In einer Studie, die in der Online-Ausgabe des US-Fachjournals "Frontiers in Ecology and the Environment" veröffentlicht wurde, haben europäische Forscher jene invasive Arten aufgelistet, die die Umwelt am stärksten schädigen und deren Bekämpfung am teuersten ist. Die Wissenschaftler nutzten die Daten aus dem Forschungsprojekt DAISIE (Delivering Alien Invasive Species Inventories for Europe). Der Einfluß, den eine Tier- oder Pflanzenart auf ihren Lebensraum hat, wird von den Wissenschaftlern in vier Kategorien eingeteilt: die unterstützende Dienstleistungen wie Wasser- und Energiekreisläufe, bereitstellende Dienstleistungen wie durch die Bestäubung von Nahrungspflanzen, regulierende Dienstleistungen wie Wasserfilterung sowie kulturelle und ideelle Dienstleistungen wie Erholung und Ästhetik. Die Wissenschaftler haben eine Liste mit 100 gebietsfremden Arten zusammengestellt, die die größten Auswirkungen in den meisten Kategorien haben. Unter den Top-Eindringlingen sind die Kanadagans, die Wandermuschel, der Bachsaibling, die Beifußambrosie und die Nutria.
Der Arbeitskreis Wildbienen-Kataster und die Landesanstalt für Bienenkunde sowie die Imkerverbände Badens und Württembergs haben die Zaunrüben-Sandbiene (Andrena florea) zur Wildbiene des Jahres 2015 gewählt. Die Weibchen sammeln den für die Nachkommen überlebenswichtigen Pollen ausschließlich an den Blüten der Zaunrübe (Bryonia). Für das Überleben braucht die Zaunrüben-Sandbiene also ausreichend große Bestände ihrer Nahrungspflanze, die leider allzu häufig als Unkraut beseitigt wird. Die Wildbiene des Jahres 2015 ist in Deutschland mit Ausnahme des äußersten Nordens noch weit verbreitet. Am Beispiel von Baden-Württemberg zeigt sich, dass sie die tieferen Lagen und insbesondere die wärmebegünstigten Flussgebiete bevorzugt.
Das Kuratorium "Wildbiene des Jahres" hat die Knautien-Sandbiene (Andrena hattorfiana) zur Wildbiene des Jahres 2017 gewählt. Die Wildbiene des Jahres 2017 gehört zu den 134 Bienenarten Deutschlands, welche auf den Blütenpollen ganz bestimmter Pflanzenarten angewiesen sind, um ihre Nachkommen aufzuziehen. Fehlen Blüten der Wiesen-Witwenblume, kann die Knautien-Sandbiene nicht auf andere Pflanzenarten ausweichen und reagiert deshalb besonders empfindlich auf ein Verschwinden ihrer Nahrungspflanzen. Die Knautien-Sandbiene verdeutlicht stellvertretend für alle Wildbienen, wie problematisch heute die Lebensumstände für Insekten sind, die auf bunt blühende Wildkräuter angewiesen sind. Durch fortschreitenden Umbruch der Wiesen in Ackerland, die starke Düngung und häufige Mahd der noch verbliebenen Wiesen, oftmals ohne Abräumen des Mähguts, ist die Wiesen-Knautie zurückgedrängt worden.
Bei Schadensereignissen wie Bränden oder Betriebsstörungen können Luftschadstoffe freigesetzt werden, die sich auf Nahrungspflanzen absetzen und / oder von diesen aufgenommen werden können. Schadstoffe, wie beispielsweise Schwermetalle oder Dioxine, können so über die Nahrung direkt vom Menschen aufgenommen werden und dessen Gesundheit beeinträchtigen. Deshalb ist es nach einem Schadensereignis wichtig abzuklären, ob der Verzehr von Nahrungspflanzen aus Eigenanbau in dem betroffenen Gebiet in gesundheitlicher Hinsicht bedenklich ist oder nicht. Um nach einem Schadensereignis kurzfristig die Notwendigkeit einer Probenahme von Nahrungspflanzen klären zu können, sind in Kapitel 2 die Kriterien in einem Flussdiagramm (Abbildung 1) aufgeführt und erläutert. In Kapitel 3 werden die zur Vorbereitung der Probenahme notwendigen Schritte beschrieben (Abbildung 2) und die Materialien eines entsprechenden Probenkoffers aufgelistet, der für die Probenahme von Nahrungspflanzen benötigt wird (Tabelle 2). Die Durchführung der Probenahme wird in Kapitel 4 beschrieben (Abbildung 3). Kapitel 5 erläutert die Bewertung der Ergebnisse der Probenahme und welcher Handlungsbedarf sich daraus ergibt.
