27. Umwelttag Schadstoffe in der Umwelt Messen Bewerten - Begrenzen. Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

Transkript

1 27. Umwelttag 2016 Schadstoffe in der Umwelt Messen Bewerten - Begrenzen Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung Prof. Dr. Hans-Karl Hauffe, HfWU Nürtingen-Geislingen Masterstudiengang Umweltschutz

2 Warum Bestimmung und Bewertung von Schadstoffgehalten im Boden ( Nahrungsmittel)? orale Phase!! etwa 2. Hälfte des 1. Lebensjahres Kinder(spielflächen): Wirkungspfad Boden Mensch unbedenkliche Schadstoffgehalte im Boden 2 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

3 Rechtlicher Rahmen/Bewertungsgrundlage für Schadstoffe im Boden insbesondere Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) Schadstoffe (nach BBodSchV) Stoffe und Zubereitungen, die auf Grund ihrer Gesundheitsschädlichkeit, ihrer Langlebigkeit oder Bioverfügbarkeit im Boden oder auf Grund anderer Eigenschaften und ihrer Konzentration geeignet sind, den Boden in seinen Funktionen zu schädigen oder sonstige Gefahren hervorzurufen. Funktionen des Bodens Natürliche Bodenfruchtbarkeit Ausgleichskörper im Wasserkreislauf Filter und Puffer für Schadstoffe Sonderstandort für naturnahe Vegetation Archive der Natur- und Kulturgeschichte 3 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

4 Schadstoff-Gruppen (nach BBodSchV) Organische Schadstoffe: u.a. Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Polychlorierte Biphenyle (PCB), Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) Anorganische Schadstoffe Halbmetall: Arsen Schwermetalle: u.a. Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Thallium Im Folgenden Schwerpunkt auf anorganischen Schadstoffen 4 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

5 Halb- und Schwermetalle: Herkunft (+ Transferpfade) Bodenbildung (x Tausend Jahre) geogener Hintergrund Ausgangsgestein 5 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

6 Halb- und Schwermetalle: Herkunft + Transferpfade E m i s s i o n I m m i s s i o n Diffuse Einträge Altlast Ausgangsgestein Erzabbau Überschwemmung Grundwasser 6 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

7 Wirkungspfade von Schadstoffen Schutzgüter Mensch Luft Futterpflanzen Nahrungspflanzen Bodenorganismen Grundwasser 7 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

8 Wirkungspfade von Schadstoffen Schutzgüter Mensch Futterpflanzen Nahrungspflanzen Grundwasser 8 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

9 Wirkungspfade von Schadstoffen Schutzgüter alles im Grünen Bereich? Mensch Futterpflanzen Nahrungspflanzen Grundwasser 9 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

10 Was berücksichtigen, wenn Grüner Bereich gewährleistet werden soll? Berücksichtigung insbesondere von/der öko- und humantoxikologischen Bewertungen/Vorgaben EG-Verordnung zur Festsetzung der Höchstgehalte für Kontaminanten in Lebensmitteln (2006) Schadstoffgehalte im Boden 10 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

11 Bestimmung der Schadstoffgehalte im Boden 11 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

12 Bestimmung der Schadstoffgehalte im Boden Für alle Schadstoffe sinnvoll? Analyse 12 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

13 Bindungsstärke + Extraktion einiger anorganischer Schadstoffe (Boden) Gesamtgehalt (Königswasser-Extrakt) mobilisierbarer Anteil (NH 4 NO 3 -Extrakt) wasserlöslicher Anteil (Eluat, DEV S4) anorganische + organische Bodenbestandteile - + Boden- lösung B i n d u n g s s t ä r k e

14 Wertekategorien für Schadstoffgehalte nach BBodSchG und BBodSchV Hintergrundgehalte geogene (natürliche) Grundgehalte + diffuse (ubiquitäre) Einträge Vorsorgewerte (nutzungsunabhängig) bei Überschreiten unter Berücksichtigung von geogenen und großflächig siedlungsbedingten Schadstoffgehalten i.d.r. Besorgnis [des Entstehens] einer schädlichen Bodenveränderung Prüfwerte bei Überschreiten unter Berücksichtigung der Bodennutzung einzelfallbezogene Prüfung schädliche Bodenveränderung oder schädliche Altlast? Maßnahmenwerte bei Überschreiten unter Berücksichtigung der Bodennutzung i.d.r. schädliche Bodenveränderung oder Altlast Maßnahmen erforderlich? 14 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

