Umwelt NRW Daten und Fakten Die zunehmende

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1 Umwelt NRW Daten und Fakten Die zunehmende Beanspruchung von Böden durch Wirtschaft und Gesellschaft erfordert unter dem Gesichtspunkt einer nachhaltigen Nutzung der Ressourcen Boden und Fläche einen umfassenden Bodenschutz. Mit der Verabschiedung des Bundesbodenschutzgesetzes (BBodSchG 1998) der Bodenschutzund Altlastenverordnung (BBodSchV 1999) und des Landesbodenschutzgesetzes (LbodSchG 2000) wurden hierfür die gesetzlichen Grundlagen geschaffen. Der Boden nimmt eine zentrale Stellung im Ökosystem ein, da er im Überschneidungsbereich der Medien Luft, Wasser und Gestein angesiedelt ist. Auf den Boden wirkt eine Vielzahl von Belastungen ein: Im Hinblick auf die Stoffkreisläufe ist er für persistente Stoffe eine Senke. Persistente Stoffe sind z. B. Schwermetalle, Polyzyklische Kohlenwasserstoffe (PAH) oder Polychlorierte Bipenyle (PCB). Sie werden im Boden kaum verlagert oder abgebaut und reichern sich somit im Boden an. Auf dem Luftpfad werden in Form von NOx und SO 2 Säuren eingetragen. Die Säuren verbrauchen die Pufferkapazität der Böden. Bei niedrigen ph-werten werden vorher fest gebundene Schadstoffe mobil und können in andere Schutzgüter verlagert werden. Mineralische Nährstoffe werden ausgewaschen. Durch die Stoffanreicherung sind der Boden und die angrenzenden Schutzgüter wie Grundwasser, Pflanzen oder sogar der Mensch selbst gefährdet. Intensive Nutzung verändert den Boden aufgrund von Erosion und Auslaugung in seinen Eigenschaften nachteilig. Mit Versiegelung und Überbauung werden ungebremst erhebliche Flächenanteile der naturnahen Nutzung entzogen, die somit unwiederbringlich nicht mehr für die Wahrnehmung der ökologischen Bodenfunktionen zur Verfügung stehen. Für einen effektiven Bodenschutz sind möglichst umfangreiche und lückenlose Informationen über den Bodenzustand, über die Leistungsfähigkeit der Böden und über die Bodenbelastung erforderlich. Der Schwerpunkt der Aktivitäten des LUA lag deshalb in den letzten Jahren bei der Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen, beim Aufbau des Bodeninformationssystems (BIS NRW) und bei der Einrichtung von Bodendauerbeobachtungsflächen. Die Konzepte für das Bodeninformationssystem und für die Bodendauerbeobachtung werden erläutert und erste Ergebnisse zur Auswertung vorhandener Daten präsentiert.

2 Boden Boden Mehr als nur der Untergrund, auf dem wir stehen.1 Grundlagen des Bodenschutzes Bodeninformationssystem Am Anfang: Der Aufbau eines Informationssystems.1.1 Bodenschutz und Bodennutzung.1.2 Informationsgrundlagen für den Bodenschutz.1.3 Das Bodeninformationssystem.1.4 Berichtswesen.2 Stoffliche Bodenbelastung Aktuelle Schadstoffbilanz der Böden in NRW.2.1 Fachinformationssystem Stoffliche Bodenbelastung (FIS StoBo).2.2 Hintergrundwerte der stofflichen Bodenbelastung in NRW.2.3 Digitale Bodenbelastungskarten.3 Bodendauerbeobachtung in NRW Langfristige Trends von Bodenbelastungen und deren Auswirkungen.3.1 Konzept und Messstellenübersicht.3.2 Belastungsbedingte Trends bodenphysikalisch-/-chemischer Parameter.3.3 Erhebung bodenbiologischer Parameter

3 .1 Umwelt NRW Daten und Fakten Boden Mehr als nur der Untergrund, auf dem wir stehen.1 Grundlagen des Bodenschutzes Bodeninformationssystem Am Anfang: Der Aufbau eines Informationssystems.1.1 Bodenschutz und Bodennutzung Zweck des Bundesbodenschutzgesetzes vom 17. März 1998 ist es, nachhaltig die Funktionen des Bodens zu sichern oder wiederherzustellen ( 1 BBodSchG). Bei Einwirkungen auf den Boden sollen Beeinträchtigungen seiner natürlichen Funktionen sowie seiner Funktion als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte so weit wie möglich vermieden werden. Die Bodenfunktionen nach 2 BBodSchG sind in Tabelle.1/1 zusammengestellt. Die Bodenfunktionen können durch schädliche Bodenveränderungen beeinträchtigt werden. Die Beeinträchtigungen sind durch Maßnahmen abzuwehren, die das zukünftige Entstehen schädlicher Bodenveränderungen verhindern (Vorsorge) oder die die Auswirkungen bereits bestehender schädlicher Bodenveränderungen auf die Bodenfunktionen verhindern oder zumindest vermindern (Gefahrenabwehr). Dabei bestehen oftmals Zielkonflikte aufgrund konkurrierender Nutzungsansprüche an den Boden. Erfahrungsgemäß lassen sich eingetretene schädliche Bodenveränderungen nicht oder nur mit erheblichem technischem und finanziellem Aufwand rückgängig machen. Die Regeneration eines der Natur zurückgegebenen Bodens nimmt überdies erhebliche Zeit in Anspruch. Deswegen kommen dem vorsorgenden Bodenschutz und dem Management von bereits der naturnahen Nutzung entzogenen Flächen (Flächenrecycling) in der Flächennutzungsplanung eine besondere Bedeutung zu. Die aus den Überlegungen resultierenden Bodenschutzthemen sind in Abbildung.1/1 dargestellt. Tabelle.1/1: Bodenfunktionen nach 2 BBodSchG 1. Natürliche Bodenfunktionen: Lebensgrundlage und Lebensraum für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen Bestandteil des Naturhaushaltes, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen Abbau-, Ausgleichs- und Aufbaumedium für stoffliche Einwirkungen aufgrund der Filter-, Puffer- und Stoffumwandlungseigenschaften, insbesondere auch zum Schutz des Grundwassers 2. Funktion als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte 3. Nutzungsfunktionen: Rohstofflagerstätte Fläche für Siedlung und Erholung Standort für die land- und forstwirtschaftliche Nutzung Standort für sonstige wirtschaftliche und öffentliche Nutzungen, Verkehr, Ver- und Entsorgung 204

