Schadstoffe in Böden
Als Schadstoffe werden Stoffe und Stoffverbindungen bezeichnet, die wegen ihrer Eigenschaften und den vorkommenden Konzentrationen schädlich für Mensch und Umwelt sein können. Natürliche Quellen für Schadstoffe in Böden sind die in den Ausgangsgesteinen der Bodenbildung enthaltenen Mineralien, die durch Verwitterung freigesetzt werden. So können oberflächennahe Anreicherungen von Erzmineralien (Vererzungen) bei Verwitterung zu lokal erhöhten natürlichen Schadstoffgehalten in Böden führen. Auch nach Waldbränden und Vulkanausbrüchen können Schadstoffe eingetragen werden. Hinzu kommen die vom Menschen verursachten Schadstoffe: aus Industrie, Bergbau, Verkehr und privaten Haushalten. Von der Landwirtschaft werden Schadstoffe aus Düngern und Pflanzenschutzmitteln flächenhaft in Böden eingetragen und mit der Zeit angereichert.
Durch ihr Filter- und Puffervermögen bilden Böden eine Senke für in die Umwelt eingetragene Schadstoffe. Sie verhindern, dass diese in das Grundwasser gelangen oder von Pflanzen aufgenommen werden. Bei der Filterung werden die Schadstoffe aus dem Sickerwasser herausgefiltert und an die organische Bodensubstanz, die Tonminerale oder die Eisenoxide des Bodens gebunden. Die Pufferung neutralisiert versauernd wirkende Einträge von Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen. Sie verhindert damit eine Versauerung von Böden und das langfristige Absinken des pH-Wertes solange die Kapazität dafür ausreicht.
Doch Schadstoffe können nur solange angereichert und gebunden werden, bis die Speicherkapazität der Böden erschöpft ist. Wird das Filter- und Puffervermögen der Böden überschritten, gibt der Boden die Schadstoffe wieder frei. Sie gelangen dann in das Grundwasser oder werden von Pflanzen aufgenommen. So geraten sie auch in die Nahrungskette des Menschen.
Wichtige Schadstoffgruppen sind Schwermetalle und Arsen, organische Stoffe und Stoffverbindungen, Rückstände von schwer abbaubaren Pflanzenschutzmitteln, Arzneimittel und Radionuklide.
Böden filtern Schadstoffe und können Wasser reinigen. Es bestehen jedoch Grenzen.
Quelle: S. Marahrens / Umweltbundesamt
Schematische Darstellung der Filterwirkung von Boden
Böden filtern und neutralisieren allerhand Schadstoffe. Davon profitieren Mensch und Natur.
Quelle: S. Marahrens / Umweltbundesamt
Bodenrelevante Schadstoffgruppen
Quelle: Umweltbundesamt
PFC in Böden und Grundwasser
PFC, die auf Böden gelangen, verlagern sich mit dem versickernden Wasser in tiefere Schichten und gelangen so auch in das Grundwasser. Langkettige PFC adsorbieren an die Bodenmatrix, so dass der Transfer in das Grundwasser Jahre bis Jahrzehnte dauern kann. Kurzkettige PFC sind mobil und binden kaum an Oberflächen. Deshalb werden kurzkettige PFC schneller in tiefere Bodenschichten verlagert und erreichen das Grundwasser früher als langkettige PFC.
Wenn Grundwasser für die Beregnung landwirtschaftlicher Flächen verwendet wird oder zur Trinkwassergewinnung dient, können PFC auf diesem Weg in Pflanzen aufgenommen werden und so in die Nahrungskette gelangen.
PFC Verdachtsflächen sind besonders Standorte, auf denen Feuerlöschschäume eingesetzt wurden. Dazu gehören Feuerlösch-Übungsplätze, Löschbecken, Militärflughäfen, Flughäfen und Flächen, auf denen Großbrände gelöscht wurden.
Auch (ehemalige) Betriebe mit Chrom-Galvanikbädern können mit PFC verunreinigt sein. Zusätzlich können Deponien, Textilverarbeitung, Papierherstellung sowie die Foto- und Filmindustrie PFC-Einträge in Böden und Grundwasser verursachen.
Auch auf landwirtschaftlichen Nutzflächen können PFC in Böden eingetragen werden, z.B. durch die Verwendung von Klärschlämmen zur Bodenverbesserung, Komposte oder durch Pflanzenschutzmittel.
Fallbeispiele (Hotspots) in Deutschland:
In Süddeutschland (Rastatt) und im Hochsauerlandkreis (Arnsberg, Möhnetalsperre) erfolgten großflächige Kontaminationen durch die teils illegale Vermischung von Abfällen mit Komposten und Bodenverbesserern. Großflächige Bodenverunreinigungen über den Luftpfad können von fluorchemischen Unternehmen, z.B. Herstellern von Fluorpolymeren, fluorierten Polymeren und Unternehmen, die diese Polymere verarbeiten verursacht werden.
Beispiele für PFC-Einträge in Böden und Grundwasser durch Löschschäume sind die Flughäfen Nürnberg, Düsseldorf und der Bundeswehrstandort Flughafen Manching. Sie stehen stellvertretend für viele Flughäfen, auf denen PFC-haltige Löschschäume in der Vergangenheit auch für Übungszwecke eingesetzt wurden (Link zur Löschmittelseite). Aufgrund der PFC-Belastung des Grundwassers und eines Fließgewässers stellte in Manching das Landratsamt Pfaffenhofen eine Allgemeinverfügung aus. Konkret wurde die Benutzung von Grund- und Oberflächenwasser zu Beregnungszwecken in Gemeinden im Umkreis des Flugplatzes untersagt.
Ein Beispiel für die Verunreinigung von Böden durch die Deposition aus der Luft liegt in Bayern. Im Industriepark Gendorf werden Fluorpolymere hergestellt. Hier wurde PFOA als Emulgator eingesetzt. Über die Abluft und das Abwasser wurde PFOA Jahrzehntelang in die Umgebung freigesetzt. Dies führte zu erheblichen Verunreinigungen von Böden und Grundwasser. Heute wird dort eine andere PFC-Verbindung eingesetzt, die auch zunehmend in Böden und Grundwasser nachgewiesen wird.