15 Beispiel Schwermetall Cadmium in Böden des Schwarzwald-Baar-Kreis 15 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

16 ph-abhängige Mobilität von Cadmium (Blei, Zink) im Boden Wirkung und chemisches Verhalten von Cadmium Wirkung beim Menschen Cadmium Vergiftung schwere Nieren- und Knochenschäden, Schäden am Zink Nervensystem; Itai-Itai-Krankheit (jap. wörtlich: Aua-Aua-Krankheit, 1950 in der Präfektur Toyama festgestellt), Bergwerke Fluss-/Meerwasser Blei Pflanzen mit starker Cadmium-Anreicherung z.b. Mangold, Sellerie, Spinat, Salat, Grünkohl, Winterweizenkörner Chemisches Verhalten im Boden Löslichkeit nimmt mit sinkendem ph-wert (saures Milieu) stark zu Abb.: LANUV 16 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

17 Cadmiumgehalte in Böden des Schwarzwald-Baar-Kreises Geologie 17 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

18 Geogene Cadmium-Hintergrundwerte (Unterböden/Untergrund) in BaWü Quelle: BGR Perzentil Perzentil (Median) * * tonige, kohlenstoffreiche Sedimentgesteine marinen Ursprungs 18 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

19 Bewertung von Cadmiumgehalten im Boden nach der BBodSchV (ohne Eluatwerte) Vorsorgewert Prüfwert Industrie- und Gewerbegrundstücke Maßnahmenwert Wirkungspfad Boden Mensch Boden Nutzpflanze Methode KW KW Bodenart bzw. Nutzung Wert (mg/kg) Tone 1,5 Lehme/Schluffe 1 Sande 0,4 Kinderspielflächen Wohngebiete Park- und Freizeitanlagen 10 a 20 a AN Ackerbau, Nutzgarten 0,1/0,04 b KW Grünland 20 KW = Königswasserextraktion, AN = Ammoniumnitratextraktion 19 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

20 a In Haus- und Kleingärten, die sowohl als Aufenthaltsbereiche für Kinder, als auch für den Anbau von Nahrungspflanzen genutzt werden, ist der Wert von 2,0 mg/kg als Prüfwert anzuwenden. b Auf Flächen mit Anbau von Brotweizen oder stark cadmiumanreichernden Gemüsearten gilt als Maßnahmenwert 0,04 mg/kg; ansonsten 0,1 mg/kg. 20 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

21 Schwarzwald-Baar-Kreis 21 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

22 Cadmium-Gesamtgehalte nach Bodenartenhauptgruppen differenziert 1,6 Vorsorgewert Maximum Vorsorgewert 75. Perz. 50. Perz. 25. Perz. Minimum Vorsorgewert 22 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

23 Cadmium-Gesamtgehalte nach Nutzungen differenziert 20 Maßnahmenwert Prüfwert (Wohn- (Grünland) gebiete) 23 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

24 Cadmium-Gesamtgehalte im Unterboden [mg/kg] 24 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

25 Cadmium-Gesamtgehalte im Unterboden [mg/kg] PW A PW Acker MW G MW PW = Prüfwert MW = Maßnahmenwert Grünland 25 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

26 Mobilisierbares Cadmium (NH 4 NO 3 -extrahierbar) PW A Alles im Grünen Bereich! 26 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

27 Cadmium - wasserlöslicher Anteil (Eluat) Alles im Grünen Bereich! PW im Unterboden [μg/l] PW Wirkungspfad Methode Wert (μg/l) Prüfwert Boden GW Eluat 5 27 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung

28 Fazit Cadmiumgehalte in den Böden des Schwarzwald-Baar-Kreis Cadmium-Gesamtgehalte z.t. geogen + anthropogen erhöht keine Besorgnis, dass die Schutzgüter Mensch, Nutzpflanzen und Grundwasser durch zu starken Transfer von Cadmium gefährdet sind (auf Grundlage der BBodSchV) Vielen Dank! 28 Copyright / Hauffe / Schadstoffe im Boden Herkunft und Bewertung