4 Boden.1 Bodenschutzthemen Flächenverbrauch schädliche Bodenveränderungen Überbauung Abgrabung stofflich stofflich/ nicht stofflich nicht stofflich Begrenzung von Stoffeinträgen Auswirkung vorhandener stofflicher Belastungen Erosion dadurch: Verlust an Boden Stoffeintrag in angrenzende Medien durch Abschwemmung Versiegelung Verdichtung Veränderung des Wasserhaushalts Umlagerung Abbildung.1/1: Bodenschutzthemen Die Vollzugsaufgaben, die sich daraus ergeben, sind nachfolgend zusammengestellt: Gefahrenbeurteilung bei bestehenden schädlichen Bodenveränderungen (verschiedene Pfade), Vermeidung von Auswirkungen auf die Böden und andere Schutzgüter beim Auf- und Einbringen von Materialien, Vorsorge gegen Entstehen von schädlichen Bodenveränderungen, Sicherstellen der Schadlosigkeit bei bodenbezogener Verwertung von Abfällen zur Verwertung nach Kreislaufwirtschaftsgesetz (Klärschlamm, Kompost, Baggergut,...), Sicherstellen der Schadlosigkeit bei Anwendung von Dünge- und Bodenverbesserungsmitteln, Beweissicherung zur Bodenbeschaffenheit (Genehmigungsverfahren), Beurteilung des Bodenzustands bezüglich Stoffeinträge über den Luftpfad, Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP), Ermittlung von Hintergrundwerten, Bodendauerbeobachtung, Beobachtung von Gewässern und Böden. Das behördliche Handeln im Bodenschutz basiert auf dem Bundes-Bodenschutzgesetz, auf der Bodenschutz- und Altlastenverordnung sowie auf dem Landesbodenschutzgesetz. Bodenschutz wird schon seit Anfang der 80er Jahre entwickelt und praktiziert. Er wurde aber nicht als eigenständiges Rechtsgebiet gesehen, sondern hielt Einzug in viele andere Rechtsbereiche wie Wasserhaushaltsgesetz, Abfallgesetz, Immissionsschutzgesetz, Naturschutzgesetz und Baugesetzbuch. In NRW sind das LUA, das Geologische Landesamt und in Teilfragen weitere Einrichtungen mit Fragen des Bodenschutzes betraut (s. Tabelle.1/2). Das LUA betrachtet vorrangig den Bodenzustand mit Blick auf die anthropogenen Belastungen, während das GLA die natürlichen (geogenen) Bodeneigenschaften erfasst und bewertet. Tabelle.1/2: Datenführende Stellen zu den Informationsgrundlagen im Bodenschutz Thema Datenführende Stelle Bodeneigenschaften GLA Stoffliche Belastung LUA (weitere Landeseinrichtungen, Abwasserverbände, Kommunen,...) Bodendauerbeobachtung LUA (LUA, GLA, LÖBF,...) Belastungsursachen LUA, Kommunen (ggf. weitere) (Altlasten, Emissionen, Deposition) Bodennutzung LVermA, Kommunen Relief, Topografie LVermA Klima, Niederschlag Wetterdienste, LUA Stoff- und Rechtseigenschaften LUA (ggf. weitere) 20

5 .1 Umwelt NRW Daten und Fakten Das Landesumweltamt hat in diesem Zusammenhang die folgenden Aufgaben: Erarbeitung der wissenschaftlichen und technischen Grundlagen zur fachgerechten Beurteilung bodenschutzrelevanter Fragestellungen und Durchführung von Erhebungen über die Belastung der Böden, Bereitstellung des Fachwissens und der Informationsgrundlagen für die Aufgaben des MURL und anderer mit dem Vollzug des Bodenschutzes befasster Stellen der Landesverwaltung und der kommunalen Verwaltung, Mitwirkung an der Abstimmung der fachlichen Grundlagen für den Vollzug des Bodenschutzes innerhalb des Landes und länderübergreifend, wie z.b. in den ständigen Ausschüssen der Bund/ Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz (LABO), Erarbeitung von Handlungskonzepten und Leitfäden für die Vollzugsbehörden, Gutachten und Stellungnahmen zu Fragen des Bodenschutzes in wichtigen Einzelfällen, Einrichtung und Betrieb des Bodeninformationssystems..1.2 Informationsgrundlagen für den Bodenschutz Zur Umsetzung des Vollzugs werden drei Handlungsebenen unterschieden: 1.) Zustandserhebung und Analyse, 2.) Bewertung sowie 3.) Maßnahmen und Planverfahren im Rahmen des Vollzugs. Den Handlungsebenen können bezogen auf Themenbereiche die Informationsgrundlagen zugeordnet werden, die in dem jeweiligen Zusammenhang eine Rolle spielen. In der Ebene Zustandserhebung, Analyse werden jene Parameter gewonnen, deren Auswertung die Grundlagen für die Bewertung des Bodenzustands liefern. Die Ergebnisse der Bewertung wiederum sind die Grundlage für ggf. zu ergreifende Maßnahmen im Bodenschutz. Eine Übersicht über die Handlungsebenen und der erforderlichen Informationsgrundlagen liefert die Tabelle.1/3. Der Differenzierung der Handlungsebenen für den Bodenschutz entsprechend werden Informationsgrundlagen erfasst. Zusätzlich existieren weitere Daten für die Interpretation und Bewertung der Ergebnisse. Tabelle.1/3: Handlungsebenen des Bodenschutzes mit Themenbereichen und Informationsgrundlagen Handlungsebenen Themenbereiche Informationsgrundlagen Zustandserhebung, Analyse Eigenschaften Korngrößen Wasseraufnahme Säureneutralisierung Feuchtestufe Bindungsstärke Relief Temperatur, Niederschlag Stoffgehalte Humusgehalt ph-wert Nährstoffe Schwermetalle persistente org. Stoffe Einwirkungen Nutzung Versiegelung Stoffeinträge Überformungen Bewertung Funktionserfüllung Ertragsfähigkeit Lebensraum Filter und Puffer Schutzbedürftigkeit seltene Bodentypen Gefährdung Austragsgefährdung Mobilisierbarkeit Bioverfügbarkeit Erosionsgefährdung Hämerobie ( Natürlichkeit ) Vollzug, Ausweisung von Schutzgebieten Maßnahmen, Beschränkung der Nutzung Planverfahren Begrenzung der Belastung Sanierung 206

6 Boden Das Bodeninformationssystem Ein wichtiger Aspekt des Bodenschutzes ist die Beschaffung und Bereitstellung von bodenkundlichen Daten, Daten über die stoffliche Belastung und die Nutzung der Böden. Deshalb wurde schon Anfang der 90iger Jahre mit der Einrichtung des Bodeninformationssystems (BIS NRW) begonnen. Im LUA liegt der Schwerpunkt auf dem Themenbereich stoffliche Bodenbelastung. Daneben baut das GLA die Fachinformationssysteme über die geowissenschaftlichen Grundlagen auf. Im Jahre 1994 wurde ein Prototyp mit den wesentlichen Strukturen und Funktionen für das BIS NRW fertiggestellt und am Beispiel von Anwendungen zum Thema stoffliche Belastung von Böden getestet. Neben dem Prototyp wurde das Fachinformationssystem Stoffliche Bodenbelastung (FIS StoBo) eingerichtet. Auf Grundlage der Erfahrungen mit dem Prototyp wurde das Konzept zur Einrichtung des Bodeninformationssystems überarbeitet und dabei an die Erfordernisse der DV-technischen Entwicklung angepasst. Die folgenden Module, die für den Bodenschutz von besonderer Bedeutung sind, werden zurzeit bearbeitet: Im LUA: Fachinformationssystem stoffliche Bodenbelastung (FIS StoBo), Informationssystem Altasten (ISAL), digitale Bodenbelastungskarten (BBK), Fachinformationssystem Bodendauerbeobachtung (FIS BDF), Schadstoffbank bodengefährdende Stoffe (SSDB), Kernsystem. Im GLA: Fachinformationssystem Bodenkunde (FIS Bo).1.4 Berichtswesen Die Module des BIS NRW bilden die Grundlage für die Umweltberichterstattung zum Thema Boden. Sie soll sukzessive fortgeschrieben werden. Im Rahmen der vorliegenden Berichtes Umwelt NRW Daten und Fakten wird mit den Themen.2 Stoffliche Bodenbelastung und.3 Bodendauerbeobachtung begonnen, weitere Themen werden später hinzukommen..2 Stoffliche Bodenbelastung Aktuelle Schadstoffbilanz der Böden in NRW.2.1 Fachinformationssystem Stoffliche Bodenbelastung (FIS StoBo) Gesetzliche und organisatorische Grundlagen Die Aufgaben des Bodenschutzes und die der räumlichen Planung sonstiger bodenrelevanter Verfahren erfordern immer häufiger schnelle Entscheidungen, beschleunigte Verfahren und verbesserte Informationsgrundlagen. Im 21 des Bundes-Bodenschutzgesetzes (BBodSchG) werden die Länder ermächtigt, Bodeninformationssysteme einzurichten und zu führen. Es können Daten von Bodendauerbeobachtungsflächen und Bodenzustandserhebungen über die physikalische, chemische und biologische Beschaffenheit des Bodens 207

