Handlungsanleitung. R. Wagner, R. Schatten, K. Terytze und I. Vogel Freie Universität Berlin, FB Geowissenschaften, AG Organische Umweltgeochemie

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1 Prof. Dr. Macholz Umweltprojekte GmbH Workshop für Praxisvertreter Berücksichtigung der Bioverfügbarkeit bei der Untersuchung und Bewertung von Böden und Altlasten Handlungsanleitung Untersuchung der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit von organischen Schadstoffen zur Bewertung kontaminierter Böden R. Wagner, R. Schatten, K. Terytze und I. Vogel Freie Universität Berlin,, 18. Oktober 2010 Landesvertretung Sachsen-Anhalt in Berlin, Luisenstraße 18, Berlin

2 Handlungsanleitung Untersuchung der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit von organischen Schadstoffen zur Bewertung kontaminierter Böden Workshop für Praxisvertreter Berücksichtigung der Bioverfügbarkeit bei der Untersuchung und Bewertung von Böden und Altlasten Inhalt: 1. Hintergrund 2. Ansatz der Bioverfügbarkeit in der Detailuntersuchung (DU) 3. Ableitung Nutzungsszenarien 4. Fazit 18. Oktober 2010 Landesvertretung Sachsen-Anhalt in Berlin, Luisenstraße 18, Berlin

3 1. Hintergrund Nachhaltiger Umgang mit der Ressource Boden Wiedernutzung von brachliegenden Flächen Hemmnis: Boden-/Grundwasserverunreinigungen Teltow- Fläming ha = 20% ALVF Riesiges Potential an Brachflächen! Aber Finanzmittel für Aufbereitung (Sanierung) sind limitiert. Sind kostenintensive Sanierungen immer notwendig? NEIN! DENN: Die Bewertung von kontaminierten Flächen erfolgt oft nur auf der Grundlage von Gesamtgehalten. FOLGE: Überschätzung des tatsächlichen Risikos = höhere Kosten für Sanierung und Flächenentwicklung

4 1. Hintergrund Einbeziehung der Bioverfügbarkeit von Schadstoffen für die Entscheidungen im Einzellfall (Detailuntersuchung) erfordert aus Sicht der LUA/Unteren Bodenschutz-Behörden eine Arbeitshilfe im Hinblick auf effizienterer Vollzug der BBodSchV bei den zuständigen Unteren Bodenschutzbehörden und planungsrechtlich zulässige Nutzungen von Altlastenverdachtsflächen und Altlastenflächen Hauptziel des Projekts BioRefine: Handlungsanleitung zur Beurteilung von Böden auf Basis der Verfügbarkeit/ Bioverfügbarkeit von Schadstoffen

5 1. Hintergrund Was benötigt die Praxis (Behörden/Gutachter)? Sicherheit Warum besteht für die kontaminierte Fläche nur ein geringes Risiko/ kein Risiko? Akzeptanz = rechtliche Legitimierung durch LABO Anwendungsbereiche und Grenzen Methoden die weit verbreitet sind, einfach und preiswert Klare Ergebnisse und wissenschaftliche Übereinkunft Was bietet die Wissenschaft? Grundlagen, Erklärungen und Nutzen - Was ist Bioverfügbarkeit und was bringt mir das? >> gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse << eine ganze Reihe von Methoden für die Erfassung verfügbarer/bioverfügbarer Schadstoffanteile in Böden - E DIN ISO (2007). Aus Bewertungssicht sollten dringend einige wenige standardisiert Methoden ausgewählt werden.

6 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Ziel der Detailuntersuchungen: Standardszenarien der in der Prüfwerteableitung verwendeten Annahmen und Kriterien auf den Einzelfall zu beziehen und beurteilungsrelevante Tatsachen, wie erhebliche Beeinträchtigungen für die verschiedenen Wirkungspfade und die Bodenfunktionen festzustellen. Rechtliche Grundlage = Vorgaben des BBodSchG/BBodSchV z.b. BBodSchG 9 (1) zur Ermittlung des Sachverhaltes die geeigneten Methoden ergreifen. sind insbesondere Art und Konzentration, und ihrer Aufnahme durch Menschen, Tier und Pflanzen zu berücksichtigen. Wie die in 2 Nr. 6 BBodSchV erwähnte Bioverfügbarkeit von Schadstoffen zu berücksichtigen ist, wird jedoch in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung bisher nicht konkretisiert. Anwendung in der Praxis: z.b. in NRW, Merkblatt Nr. 22 des LUA (Weitere Sachverhaltsermittlung bei Überschreitung von Prüfwerten im Wirkungspfad Boden Mensch und Boden -Nutzpflanze (LUA 2000))

7 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Inhalt 1. Grundlagen der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit 2. Vorgehensweise Detailuntersuchung 3. Methoden 4. Bewertung 5. Ableitung Nutzungsoptionen 6. Fallbeispiele Anhänge u.a. Methodensammlung und Erstabschätzung Bioverfügbarkeit

