte nachweisbar Leuchtbakterie G n-test L 2 G L 2 G L 2 G L 2 G L 2 - G L 4-8 k.a. umu-test G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 - Keine Verschlechterung des Oberflächengewässers [G EU 1,5] k.a. Langzeittest durch 0 % Deponien Steht aus -nachweisbar Steht aus - - [1 Vol.% <20% mit Daphnien Hemmung] JD-UQN [µg/l] Auffällige chemische Untersuchungsergebnisse gemäß OGewV Arsen [µg/l]

19 4. Ergebnisse und Bewertung Grundwasser (Auszug) Test Grundwasserproben M1/91 M2/91 MA 4 M3/15 M4/15 Vermeintl. Vermeintl. Vermeintl. Vermeintl. Zentrale Deponie Anstrom Anstrom Abstrom Abstrom Eintrag Schadstoffe aus Altlasten Fischeitest G Ei 1 G Ei 1 - G Ei 1 - G Ei 1 G Ei 1 G Ei 1 G Ei 1 G Ei 1 G Ei 2 Daphnientest G D 1 G D 1 - G D 1 - G D 1 G D 1 G D 1 G D 1 G D 1 G D 2 Gewisse toxische Effekte im An-und Abstrom nachweisbar Algentest G A 6 G A 1 - G A 1 - G A 1 G A 6 G A 1 G A 1 G A 1 G A 2 Grundwasser Probenahmedatum Leuchtbakterientest G L 2 G L 2 - G L 2 - G L 2 G L 2 G L 2 G L 4 G L 2 G L 4 umu-test G EU 1,5 G EU 1,5 - G EU 1,5 - G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 G EU 1,5 Langzeittest mit Daphnien 70,8% - Steht aus - Steht aus - Steht aus Auffällige chemische Untersuchungsergebnisse GFS [µg/l] keine signifikante Verschlechterung durch die Deponien Arsen Kupfer belegt 27 n.n. - n.n. - n.n. n.n n.n. 14 Zink n.n. n.n. - n.n. n.n. 58 Σ PAK 0,11 0,27-0,08 - n.n. n.n. - 0,12 0,28 0,2 Σ LHKW 0,59 26,0-11,9 - n.n 33,1 - n.n. n.n. 20 n.n. = kleiner Nachweisgrenze 19,9% Steht aus k.a. 19

20 Gliederung 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Herangehensweise 4. Ergebnisse und Bewertung 5. Fazit 20

21 5. Fazit für den Standort Anfänglich offene Fragen Gefahr für Ökosystem Oberflächengewässer oder GW? Alle kritischen Stoffe analysiert? Wirkungen der Stoffe untereinander (Raum, Zeit)? Informationszugewinn Oberflächengewässer: keine Verschlechterung, Grundwasser: keine signifikante Verschlechterung Einzelsubstanz-Analytik bei diesem Verfahren nicht relevant Wirkungen wurden erfasst 21

22 5. Fazit hinsichtlich des Verfahrens Vorteile des Verfahrens Beurteilung auch unbekannter Schadstoff- cocktails möglich Untersuchung konkreter Wirkungen auf Ökosysteme zusätzliches wertvolles Instrument bei der Gefährdungsbeurteilung Grenzen des Verfahrens Bislang keine normierten Tests mit Grundwasser- organismen Aussagekraft bei leichtflüchtigen Verbindungen durch nötige Probenvorbehandlung eingeschränkt Bislang keine Korrelation zu chemischen Ergebnissen möglich 22

23 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ökotoxikologische Untersuchungen Ein wichtiges Puzzlestück im Entscheidungsprozess 23

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