7 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten sowie über die Bodennutzung erfasst werden. Bodeninformationssysteme sollen die systematische Erhebung, Aufbereitung und Auswertung bodenschutzrelevanter Daten erleichtern. Das am 30. Mai 2000 in Kraft getretene Landesbodenschutzgesetz Nordrhein-Westfalen (LbodSchG) weist diesbezüglich rechtliche Konkretisierungen sowie weitergehende ausführende Bestimmungen auf. Der 6 des Gesetzes beauftragt das Landesumweltamt mit der Einrichtung und Führung eines Fachinformationssystems Stoffliche Bodenbelastung. Darüber hinaus enthält das Gesetz Regelungen zu Inhalten sowie zur Datenerfassung, -aufbewahrung und -weitergabe. Für NRW wurde bereits 1994 das Bodeninformationssystem (BIS NRW) eingerichtet. Das FIS StoBo ist als ein Modul des BIS NRW erarbeitet worden und stellt die Datengrundlage für Auswertungen und Bewertungen zu Fragen der stofflichen Belastung von Böden in NRW bereit. Die Daten über Stoffgehalte in Böden lagen bisher in unterschiedlich strukturierten Datensammlungen bei verschiedenen Einrichtungen Nordrhein-Westfalens vor. Für übergreifende Auswertungen mussten die verfügbaren Daten zusammengeführt werden. Das FIS StoBo wurde mit der Zielsetzung eingerichtet, Daten über Stoffgehalte in Böden in einer einheitlich strukturierten Datenbank zu organisieren, um sie für Auswertungen zur Verfügung zu stellen. Das FIS StoBo enthält Daten über Stoffe, von denen Beeinträchtigungen der natürlichen Bodenfunktionen ausgehen können. Demzufolge sind Daten aus den obersten durchwurzelten Bodenhorizonten erfasst. Daten aus tieferen Bodenhorizonten bzw. -schichten werden nicht mit aufgenommen Aufbau des FIS StoBo Der Aufbau des FIS StoBo entspricht den Vorgaben für ein länderübergreifendes Bodeninformationssystem. Gemäß dieses Vorschlages sollen für definierte Themenbereiche Fachinformationssysteme aufgebaut werden, in denen Sachdaten ge- speichert und verfügbar gemacht werden können. Sachdaten sind punktbezogene Daten und Metadaten. Metadaten sind Informationen über die Daten. Metadaten sind häufig als Schlüssellisten in Tabellen zusammengefasst (z.b. Liste der Gemeindenamen, Liste der Stoffe, Liste der Analysemethoden, etc.). Die Daten des FIS StoBo werden in einer Datenbank in Tabellen abgelegt (s. Tabelle.2/1). Tabelle.2/1: Die wichtigsten Tabellen und Untergliederungen der Datenbank FIS StoBo Tabelle zur Einordnung der Inhalt Informationen ins FIS StoBo Probe Lage (Gauß-Krüger-Koordinaten), Nutzungsart, Entnahmetiefe, Probennahmevorschrift,... Parameter allgemeine Bodenparameter, Stoffgehalte, Analysenlabor und -methode, Nachweis- und Bestimmungsgrenzen,... Datensammlung Namen der Datensammlungen und Metadateien Datenbasis des FIS StoBo Im FIS StoBo werden Daten über Stoffgehalte in Böden aus Messprogrammen verschiedener Einrichtungen in NRW zusammengeführt. Bis zum jetzigen Zeitpunkt sind ca Datensätze aus 107 Datensammlungen von 82 datenführenden Stellen in das FIS StoBo eingestellt. Dabei entspricht ein Datensatz einer untersuchten Bodenprobe. Die Daten entstammen verschiedenen Datensammlungen. Es wurden Daten über Stoffgehalte aus Messprogrammen der Kreise und kreisfreien Städte, der Landeseinrichtungen und der Abwasserverbände berücksichtigt. Der größte Teil (49 %) der bisher eingestellten Daten entstammt Untersuchungen der Abwasserverbände. Sie führen als Betreiber der Abwasserbehandlungsanlagen Untersuchungen landwirtschaftlich genutzter Böden auf Schwermetallgehalte nach Klärschlammverordnung durch. Auch die Kreise und kreisfreien Städte führen Bodenmessprogramme zu verschiedenen Fragestellungen durch. 30 % der Daten entstammen solchen Untersuchungsprogrammen. Ein 208

8 Boden.2 Anteil (16 %) der in das FIS StoBo eingestellten Daten entstammt Untersuchungen der Landeseinrichtungen (LUA, LÖBF, GLA). Unter Sonstige (Anteil von %) zählen v.a. Untersuchungen, die von Universitäten im Rahmen von Diplom- oder Doktorarbeiten durchgeführt wurden. So führte z. B. die Universität Köln umfangreiche Untersuchungen zur Erfassung der Stoffgehalte in Auenböden verschiedener Flüsse Nordrhein-Westfalens durch. Ein großer Teil der Daten aus den genannten Datensammlungen wurde bereits im Rahmen von Forschungsvorhaben gesammelt, digital erfasst und ausgewertet. Einen Überblick über die Datenlage liefert die Tabelle.2/2. Tabelle.2/2: Datenführende Stellen, Anzahl der Datensammlungen und Datensätze Datenführende Anzahl der Anzahl der Anzahl der Stellen datenfüh- Daten- Datenrenden Stellen sammlungen sätze (ca.) Kreise und Städte Landeseinrichtungen Abwasserverbände Sonstige Gesamt Auch die Karte.2/1 gibt einen Überblick über die Probendichte und die Anzahl der Datensammlungen (differenziert nach datenführender Stelle) der Kreise und kreisfreien Städte in NRW. In den Kreisen Kleve, Wesel, Recklinghausen, Viersen und Neuss liegen Daten von mehr als 2000 Probenahmeorten vor. Für die Kreise Olpe und Siegen-Wittgenstein sowie die Städte Hagen und Herne hingegen liegen Daten von weniger als 100 Probenahmeorten vor. Von den ca untersuchten Bodenproben wurden 91 % auf Schwermetallgehalte untersucht. Demgegenüber wurden an nur 9 % der Proben Untersuchungen zur Ermittlung der Gehalte an organischen Schadstoffen durchgeführt (6 % der Proben auf PAH, 2 % auf PCB und 1 % auf PCDD/PCDF). Die Karte.2/2 zeigt die Datendichte von Schwermetallen am Beispiel von Blei, die Karte.2/3 die Datendichte von PAH (dargestellt am Beispiel Benzo[a]pyren). Die Texte und Tabellen geben den aktuellen Stand wieder, die Karten zeigen den Stand des Jahres keine Proben > Anzahl der Datensammlungen 6 Datensammlungen der Kreise und kreisfreien Städte Datensammlungen der Landeseinrichtungen Datensammlungen der Abwasserverbände Datensammlungen sonstiger Einrichtungen Karte.2/1: Probendichte und Anzahl der Datensammlungen (differenziert nach datenführender Stelle) der Kreise und kreisfreien Städte Nordrhein-Westfalens 209