8 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU * Die Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit vorliegender Kontaminationen können integriert in eine Detailuntersuchung erfolgen (Fall A) oder als weiterer Schritt zur Risikoabschätzung aufgefasst werden (Fall B). Ist eine geringe oder hohe Bioverfügbarkeit zu erwarten? Qualitative Erstabschätzung: Schadstoff Organischer Kohlenstoffgehalt Niederschlagsmenge Sickerwassermenge Jahrestemperatur Grundwasserschwankungsbereich Abbaubedingungen * Schädliche Bodenveränderung

9 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Methoden zur Bestimmung der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit Verwendung von standardisierten und weit verbreiteten Untersuchungsverfahren 1. Probennahme zur Untersuchung der Bioverfügbarkeit 2. Methoden zur Untersuchung der Resorptionsverfügbarkeit Wirkungspfad Boden - Mensch 3. Methoden zur Untersuchung der Rückhaltefunktion - Wirkungspfad Boden - Grundwasser 4. Methoden zur Untersuchung der Lebensraumfunktion Wirkungspfade Boden - Pflanze und Boden-Bodenorganismen 5. Elutionsverfahren 6. Qualitätssicherung

10 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Wirkungspfad Boden - Methoden Bemerkung Mensch DIN ( ): Resorptionsverfügbarkeit Mobilisierung durch synthetische Verdauungssäfte Grundwasser Rückhaltefunktion: DIN ( ): Algentest DIN EN ISO ( ): Leuchtbakterientest Pflanze DIN ISO ( ): Pflanzenwachstum Überprüfung des ökotoxikologischen Potentials mobilisierter Schadstoffanteile Aufnahme in die BBodSchV Beurteilung des Saatauflaufs und des Wachstums Bodenorganismen (incl. Bodenmikroflora) DIN ISO ( ): Regenwurmreproduktion DIN ISO ( ): mikrobielle Atmung DIN ISO ( ): mikrobielle Ammoniumoxidation Beurteilung der Schadstoffwirkung auf die Reproduktionsleistung von Regenwürmern Beurteilung der Wirkung von Schadstoffen auf die mikrobielle Atmung und die potentielle Ammoniumoxidationsaktivität

11 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Bewertung der Detailuntersuchung Maßgeblich sind die standortspezifischen Expositionsbedingungen. entscheidendes Beurteilungskriterium: Verfügbare Schadstoffanteile sowie ökotoxikologische Wirkungen (Bioverfügbarkeit) Die Ergebnisse zur Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit werden ergänzend zu den Ergebnissen oder als Grundlage der weiteren Methoden der BBodSchV betrachtet und zusammen im Rahmen der Detailuntersuchung bewertet!

12 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Bewertung der Verfügbarkeit im Wirkungspfad Boden-Mensch Innere Exposition, d. h. die Resorbierbarkeit der Stoffe im menschlichen Körper PW auf Grundlage einer meist 100 %igen Resorption abgeleitet standortspezifische Resorptionsverfügbarkeiten können bei humantoxikologischen Abschätzungen für die weiteren Berechnungen verwendet werden standortangepasste Prüfwerte oder direkter Abgleich der resorptionsverfügbaren Anteile mit den PW der BBodSchV

13 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Bewertung der Bioverfügbarkeit im Wirkungspfad Boden- Pflanze bzw. Boden - Bodenorganismen Lebensraumfunktion Bodenqualität Wiedernutzung kontaminierter Flächen Produktionsfunktion Energiepflanzen, Anbau von Nahrungspflanzen oder Futterpflanzen Menschliche Gesundheit (Transferfaktoren) Anhaftender Boden Anreicherung von Schadstoffen (Gärreste)

14 1. 2. Bioverfügbarkeit in der DU Bewertung der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit im Wirkungspfad Boden- Grundwasser Rückhaltefunktion und der Austrag an Schadstoffen über das Sickerwasser Sickerwasserprognose und aquatische Ökotoxizitätstests Absicherung Schadstoffaustrag integrale Erfassung Metabolite Kombinationswirkung Abbauleistung Quelle Sickerwasserstrecke Eluatkonzentration Wirkung Ort d. Beurteilung

15 Nutzungsszenarien 4.

16 Nutzungsszenarien 4. Gefahrenpotential bei Veränderung von Rahmenbedingungen Die Höhe der bioverfügbaren Anteile eines Schadstoffes kann durch die Veränderung von Randbedingungen variieren. Neben den aktuellen Parametern sind Informationen über die potentiell mobilisierenden Umweltfaktoren erforderlich. Zukünftiges Verhalten

17 Fazit Realitätsnähere Bewertung kann zu einem wesentlich geringerem Gefährdungspotential führen! Geringerem Sanierungsaufwand Kosteneinsparungen bei den Flächenaufbereitungen größeren Entwicklungspotenziale bzw. mehr Nachnutzungsvarianten Reduzierung der Flächeninanspruchnahme

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Und Dank an unsere Mitautoren: Dr. K. Hund-Rinke, Prof. R. Macholz, Dipl. Ing. M. Liese, Dipl. Geogr. D.B. Kaiser, Prof. Dr. W. Rotard und Dipl. Ing. B. Suschke Prof. Dr. Macholz Umweltprojekte GmbH Sowie an: Bioverfügbarkeit