Schwermetall Moosmonitoring 2000 im Freistaat Thüringen. Veranlassung

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1 Schwermetall Moosmonitoring 2000 im Freistaat Thüringen Veranlassung Eine Möglichkeit der Umweltüberwachung bieten die Bioindikatoren. Dazu zählen verschiedene Moosarten, die nicht über ein echtes Wurzel- und Wasserleitsystem verfügen und die deshalb ihren Wasser- und Nährstoffbedarf über den Luftpfad decken. Die Moose wirken dabei als Akkumulationsindikatoren für nasse und trockene Deposition sowie gasförmige Stoffe. Auf diese Weise akkumulieren Moose auch die im Niederschlagswasser gelösten Inhaltsstoffe. Da die grünen Sprosse der Moose in der Regel dreijährig sind, kann man davon ausgehen, dass das Muster und die Konzentration der akkumulierten Elemente in den Sprossen den Eintrag dieser Elemente über den Niederschlag am Standort reflektiert. Aufgrund ihrer Eigenschaft können somit bestimmte Moose als Indikatoren der Schwermetalldeposition eingesetzt werden. Ein Beispiel dieser Moose ist das Rotstengelmoos, dass in Deutschland doch relativ weit verbreitet ist und sich damit für diese Art des Umweltmonitorings anbietet. Pleurozium schreberi

2 In einem FuE-Vorhaben wurde mit Hilfe ausgewählter Moosarten der flächenhafte Eintrag von 20 Metall- und Schwermetallelementen in der Bundesrepublik Deutschland in einem methodenharmonisierten, qualitätskontrollierten chemischanalytischen System quantitativ erfasst. Das Vorhaben knüpft inhaltlich und methodisch an zwei bereits 1990 und 1995 in Deutschland durchgeführte Moos- Monitoringprogramme an und ist eingebettet in das europaweite EMEP/ECE Projekt "Atmospheric Heavy Metal Deposition in Europe - estimations based on moss analysis". Das Moos-Monitoring 2000 wurde in Zusammenarbeit von Bund und Ländern durchgeführt. Das Vorhaben wurde von dem Bund-/Länderarbeitskreis Bioindikation /Wirkungsermittlung fachlich begleitet. Ziele dieses Biomonitorings waren u. a.: Ermittlung des atmosphärischen Eintrags von Metall- und Schwermetallelementen [Standardelemente Arsen (As), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Quecksilber (Hg), Nickel (Ni), Blei (Pb), Antimon (Sb), Titan (Ti), Vanadium (V) und Zink (Zn) und Zusatzelemente Aluminium (Al), Barium (Ba), Calcium (Ca), Kalium (K), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Natrium (Na) und Strontium (Sr)] in einem methodenharmonisierten, qualitätskontrollierten chemisch-analytischen System, Beschreibung der räumlichen Verteilung der Analyseergebnisse, Beschreibung der zeitlichen Entwicklung der Metalleinträge seit dem Moos- Monitoring 1990 bzw. 1995, Fortschreibung der UBA-Moosdatenbank mit den Ergebnissen des Moos- Monitoring 2000, Durchführung von Flächenschätzungen mit dem IDW (Inverse Distance Weighted)-Verfahren sowie mit geostatistischen Methoden, Integration von messstandortbeschreibenden Angaben, Messdaten sowie daraus statistisch abgeleiteten Flächendaten in einem Moos-GIS (Geografisches Informationssystem), Verknüpfung der Moos-Monitoringdaten mit Messergebnissen anderer relevanter Umweltbeobachtungsprogramme (u.a. Umweltprobenbank, Immissionsmessnetze, Bodendauerbeobachtung) im GIS

3 Optimierung der Moosprobenentnahme sowie Optimierung des Moos-Messnetzes durch die multivariat-statistische Auswertung der Ergebnisse des Moos-Monitoring 1990, 1995 und Für die Probenentnahme wurde als Bezugsgrundlage in Thüringen ein 16 x 16 km Raster festgelegt. Die Proben wurden an einem Punkt in einer Kreisfläche mit einem Radius von 3,2 km (20 % der Rasterentfernung) um den Rasterpunkt entnommen. Für die Durchführung der Probennahme in den Ländern wurden die skandinavischen Empfehlungen auf die in der Bundesrepublik Deutschland herrschenden Bedingungen angepasst sowie im Einzelnen ergänzt. Dazu wurde vom Umweltbundesamt eine Richtlinie zur Probeentnahme vorgegeben. Die Probeentnahmen erfolgten vom September bis Oktober der jeweiligen Jahre. Ergebnisse 2000 In Weiterführung der Untersuchungsprogramme von 1990 und 1995 wurden 2000 insgesamt 77 Probepunkte aufgesucht. Parallelproben mit verschiedenen Moosarten konnten an 2 Probepunkten entnommen werden. An 18 Probepunkten musste das jeweils vorhandene Moos beprobt werden, da keines der vier vorgegebenen Moose gefunden werden konnte. Tabelle: Beprobte Moosarten Moosarten Anzahl der Probenahmen Pleurozium schreberi 24 Scleropodium purum 11 Hypnum cupressiforme 26 Hylocomium splendens 0 Brachythecium rutabulum 10 Rhythidiadelphus sqarrosus 7 Plagiothecium undulatum/spec. 1 Als ein Beispiel eines Untersuchungsstandortes ist in der folgenden Abbildung eine Waldlichtung bei Seltendorf abgebildet.

4 Scleropodium purum Landkreis Sonneberg Grenzwerte wie bei Immissionsmessungen gibt es bei diesem Biomonitoring zzt. nicht. Ob ein festgestellter Wert eine Immissionsbelastung durch Schwermetalle widerspiegelt, ist nur im Vergleich mit den Messergebnissen der anderen gleichzeitig erhobenen Moosproben möglich. In der folgenden Graphik sind eine Auswahl von Schwermetallwerten dargestellt und die Thüringer Werte (Th) mit denen der Bundesrepublik (D) verglichen. Ergebnisse des Schwermetallmonitorings

5 Aus der Abbildung ist erkennbar, dass die einzelnen Mittelwerte aller Thüringer Proben in etwa in der Größenordnung liegen wie der Bundesdurchschnitt. Die höchsten Einzelwerte Thüringens liegen dagegen z.t. deutlich unterhalb der Bundesmaxima. Hypnum cupressiforme Saale Holzland - Kreis Trend der Immissionsbelastung Insgesamt wurden im Jahr 2000, wie auch Probepunkte aufgesucht. An 19 dieser Probepunkte wurden bereits 1990/91 Moosproben entnommen. Jedes Jahr mussten leider an verschiedenen Messorten auch Moose beprobt werden, die nicht zu den vier vorgegebenen zählten, da die anderen an diesen Standorten nicht verfügbar waren. Betrachtet man den Trend der Entwicklung von 1990 bis 2000 sieht man, dass die Konzentrationen der untersuchten Inhaltsstoffe in den Moosen zurückgegangen sind. Bei dem Vergleich ist aber zu berücksichtigen, dass 1990 nur ein Teil der 1995 und 2000 vermessenen Standorte in die vergleichende Betrachtung eingeflossen ist.

6 Entwicklung der Schwermetallgehalte in den Moosen von 1990 bis 2000 Nachdem die ersten Ergebnisse des Moosmonitorings vorliegen, erfolgt durch die Hochschule Vechta in Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt und den Bundesländern eine weitergehende Analyse der Daten. Eine zentrale Veröffentlichung der Ergebnisse unter Berücksichtigung der Daten aller Bundesländer ist vorgesehen.

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