9 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten Anzahl der Daten pro Kreis oder kreisfreien Stadt (Gesamt-Anzahl: ) keine Daten vorhanden > Karte.2/2: Karte der Schwermetalldatendichte (Pb) in NRW Anzahl der Daten pro Kreis oder kreisfreien Stadt (Gesamt-Anzahl: 2 848) keine Daten vorhanden > 00 Karte.2/3: Karte der PAH-Datendichte (Benzo[a]pyren) in NRW 210

10 Boden.2 Acker (Beprobungstiefe 0-30 cm) Grünland (Beprobungstiefe 0-10 cm) Gartenland (Beprobungstiefe 0-30 cm) Wald (Beprobungstiefe 0-10 cm) keine Daten vorhanden > Anzahl der Daten pro Kreis oder kreisfreien Stadt Gesamtanzahl: Acker 1.98 Grünland.199 Gartenland 9 Wald 1.23 Karte.2/4: Schwermetalldatendichte (Pb) in NRW, Vergleich der Nutzungsarten Daten über Schwermetalle (am Beispiel Blei) liegen für die meisten Kreise Nordrhein-Westfalens vor. Die höchste Datendichte weisen die Kreise Kleve, Wesel, Viersen, Neuss und Recklinghausen auf. Für die Datendichte von PAH (am Beispiel von Benzo[a]pyren) zeigt sich für NRW eine andere Verteilung. Weite Teile des Landes weisen eine nur geringe Anzahl von Daten auf, für viele Kreise liegen gar keine Daten zur PAH-Belastung von Böden vor. Die im FIS StoBo enthaltenen Daten entstammen überwiegend den Oberböden bzw. den oberen Horizonten. Für die Nutzung Acker und Kleingärten wurden Daten aus den obersten 30 cm (Ap-Horizont), für Grünland aus den obersten 10 cm (Ah-Horizont) entnommen. Für Waldböden wurden neben Daten aus den obersten 10 cm (Ahbzw. Aeh-Horizont) auch Daten der Auflage- Horizonte (Of-, Oh-Lagen) sowie den B-Horizonten eingestellt. Für spezielle Fragestellungen sind insbesondere die Nutzungsarten Kleingärten und Spielplätze mit abweichenden Entnahmetiefen 211

11 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten untersucht worden. In Tabelle.2/3 ist beispielhaft die Anzahl der untersuchten Probnahmeorte für ausgewählte Nutzungsarten, Entnahmetiefen und Parameter angegeben. Am Beispiel Blei wird die Schwermetalldatendichte für verschiedene Nutzungen auf Kreisebene In der Abbildung.2/1 ist beispielhaft die Oberfläche der Eingabemaske für Probendaten abgebildet. Für die meisten Eingaben werden Schlüssellisten in Listboxen angeboten. Zur Erläuterung der einzelnen Schlüsselwerte werden die zugeordneten Klartexte mit angezeigt Tabelle.2/3: Anzahl der untersuchten Probenahmeorte für die Nutzungsarten Acker, Grünland, Wald, Kleingarten (selektiert nach Entnahmetiefen und Parametern) Nutzungsart Schadstoffgruppe (Entnahmetiefe) (untersuchter Parameter) Schwermetalle PAH (BaP) PCB (PCB-28) PCDD/F (Blei) (2,3,7,8-TCDD) Acker (0-30cm) Grünland (0-10cm) Wald (0-10cm) Kleingarten (0-30cm) Daten des FIS StoBo über Stoffgehalte des Bodens stammen von Abwasserverbänden, von Kreisen und kreisfreien Städten, von Landeseinrichtungen wie LUA, LÖBF oder GLA und u.a. von Untersuchungen der Universitäten. dargestellt (s. Karte.2/4). Die meisten Daten liegen für die Nutzung Acker und Grünland vor. Dies sind v.a. Daten der Abwasserverbände aus Untersuchungen landwirtschaftlich genutzter Böden, die im Rahmen der Klärschlammverordnung erfolgen. Ein Großteil der vorliegenden PAH-Daten aus Böden der Nutzungsart Kleingärten entstammen Untersuchungen der Kreise zur Ermittlung ihrer Belastung. Ein Vergleich der eingestellten Daten untereinander kann nur unter der Berücksichtigung der gleichen Methodik möglich sein. Deshalb werden Auskünfte über Entstehung und Verwendung der Daten als Metadaten zur Information ebenfalls zur Verfügung gestellt Datenerfassung Für die Datenerfassung wurde ein Erfassungsbaustein entwickelt, in dem über verschiedene Masken die Eingabe von Daten über Stoffgehalte realisiert wurde. Für jede Probe werden u.a. folgende Angaben in die Datenbank aufgenommen: Untersuchungsprogramm, Untersuchungsanlass, Lage des Probenahmeortes (Gemeinde, Naturraum, 7-stellige Gauß-Krüger- Koordinaten), Nutzungsart, Probenahmevorschrift, Bodentyp, Probenahmetiefe / Horizont, Bodenart, ph-wert, Humusgehalt, Stoffgehalte, Aufschluss- und Analysemethoden, Analyselabor. Die Daten können nach der Erfassung von den datenführenden Stellen für eigene Zwecke genutzt und für übergreifende Auswertungen im FIS StoBo zur Verfügung gestellt werden. Die Erfassung mit Hilfe eines standardisierten Bausteines führt zu einer erheblichen Arbeits- und Zeitersparnis. Der Erfassungsbaustein wird datenführenden Stellen auf Anfrage vom LUA kostenlos zur Verfügung gestellt. Auch die Einstellung der Metadaten und Metainformationen in das FIS StoBo erfordert eine einheitliche Strukturierung. Durch die Erfassung in Formblättern und die Verwendung von Schlüssellisten kann dieses gewährleistet werden. Für jede Datensammlung werden zwei Formblätter zur Erfassung von Metainformationen / Metadaten ausgefüllt, eines für die Orientierungs- und eines für die Detailebene. Die Orientierungsebene soll einen Überblick über die Datensammlung verschaffen. Sie enthält z.b. Informationen zu der Datensammlung, zu Fragestellung und Veranlassung der Untersuchung, etc.. Die Detailebene hingegen enthält genauere Angaben zu den Datenbeständen bzw. zu den untersuchten Probenahmeorten, Proben und Parametern. Hier sind Angaben zu den Standortverhältnissen, zu Methoden der Probenahme und Analytik und ausführliche Angaben zu den untersuchten Parametern abgelegt. 212

