Berücksichtigung der Filter- und Puffereigenschaften von Böden bei der ökotoxikologischen Bewertung von anorganischen Schadstoffen in Böden auf Basis der bioverfügbaren Fraktion (BIOS)
Land / Region: Deutschland
Projektanfang: 01.03.2016
Projektende: 31.07.2018
Projektstand: 01.09.2016
Hintergrund
In der Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV) sind für ausgewählte Metalle sogenannte Vorsorgewerte festgeschrieben, bei deren Überschreiten „die Besorgnis des Entstehens schädlicher Bodenveränderungen“ besteht. Diese Vorsorgewerte wurden aus den jeweiligen Metall-Gesamtgehalten im Boden abgeleitet. Für die Bewertung einer potenziell schädlichen Bodenveränderung sind aber die bioverfügbaren Anteile der Metalle relevanter. Deshalb soll in diesem Projekt ein Konzept zur Berücksichtigung der Bioverfügbarkeit, speziell für den Wirkungspfad Boden-Bodenorganismen, bei der Ableitung von Vorsorgewerten erarbeitet werden.
Um dieses Ziel zu erreichen, werden sowohl eine Literaturrecherche als auch experimentelle Arbeiten durchgeführt. Bei der Literaturrecherche soll v.a. der Stand des Wissens zum Zusammenhang zwischen dem Metallgehalt in chemischen Extrakten und dem biologischen Effekt (z.B. Toxizität für Bodenorganismen) zusammengefasst werden. Die experimentellen Arbeiten umfassen unterschiedliche ökotoxikologische Tests und die Anwendung mehrerer Extraktionsmethoden zur Bestimmung der aktuell und potenziell löslichen Metall-Fraktionen. Bei den Untersuchungen werden sowohl die Heterogenität der Böden und die intrinsischen Substanzeigenschaften der zu untersuchenden Metalle als auch die Biologie der potenziell gefährdeten Mikroorganismen, Pflanzen und Invertebraten berücksichtigt.
Abb. 1: Wichtige Eigenschaften der sechs ausgewählten Oberböden (farbige Punkte) sowie statistische Verteilungsparameter dieser Bodeneigenschaften (senkrechte schwarze Linien markieren jeweils die 5%-, 25%-, 50%-, 75%- und 95%-Perzentile) berechnet aus Analysenergebnissen deutscher Oberböden (Corg: Gesamtgehalt organischer Kohlenstoff, Clay: Tongehalt, pH(CaCl2): pH-Wert in CaCl2, CEC: Kationenaustauschkapazität, FeO: Eisen im Oxalat-Extrakt)
Quelle: BGR
Die Laborversuche zur chemischen Extraktion der aktuell und potenziell löslichen Metall-Fraktionen werden in der BGR durchgeführt. Des Weiteren werden bei der BGR die physikalisch-chemischen Eigenschaften der ausgewählten Oberböden beschrieben. Bei der Auswahl der Böden für die experimentelle Arbeit war ein wesentliches Kriterium, dass diese repräsentativ für Deutschland sind. Für die Untersuchung zu Arsen wurden beispielsweise sechs Oberböden ausgewählt. Einerseits stammen diese aus einem europaweitem Projekt zur Bioverfügbarkeit von Metallen (Hamels et al., 2014), anderseits wurden drei RefeSol-Böden ausgewählt. Abbildung 1 zeigt einige wichtige Bodeneigenschaften dieser Oberböden in Relation zu statistischen Verteilungsparametern dieser Bodeneigenschaften. Diese wurden aus Analysenergebnissen für deutsche Oberböden, die in der Labor- und Profildatenbank des FISBo BGR vorgehalten werden, berechnet. Die Abbildung verdeutlicht, dass die sechs ausgewählten Böden bezüglich dieser chemischen und physikalischen Eigenschaften repräsentativ für Deutschland sind.
Literatur:
Hamels, F.; Malevé, J.; Sonnet, P.; Kleja, D.B. & Smolders, E. 2014. Phytotoxicity of trace metals in spiked and field-contaminated soils: Linking soil-extractable metals with toxicity. Environ. Toxicol. Chem. 33(11), 2479–2487.
Partner:
Umweltbundesamt (Auftraggeber)
ECT Oekotoxikologie GmbH (Projektleitung)
