Fachdokumente Online der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg

zur LUBW   zum Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft   zum Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz   zum Ministerium für Verkehr und Infrastruktur  

Fachdokumente zu "Umweltforschung"

Themen

Neue Fachdokumente

Erfassung schädlicher Bodenveränderungen durch atmosphärische Deposition von persistenten organischen Verbindungen (POP)

Volltext

Beschreibung

Die Emission von persistenten organischen Schadstoffen (POP, von engl. persistent organic pollutants) aus lokalen und diffusen Quellen hat zu einer ubiquitären Verbreitung dieser Substanzen in der Umwelt geführt (Peters et al., 1995; Kallenborn & Herzke, 2001; Meijer et al., 2003b). Unter dem Begriff POP werden organische Verbindungen mit toxischen Wirkungspotenzialen bezeichnet, die sich durch lange Halbwertzeiten in Böden, Sedimenten und in der Atmosphäre auszeichnen und aufgrund ihrer hydrophoben, lipophilen Eigenschaften zur Bioakkumulation neigen (Jones & deVoogt, 1999; Rodan et al., 1999; Richter et al., 2001a). Der kanadischen Umweltbehörde folgend ist eine Substanz persistent, wenn die Halbwertzeit der Substanz in der Luft > 2 Tage und/oder in den Böden > 182 Tage und/oder in Sedimenten > 365 Tage ist (Gouin et al., 2000). Diese entsprechen den von Rodan et al. (1999) vorgeschlagenen Werten zur Festlegung von Parametern für die internationale Regelung von POP.

Die meisten POP akkumulieren wegen ihrer Stoffeigenschaften im Anschluss an ihren atmosphärischen Transport bevorzugt in Böden und Sedimenten. Neben der langsamen Anreicherung in diesen Senken können in Screening-Untersuchungen an Sedimenten auch häufig ?neue" Verbindungen detektiert werden, deren Verbreitung in der Umwelt bis zu diesem Zeitpunkt unbekannt war (Wang et al., 2003). Jedes Jahr werden ca. 1000 neue Chemikalien synthetisiert, die durch gewollte oder unbeabsichtigte Emissionen in die Umwelt gelangen (können) (Breivik & Alcock, 2002). Allerdings besteht mit der Stockholm-Konvention seit 2001 ein internationales Instrument zur Regelung von neuen POP, welches Maßnahmen bis hin zum Produktionsverbot solcher Substanzen vorsieht (Richter et al., 2001a).

Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen ist die Frage, ob sich

  1. die POP in den Böden langsam, aber kontinuierlich anreichern und ob
  2. aus der langsamen Anreicherung von POP in den Böden die Gefahr eines flächenhaften Durchbruches dieser z.T. toxischen Substanzen ins Grundwasser besteht.

Zu diesem Zweck sollen auf der Grundlage von Messungen der aktuellen und historischen atmosphärischen Deposition (Eintrag), der aktuellen Bodenbelastung sowie des Abflusses aus Kleineinzugsgebieten (räumlich integrierter Austrag) Massenbilanzen der Ein- und Austräge von POP erstellt werden. Zusätzliche Untersuchungen zum Elutionsverhalten der Schadstoffe in den Böden sowie von Grund- bzw. Sickerwasserproben liefern Informationen zum internen Transportverhalten der Schadstoffe innerhalb des betrachteten Systems.

Die Untersuchungen wurden in Kleineinzugsgebieten des ländlichen Raumes durchgeführt, die ihren Schadstoffeintrag nur aus atmosphärischer Deposition erhalten. Gebietsinterne Quellen, z.B. aus Deponien oder Altlasten, sollten weitestgehend ausgeschlossen sein. Denn das Ziel der Arbeit liegt in der Beurteilung der Schadstoffbelastung der Böden sowie deren Empfindlichkeit hinsichtlich des flächenhaften Eintrages von POP aus diffusen Quellen, stellt also im Gegensatz zu einer standortsbezogenen Gefahrenbeurteilung eine räumlich integrierte Betrachtung dar. Unter dem Gesichtspunkt des Eintrages handelt es sich im Gegensatz zu Untersuchungen von Altlasten und Altstandorten um eine ?best-case"-Betrachtung.

Für die Bestimmung des Eintrages in die Untersuchungsgebiete wird ein zeitlich integrierendes Depositionsmonitoring, basierend auf einem Trichter Adsorberkartusche-System eingesetzt (Martin & Grathwohl, 2002). Beim Stoffaustrag aus den Böden über die ungesättigte Bodenzone sind bevorzugte Fließwege (preferential flow) zu berücksichtigen (Rehding, 1993). Deshalb vermag die standortsbezogene Gewinnung von Sickerwasser nur wenig zur Frage eines flächenhaften stofflichen Austrags aus dem Boden und einem möglichen Eintrag in das Grundwasser beizutragen. Daher wurden die Untersuchungen auf der Ebene von kleinen Wassereinzugsgebieten durchgeführt, in denen die Stoffflüsse räumlich integriert erfasst werden können. Dieser räumlich integrierende Ansatz hat sich für die Ermittlung von Massenbilanzen (Stoffeintrag-/austrag) in ländlichen Gebieten für anorganische Parameter bewährt und wurde z.B. erfolgreich zur Klärung von Fragen der Boden- und Grundwasserversauerung angewendet (Einsele & Hinderer, 1995). Auf der Grundlage langjähriger Messkampagnen auf Einzugsgebietsebene konnte eine Beurteilung der Grundwasserversauerung durch atmosphärische Deposition anorganischer Säurebildner nach dem Konzept der Critical Loads durchgeführt werden (Hinderer, 1995a).

Auf Dauerbeobachtungsflächen des Landes Baden-Württemberg wird das Untersuchungsprogramm durch den Einsatz von zeitlich integrierenden Durchflusssammlern zur kontinuierlichen Sickerwasserprobenahme ergänzt.

Metadaten

TitelErfassung schädlicher Bodenveränderungen durch atmosphärische Deposition von persistenten organischen Verbindungen (POP) 
Stand 2005 
Seitenzahl197 
Förderkennzeichen BWR22006

 

Autoren:

Verknüpfte Schlagworte:

Verknüpfte Themen:

Ist Abschlussbericht von Forschungsprojekt:

Enthalten in Fachsystemen:


Weitere Themenbereiche
Weitere Fachsysteme
 
Seitenanfang Seite drucken

Fachdokumente Online