12 Boden.2 Abbildung.2/1: Oberfläche des FIS StoBo-Erfassungsbausteines (Oberfläche für die Eingabe in Tabelle Probe und Parameter).2.1. Selektion, Visualisierung, Auswertung Für eine Auswertung werden die benötigten Daten (z. B. für einen bestimmten Untersuchungsraum) aus den verfügbaren Datensammlungen selektiert. Der Selektionsbaustein ermöglicht die freie Selektion von Daten aus dem FIS StoBo, ohne dass Kenntnisse einer Abfragesprache erforderlich sind. Er bildet die Basis für alle Auswertungen mit Daten aus dem FIS StoBo. Für die Selektion und Ausgabe der Daten werden folgenden Kriterien angeboten: Datensammlungen (Name der Untersuchungsprogramme), Nutzungsarten, Parameter (geordnet nach Stoffgruppen), Raumbezug (Kreis-/Gemeindenamen oder Koordinaten) Probenahmetiefe (Entnahmetiefe oder -horizont), Excel-Tabellenformat, statistische Auswertungen, räumliche Auswertung mit GIS (Geo- Informationssysteme), ggf. zusammen mit weiteren raumbezogenen Daten. In der Abbildung.2/2 ist die Oberfläche des Selektionsbausteines abgebildet. Mit Hilfe eines GIS lässt sich z.b. relativ einfach die Lage der Probenahmeorte eines Untersuchungsprogrammes bestimmen und mit Punktsymbolen in den Grenzen der Kreise und kreisfreien Städte von NRW darstellen (vgl. Abb..2/3). Die Funktion Info öffnet nach vorhergehender Markierung einer Datensammlung die dem Untersuchungsprogramm zugeordneten Metainformationen. Damit können jederzeit Hintergrundinfor- 213

13 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten Abbildung.2/2: Oberfläche des FIS StoBo-Selektionsbausteines Abbildung.2/3: Lage der Probenahmeorte eines Untersuchungsprogrammes in Nordrhein-Westfalen 214

14 Boden.2 mationen über die selektierten Daten abgerufen werden. Der hier dargestellte Selektions- und Auswertungsbaustein des FIS StoBo wird mit den dargestellten Funktionen auch im Rahmen des DIM im MURL angeboten Anwendungsmöglichkeiten Die Daten des FIS StoBo bilden die Grundlage für vielfältige Aus- und Bewertungen. Aus den Daten des FIS StoBo können z.b. Hintergrundwerte für einzelne Schadstoffe abgeleitet werden (s. Kap..2.2). Mit Hilfe weiterer räumlicher Informationen (z.b. Karte der Emittenten, der Überschwemmungsgebiete, der Erzabbaugebiete, etc.) können Ursachenanalysen sowie ggf. Maßnahmen bzw. Empfehlungen abgeleitet werden. Die Daten des FIS StoBo sind eine wichtige Datengrundlage für die Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten (s. Kap..2.3) Datenschutzbestimmungen Im FIS StoBo werden Daten über Stoffgehalte aus Böden mit 7stelligen Gauß-Krüger-Koordinaten, d.h. ortsgenau mit einer Genauigkeit von bis zu 1 m, eingestellt. Nur so ist für die meisten Auswertungen eine korrekte Verknüpfung mit raumbezogenen Daten, z.b. Bodenkarten oder topografischen Karten, möglich. Mit der Angabe 7stelliger Gauß-Krüger-Koordinaten ist jedoch eine eindeutige Zuordnung der untersuchten Probenahmeorte zu den Grundstückseigentümern möglich. Es liegen damit personenbezogene Daten vor. Diese personenbezogenen Daten stehen nur für interne Auswertungen zur Verfügung. Auf Grundlage der jetzigen datenschutzrechtlichen Bestimmungen werden Daten an Behörden (Kommunen, StUÄ) zur Wahrnehmung der gesetzlichen Aufgaben vollständig und kostenfrei weitergegeben. Firmen, die im Auftrag von Behörden deren Aufgaben erledigen, werden wie Behörden behandelt, die Datenübermittlung erfolgt allerdings unter der Auflage, dass diese nach Beendigung der Arbeit gelöscht werden. Weiterhin werden vollständige Daten auch gegen Vorlage einer Einverständniserklärung der Eigentümer weitergegeben. In allen anderen Fällen werden Daten anonymisiert oder aggregiert weitergegeben. Dabei erfolgt eine Anonymisierung durch Rundung der Koordinaten auf 1 km-genauigkeit, die Aggregierung erfolgt durch zusammenfassende statistische Auswertung und Weitergabe der Daten mehrerer Flächen in einem Gebiet..2.2 Hintergrundwerte der stofflichen Bodenbelastung in NRW Schadstoffgehalte in Böden Böden enthalten unterschiedliche Mengen persistenter Stoffe wie Schwermetalle, Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH), polychlorierte Biphenyle (PCB) sowie Dioxine und Furane (PCDD/PCDF), die sich dadurch auszeichnen, dass sie nur langsam abgebaut bzw. verlagert werden. Die Herkunft der Stoffe ist unterschiedlich, sie gelangen über verschiedene Eintragspfade in die Böden. So können diese Schadstoffe entweder durch die Prozesse der Bodenbildung aus Ausgangsgestein, d.h. geogen / pedogen bedingt (nur für Schwermetalle zutreffend) oder durch die Aktivitäten des Menschen (anthropogen bedingt) in die Böden eingetragen werden. Die persistenten Stoffe in Böden sind jedoch nicht homogen über die Flächen verteilt. Durch lokale Besonderheiten 21

15 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten können Stoffe angereichert werden, sodass Belastungsschwerpunkte entstehen, die sich vom normalen Hintergrund abheben. Der allgemein verbreitete Hintergrundgehalt eines Stoffes oder einer Stoffgruppe wird durch die Hintergrundwerte repräsentiert. Es liegen sowohl länderübergreifende als auch länderspezifische Hintergrundwerte vor. Hintergrundwerte werden zur Bewertung von Messergebnissen, z.b. zur Bewertung der Stoffgehalte eines Bodens bzw. zur Bewertung einer Bodenbelastung, verwendet Hintergrundwerte in NRW Der Hintergrundgehalt eines Bodens setzt sich aus dem geogenen Grundgehalt eines Bodens und der ubiquitären Stoffverteilung als Folge diffuser Einträge in den Boden zusammen. Dabei umfasst der geogene Grundgehalt den Stoffbestand eines Bodens, der sich aus dem Ausgangsgestein, ggf. Vererzungen und der durch bodenbildende Prozesse beeinflussten Umverteilung (Anreicherung oder Verarmung) von Stoffen im Boden ergibt. Hintergrundwerte, die auf den ermittelten Hintergrundgehalten beruhen, bezeichnen unter Angabe der statistischen Kenngrößen und der Differenzierung hinsichtlich Bodeneigenschaften und Standortverhältnisse sowie der Bezugsgrößen Nutzung und Gebietstyp die repräsentativen Stoffkonzentrationen in Böden. In der Regel werden die 0. und 90. Perzentile der nach den vorgenannten Merkmalen klassifizierten Hintergrundgehalte als Hintergrundwerte angegeben. Sie setzen sich aus den naturbedingten Grundgehalten und der allgemein vorhandenen anthropogenen Zusatzbelastung der Böden zusammen. Punktuelle Belastungen gehen jedoch nicht mit in die Ermittlung der Hintergrundwerte ein Datengrundlagen zur Ermittlung der Hintergrundwerte In unterschiedlichen Vorhaben wurden Daten über Stoffgehalte in Oberböden von NRW gesammelt und entsprechend ausgewertet. Die Daten wurden auch in das Fachinformationssystem Stoffliche Bodenbelastung (FIS StoBo) eingestellt, das als ein Modul des Bodeninformationssystems NRW (BIS NRW) eingerichtet wurde (s. Kap..2.1). Aus den Daten des FIS StoBo werden für NRW für die Nutzungen Acker und Grünland die Hintergrundwerte der stofflichen Bodenbelastung für persistente organische und anorganische Stoffe ermittelt. Die Hintergrundwerte für die Nutzung Wald wurden aus den Daten der Bodenzustandserhebung (BZE) ermittelt. Die Hintergrundwerte werden zunächst für den mineralischen Oberboden (A-Horizonte) und für die organische Auflage von Waldböden (O-Horizont) angegeben. Für die Auflage wurden die Werte der Oh-Lage verwendet Anwendungen der Hintergrundwerte Hintergrundwerte können zu Fragestellungen des Bodenschutzes, z.b. zur Beurteilung eines Stoffgehaltes im Boden oder einer Bodenbelastung unter Berücksichtigung der Bezugsgrößen (Ausgangsgestein, siedlungsstruktureller Gebietstyp) genutzt werden. Mit Hilfe von Hintergrundwerten kann der Bodenzustand beschrieben werden. Landesweit geltende Werte können u.a. als Grundlage zur Ableitung von Vorsorgewerten zur Begrenzung von Stoffeinträgen herangezogen werden. Regionale oder lokale Hintergrundwerte können z.b. bei der Identifikation einer spezifischen Belastungsursache, bei der Altlastenbeurteilung oder zur Darstellung der Vorbelastung bei einer Umweltverträglichkeitsuntersuchung bei geplan- 216

16 Boden Boden.2 Tabelle.2/4: Zuordnung der Kreise und kreisfreien Städte zu den siedlungsstrukturellen Gebietstypen Gebietstypen Typ I Typ II Typ III Kreise Kreis Aachen, Ennepe- Mettmann, Neuss, Kleve, Wesel, Heinsberg, Ruhr-Kreis, Hoch- Viersen, Düren, Erftkreis, Borken, Coesfeld, sauerlandkreis, Euskirchen, Oberber- Steinfurt, Warendorf, Märkischer Kreis gischer-kreis, Gütersloh, Herford, Rheinisch-Bergischer- Höxter, Lippe, Minden- Kreis, Rhein-Sieg-Kreis, Lübbecke, Paderborn, Recklinghausen, Olpe, Soest Siegen-Wittgenstein, Unna kreisfreie Städte Düsseldorf, Essen, Krefeld, Leverkusen, Bielefeld, Hamm Münster Mönchengladbach, Mülheim, Oberhausen, Remscheid, Solingen, Wuppertal, Bonn, Köln, Bottrop, Gelsenkirchen, Bochum, Dortmund, Hagen, Herne Die Städte Duisburg, Aachen und Eschweiler sowie Teile der Städte Stolberg und Mechernich weisen aufgrund besonderer geogener oder anthropogener Einflüsse zum Teil stärkere Anreicherungen verschiedener Stoffe auf und lassen sich daher nicht den 3 Gebietstypen zuordnen. Tabelle.2/: Hintergrundwerte für anorganische Stoffe in Böden Nordrhein-Westfalens (Datengrundlage für Acker und Grünland: FIS StoBo, für Wald: BZE), 0er und 90er Perzentile (n>> 100), Angabe der Gesamtgehalte (Acker, Grünland: Königswasserextraktion, Wald: Mikrowellen-Druckaufschluß (HNO 3, H 2O 2, HCl) Perzentile Cd Cr Cu Ni Pb Zn [mg/kg] Acker Oberboden Typ 0 0 0, , Typ I 0 0, , Typ II 0 0, , Typ III 0 0, , Grünland Oberboden Typ 0 0 0, , Typ I 0 0, , Typ II 0 0, , Typ III 0 0, , Wald Auflage (Oh) Typ 0 0 0, , Typ I 0 0, , Typ II 0 0, , Typ III 0 0, , Wald Oberboden Typ 0 0 0, , Typ I 0 0, , Typ II 0 0, , Typ III 0 0, , Typ 0: landesweite Hintergrundwerte ohne Differenzierung nach siedlungsstrukturellen Gebietstypen Typen I-III: regionale Hintergrundwerte mit Differenzierung Typ I Regionen mit großen Verdichtungsräumen (Ballungsräume und Kreise im weiten Einflussbereich von Erzabbaugebieten) Typ II Regionen mit Verdichtungsansätzen (Großstadtrandbereiche und Bereiche mit geogen in geringem Umfang erhöhten Schwermetallgehalten in Böden) Typ III ländlich geprägte Regionen (Ländliche Gebiete sowie Gebiete außerhalb des Einflussbereiches vorrangiger Belastungsursachen) 217

17 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten ten Emittenten angewendet werden. Die Hintergrundwerte geben Informationen darüber, ob die ermittelte Konzentration der zu beurteilenden Fläche sich aus dem allgemeinen (umgebenden) Belastungsniveau heraushebt. Die länderspezifischen Hintergrundwerte für anorganische und organische Stoffe ermöglichen gegenüber den länderübergreifenden Hintergrundwerten eine bessere Differenzierung. Um die Werte für großmaßstäbige Auswertungen heranziehen zu können, ist ihre Repräsentativität in Bezug auf Ausgangsgestein, Nutzung, etc. im Einzelfall zu prüfen. Die Aufstellung dieser Werte setzt jedoch geeignete einheitliche Methoden bei der Datenerhebung, einen statistisch abgesicherten Datenumfang sowie die Berücksichtigung vergleichbarer Bezugsgrößen voraus. Nur so kann eine flächenrepräsentative Aussage gewährleistet werden. Zur Differenzierung nach Gebietstypen sind die einzelnen Kreise und Städte verschiedenen siedlungsstrukturellen Gebietstypen zugeordnet (vgl. Tab..2/4, Karte 2.4/3 [Siedlungsdichte]). Typ I bezieht sich auf Regionen mit großen Verdichtungsräumen, Typ II auf Regionen mit Verdichtungsansätzen und Typ III auf ländlich geprägte Regionen. Typ O bezeichnet Hintergrundwerte ohne Differenzierung nach siedlungsstrukturellen Gebietstypen. Diese werden auch als landesweite Hintergrundwerte bezeichnet. In den Tabellen.2/ und.2/6 sind die derzeit verfügbaren landesweiten und regionalen Hintergrundwerte angegeben. In Karte.2/ ist die Bewertung der Bleigehalte der Oberböden der Nutzungen Acker, Grünland und Wald anhand der Klassierung nach landesweiten Hintergrundwerten ohne Differenzierung nach sied- Tabelle.2/6: Hintergrundwerte für organische Stoffe in Böden Nordrhein-Westfalens (Datengrundlage für Acker, Grünland und Wald: FIS StoBo), 0er- und 90er-Perzentile Perzentile B[a]P PCB (= Summe 6 Kong.) 1 [µg/kg] n [µg/kg] n Acker Oberboden Typ Typ I 0-6, ,8 61 Typ II Typ III , ,1 41 Grünland Oberboden Typ Typ I 0-4, ,6 28 Typ II Typ III , ,9 71 Wald Oberboden Typ Typ I Typ II Typ III Typ 0: landesweite Hintergrundwerte ohne Differenzierung nach Gebietstyp (Siedlungsstruktur) Typen I - III: regionale Hintergrundwerte mit Differenzierung Typ I hohe Siedlungsdichte, Kernzone, sehr starker industrieller Besatz, Schwerpunkte der industriellen Entwicklung des Landes Typ II mittlere Besiedlungsdichte, mittlerer industrieller Besatz Typ III geringe Siedlungsdichte, Klein- und Mittelstädte in ländlicher Umgebung, kaum Industrie, starke landwirtschaftliche oder forstwirtschaftliche Prägung 1 Summe für 6 Kongenere (ähnliche Verbindungen) 218

18 Boden.2 Acker (Beprobungstiefe 0-30 cm) Grünland (Beprobungstiefe 0-10 cm) Gartenland (Beprobungstiefe 0-30 cm) Wald (Beprobungstiefe 0-10 cm) weniger als 2 Proben < 0. Perzentil zwischen dem 0. und 90. Perzentil > 90. Perzentil Karte.2/: Bleibelastungen in den Gemeinden Nordrhein-Westfalens, klassifiziert nach Hintergrundwerten lungsstrukturellen Gebietstypen durchgeführt worden. Aufgrund der geringen Datendichte lässt die Karte allerdings nur eingeschränkte Aussagen zu. Für die Nutzung Acker und Grünland liegt die Bleibelastung des größten Teils der Gemeinden von NRW im Bereich einer geringen bis mittleren Belastung (< 0% Perzentil bzw. zwischen 0 und 90% Perzentil). Einzelne Gemeinden bzw. Städte weisen hingegen höhere Belastungen der Böden mit Blei auf. Dieses betrifft einzelne Städte des Ruhrgebietes sowie den Raum Aachen-Stolberg. Diese erhöhten Schwermetallgehalte sind sowohl geogen als auch anthropogen bedingt. 219

19 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten Die digitalen Bodenbelastungskarten (BBK) sind für Böden naturnaher Nutzung konzipiert. Für die Bearbeitung der innerstädtischen Siedlungsböden wird zurzeit eine Methode vom LUA erarbeitet..2.3 Digitale Bodenbelastungskarten Aufstellung und Anwendung digitaler Bodenbelastungskarten Mit Einführung der rechtlichen Grundlagen für den Bodenschutz Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG 1998) und Landes-Bodenschutzgesetz (LbodSchG 2000) ergeben sich neue Aufgaben zum Vollzug des Bodenschutzes. Zur Unterstützung insbesondere der unteren Bodenschutzbehörden bei den kommunalen Gebietskörperschaften wurden digitale Bodenbelastungskarten (BBK) entwickelt, die z.b. für die Erfassung und Bewertung von Flächen mit schädlichen Bodenveränderungen und Verdachtsflächen eingesetzt werden können. Digitale Bodenbelastungskarten unterstützen in diesem Beispiel die behördliche Ermittlungspflicht nach 9 BBodSchG. Nach Abs. 1 LbodSchG erfassen die zuständigen Behörden schädliche Bodenveränderungen und Verdachtsflächen. Nach Abs. 2 LbodSchG können zur Erfassung von Verdachtsflächen Bodenbelastungskarten erstellt werden. Mit Hilfe digitaler Bodenbelastungskarten sind flächenhafte Auswertungen auf Überschreitung der Vorsorge-, Prüfund Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutzund Altlastenverordnung (BBodSchV 1999) möglich. Diese Auswertungen liefern Hinweise auf möglichen weiteren Handlungsbedarf. Darüber hinaus können digitale Bodenbelastungskarten Informationen für bodenrelevante Planungs- und Genehmigungsverfahren sowie für Fragen der Abfallverwertung bereitstellen. Im Einzelnen ergeben sich insbesondere folgende Anwendungsbereiche: 1. Abgrenzung von Gebieten einheitlicher Hintergrundwerte, 2. Ermittlung und Abgrenzung von Gebieten, in denen die Vorsorgewerte nach Anhang 2 Nr. 4 BBodSchV überschritten sind, 3. Ermittlung und Abgrenzung von Gebieten im Hinblick auf das Auf- und Einbringen von Materialien nach 12 BBodSchV, 4. Ermittlung und Abgrenzung von Gebieten, die für die Verwertung von Abfällen nach BioAbfV und AbfKlärV geeignet sind,. Ermittlung und Abgrenzung von Gebieten mit geogen/ naturbedingt oder großflächig siedlungsbedingt erhöhten Stoffgehalten nach 8 Abs. 2 Nr. 1 BBodSchG in Verbindung mit 9 Abs. 2 und 3, 12 Abs. 10 sowie Anhang 2 Nr. 4.1 BBodSchV, 6. Beurteilung der stofflichen Bodenbelastung im Einflussbereich von Emittenten (z.b. geplante Anlagen nach UVPG), 7. Ursachenbezogene Bewertung von Einzelflächen anhand von Hintergrundwerten, 8. Ermittlungen zur Erfassung von schädlichen Bodenveränderungen und Verdachtsflächen nach LbodSchG und deren Abgrenzung, 9. Abwägungs- und Kennzeichnungsgrundlage für besonders belastete Böden im Rahmen der Bauleitplanung nach 1, und 9 BauGB. Die wesentliche Grundlage für die genannten Anwendungsbereiche ist die als Ergebnis der räumlichen Interpolation erstellte stoffspezifische Ergebniskarte geschätzte Stoffgehalte (vgl. Tabelle.2/7), in der für jeden Stoff der geschätzte Stoffgehalt flächendeckend dargestellt wird. Durch weitergehende Auswertungen können diese Ergebnisse für die o.g. Anwendungsbereiche genutzt und in Form von Auswertungskarten dargestellt werden. Digitale Bodenbelastungskarten stellen die Verbreitung von Schadstoffen in Böden flächenhaft dar. Ausgangspunkt für digitale Bodenbelastungskarten sind Daten über die Stoffgehalte aus punktbezogenen Untersuchungen von Oberböden natürlich entwickelter Bodenprofile der Nutzungsarten Acker, Grünland und Wald. Die überwiegend im Siedlungsbereich der Städte vorhandenen Böden unterliegen häufig Veränderungen durch Ab- und Umlagerungen künstlicher oder technisch veränderter Substrate. Diese Böden können bei der Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten mit der für naturnahe Nutzungen entwickelten Methode nicht berücksichtigt werden. Sie werden bei der Darstellung der Ergebnisse ausgegrenzt. Für die flächenhafte Darstellung der stofflichen Belastung in Siedlungsbereichen wird zurzeit eine Methode vom LUA entwickelt. 220

20 Boden.2 hoch Für jeden Stoff werden die in Tabelle.2/7 beschriebenen Karten erzeugt: Mit den Methoden zur Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten ist es prinzipiell möglich, auf vorhandene Daten aufzusetzen und je nach finanziellen Möglichkeiten interaktiv die Qualität der Ergebnisse zu verbessern. Geostatistisch betrachtet ist ein Optimum erreicht, wenn kein weiterer Untersuchungsbedarf mehr ermittelt wird. Abgrenzung des Untersuchungsgebietes Bereitstellung der Hard- und Software Beschaffung und Bearbeitung der Daten- und Kartengrundlagen Validierung der Daten über Stoffgehalte in Böden Anzahl vorliegender Daten? gering Messnetzplanung Untersuchungen Datenerfassung räumliche Interpolation der Daten Ergebniskarte der geschätzten Stoffgehalte Ermittlung des Untersuchungsbedarfs kein Bedarf weiterer Bedarf Messnetzplanung Untersuchungen Datenerfassung Visualisierung und Auswertungen Die Kenntnis der flächenbezogenen stofflichen Belastung und ihrer Einflussfaktoren ermöglicht eine differenzierte Beurteilung der Bodenbelastun- Karten Inhalt standardisierte geschätzte flächenhafte Verteilung der Stoffgehalte, die um den Schwermetallgrundgehalt Stoffgehalte sowie um den Einfluss durch Nutzung und Überschwemmung bereinigt sind. Schätzgüte Schätzgüte: gering, mittel oder hoch geschätzte Stoffgehalte flächenhafte Darstellung der geschätzten Stoffgehalte der Oberböden unter Berücksichtigung von Schwermetallgrundgehalten sowie Nutzungs- und Überschwemmungseinfluss Hintergrundwerte-Vergleich geschätzte Stoffgehalte, klassifiziert nach den Hintergrundwerten (s. Kap..2.2) Untersuchungsbedarf Tabelle.2/7: Karten zur Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten Untersuchungsbedarf: wird durch Kombination der Karten geschätzte Stoffgehalte und Schätzgüte erzeugt und anschließend klassifiziert (Untersuchungsbedarf: gering, mittel oder hoch) gen und zusammen mit zusätzlichen Daten über Bodeneigenschaften und Belastungsursachen weitere Auswertungen der bereits vorhandenen Daten für spezielle Fragen des Bodenschutzes. Für die Erstellung der Bodenbelastungskarte werden die in Abbildung.2/4 genannten Arbeitsschritte durchgeführt. Die für die Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten erforderlichen Module (FIS StoBo- Erfassungsbaustein, BBK-Datenbankbaustein und BBK-Rasterbaustein) werden den Kommunen derzeit kostenfrei vom LUA zur Verfügung gestellt. Sie sind auf einem leistungsfähigen PC unter den gängigen WINDOWS Betriebssystemen lauffähig Daten- und Kartengrundlagen Daten über Stoffgehalte in Böden von Nordrhein-Westfalen werden im Fachinformationssystem Stoffliche Bodenbelastung (FIS StoBo) bereitgestellt (s. Kap..2.1). Darüber hinaus wird geprüft, welche Daten zusätzlich zu denen des FIS StoBo für das Untersuchungsgebiet vorliegen und evtl. noch nicht in das FIS StoBo aufgenommen wurden. Hierzu zählen vor allem Daten aus Gutachten oder neueren Untersuchungsprogrammen. Abbildung.2/4: Arbeitsschritte zur Erstellung einer Bodenbelastungskarte Für die Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten geeignet sind nur die Daten, für die neben den Angaben der Stoffgehalte, die in Tabelle.2/8 aufgeführten Informationen (Metadaten und Metainformationen) angegeben sind. 221

21 .2 Umwelt NRW Daten und Fakten Tabelle.2/8: Angabe der Metadaten und Metainformationen die für punktbezogene Daten über Stoffgehalte in Böden im Rahmen der Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten benötigt werden Identifikation Raumbezug Bodenkundliche Begleitparameter Weitere Begleitparameter Metadaten / Metainformationen Datum der Entnahme, eindeutige Probennummer Rechtswert, Hochwert (siebenstellig) ph-wert, Skelettanteil, Bodenart (Körnung), Raumgewicht, Gehalt an organischer Substanz aktuelle Nutzungsart, Entnahmetiefe / Horizontbezeichnung, Ausgangssubstrat der Bodenbildung, Bodeneinheit nach BK 0 (Bodentyp), Flusseinzugsgebiet, Lage im Überschwemmungsgebiet, Belastungsverdacht, Probenahmetechnik, Probenvorbereitung, Analysevorschriften mit Bestimmungsgrenzen Tabelle.2/9: Daten- und Kartengrundlagen für die Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten Information Erläuterung, Beschaffung, Aufbereitung Hintergrundwerte siehe hierzu Kapitel.2.2 Karte der Nutzungsarten Wird aus ATKIS (Amtliches Topografisch-Kartografisches Informations-System) oder aus einer Realnutzungskartierung gewonnen. ATKIS-Daten liegen in NRW flächendeckend vor Karte der Schwermetall- Wird aus der digitalen Bodenkarte (BK 0 dig) und geologischen Karten grundgehalte oberflächen- abgeleitet. Daten zu Schwermetallgrundgehalten werden in einer Datenbank naher Gesteine des GLA vorgehalten Karte der Über- Wird u.a. aus analogen Vorlagen zu gesetzlich festgelegten Überschwemschwemmungsgebiete mungsgebieten, aus der Bodenkarte und aus historischen Karten abgeleitet und digital aufbereitet Topografische Karten / Hintergrundinformationen bei der Messnetzplanung, Geländearbeit und Deutsche Grundkarte Darstellung der Ergebnisse, liegen flächendeckend digital vor Altlast-Verdachtsflächen In digitalen Bodenbelastungskarten durch Symbol dargestellt, weitere Angaben können Datenbanken entnommen werden Emittentenstandorte In digitalen Bodenbelastungskarten durch Symbol dargestellt, weitere Angaben können Datenbanken (z. B. Emissionskataster) entnommen werden, ggf. digital aufzubereiten Klärschlamm- Von den kommunalen Gebietskörperschaften in Klärschlammkatastern erfasst verwertungsflächen und bei einigen Kommunen in Karten vorliegend, ggf. digital aufzubereiten Bergbaugebiete, Halden Erfassung von Bergbaugebieten, Tage-, Bergehalden und oberirdisch und Erzgänge austretenden Erzgängen, ggf. digital aufzubereiten Immissionen im LUA liegen umfangreiche Ergebnisse aus Staubniederschlagsdaten vor, die ggf. digital aufzubereiten sind Um die Daten sachgerecht einschätzen zu können, sind zudem Metainformationen erforderlich, mit denen die Datenerhebung (Untersuchungsprogramm) inclusive Beschreibung der Probenahmetechnik und Analysevorschriften dokumentiert ist. Vorliegende Daten über Stoffgehalte in Böden werden für die Erstellung der digitalen Bodenbelastungskarten zusammengeführt, in eine Datenbank eingestellt und hinsichtlich ihrer Eignung geprüft (Validierung). Die Aussagen der Ergebniskarten sind maßgeblich von der Qualität der eingesetzten Daten abhängig. Die Daten werden im Gegenzug wieder in das FIS StoBo eingestellt. Sie erhalten dabei den Qualitätsvermerk für die Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten geeignet. Die der Tabelle.2/9 sind weitere Daten- und Kartengrundlagen angegeben, die für die Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten benötigt werden Beispielhafte Auswertungen Die Methoden zur Erstellung digitaler Bodenbelastungskarten wurden in vier Untersuchungsgebieten getestet. Die Daten wurden den betroffenen Kommunen zusammen mit den Softwaremodulen übergeben. In den Karten.2/6 und.2/7 werden am Beispiel der Stadt Neuss Ergebnisse für ein Untersuchungsgebiet vorgestellt. 222

22 Boden.2 < 100 mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg >700 mg/kg Karte.2/6: Digitale Bodenbelastungskarte der Stadt Neuss, Darstellung der geschätzten Bleigehalte in Oberböden < 100 mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg >700 mg/kg Karte.2/7: Digitale Bodenbelastungskarte der Stadt Neuss, Darstellung der geschätzten Zinkgehalte in Oberböden 223