Durch das LANUV und seine Vorgängerinstitutionen wird in NRW bereits seit mehr als 25 Jahren im Rahmen des Wirkungsdauermessprogrammes (WDMP) eine Langzeitbeobachtung immissionsbedingter Wirkungen durchgeführt. Diese Langzeitbeobachtung dient der Ermittlung von Hintergrunddaten für die unterschiedlich belasteten Räume in NRW. Aus den Ergebnissen können Zeitreihen erstellt, Trends ermittelt und Basisdaten für die Umweltberichterstattung abgeleitet werden. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Ermittlung von Hintergrundwerten, die für die Interpretation von Messwerten in Gutachtenfällen und bei akuten Schadensereignissen unerlässlich sind. Auf der Basis der vorliegenden Daten des WDMP können zum einen Kenntnisse über die allgemeine Hintergrundbelastung in NRW abgeleitet werden, zum anderen Vergleichswerte aus Bereichen ermittelt werden, die an eine bekannte Emissionsquelle angrenzen. Die Hintergrundbelastung wird mit standardisierten Bioindikationsverfahren (Graskultur und Grünkohl) ermittelt. Während das Verfahren der Graskultur – insbesondere bei Schwermetall-Immissionen – schnell und verlässlich Messwerte liefert und über die gesamte Vegetationsperiodeeinsetzbar ist, dient das Grünkohlexpositionsverfahren zur Ermittlung von Hintergrundwerten für Nahrungspflanzen bei Exposition über einen längeren Zeitraum. Außerdem kann Grünkohl besonders gut lipophile (= fettlösliche), organische Schadstoffe akkumulieren und dient damit als verlässlicher Indikator für Immissionen dieser Substanzen. Der vorliegende Bericht enthält die umfangreiche Auswertung der Daten des WDMP aus den Jahren 2004 - 2013. Aus den gemessenen Werten werden die Perzentile der Verteilung (50. und 95. Perzentil) und für die Hintergrundbelastung nach der Richtlinie VDI 3857 Blatt 2 der Orientierungswert für den maximalen Hintergrundgehalt (OmH) bestimmt. Anhand von Beispielen wird aufgezeigt, wie mit den so ermittelten Kenngrößen – 95. Perzentil und OmH – die Bewertung konkreter Einzelergebnisse vorgenommen werden kann.
Beobachtung immissionsbedingter Wirkungen an 14 Standorten in NRW: Gehalte an Schwermetallen und organischen Schadstoffen in Futter- und Nahrungspflanzen (Gras, Grünkohl), Gehalte an Schwermetallen in der Deposition
Rieselfeldnutzung seit 1874 Als erstes Rieselgut erwarb die Stadt Berlin im Jahre 1874 das Rittergut Osdorf. Nach Fertigstellung der Druckleitung und Einrichtung des Rieselfeldes Osdorf wurde hier im Jahre 1876 mit der Verrieselung Berliner Abwässer begonnen. In den darauffolgenden Jahren wurden 20 Rieselfeldbezirke und zwei Rieselfeldkleinstandorte in Betrieb genommen (vgl. Tab. 1). Etwa um 1928 wurde mit etwa 12.500 ha aptierter Fläche die maximale Ausdehnung erreicht. Seit den 1920er Jahren kam es zu immer schwerwiegenderen Problemen auf den Rieselböden. Die anfänglich hohen landwirtschaftlichen Erträge gingen seit dieser Zeit erheblich zurück. Bei zu schneller Aufeinanderfolge der Berieselungen wurde die Oberfläche des Bodens durch sedimentierte Abwasserbestandteile verschlämmt, wodurch der Lufthaushalt des Standorts beeinträchtigt wurde. Zusätzlich führten Ungleichgewichte im Nährstoffhaushalt sowie die zunehmende Schadstoffbelastung der Böden zu Ertragsminderungen bei den angebauten Kulturen. Dieser sogenannten ”Rieselmüdigkeit” versuchte man durch Belüftung im Rahmen einer regelmäßigen Bodenbearbeitung sowie durch Gefüge verbessernde Maßnahmen, wie z. B. Kalkung und die Aufbringung von Stallmist, entgegenzuwirken. Dabei zeigte sich jedoch, dass die Ertragsfähigkeit des Bodens nur durch eine Herabsetzung der verrieselten Abwassermenge erhalten werden konnte. Nach 1945 wurden im Zuge der Intensivierung der Landwirtschaft immer mehr Flächen für den Anbau von Hackfrüchten und Getreide in Anspruch genommen. Aufgrund der veränderten Produktionszyklen verringerte sich für diese Standorte der für die Verrieselung nutzbare Zeitraum, so dass insgesamt weniger Abwasser aufgebracht werden konnte. Diese Kapazitätseinbußen versuchte man durch die intensivere Beaufschlagung auf den verbliebenen Grünlandstandorten auszugleichen. Nach dem Mauerbau 1961 wurde die Mehrzahl der Rieselfelder von der Wasserversorgung und Abwasserbehandlung Ost-Berlin weiterbetrieben. Ein Teilbereich des Rieselfelds Karolinenhöhe ist von den Berliner Wasserbetrieben weitergeführt worden. Ein Großteil der südlichen Rieselfelder wurde seit den 1960er Jahren durch die WAB Potsdam betrieben. Trotz der getrennten Verwaltung wurden Abwässer aus West-Berlin auch weiterhin auf Rieselfeldern in Ost-Berlin bzw. im Umland entsorgt (vgl. Tab. 1). Der Ausbau des Klärwerks Nord in Schönerlinde wurde zur Verbesserung der Wasserqualität in Panke, Tegeler Fließ und Nordgraben vom Land Berlin finanziell unterstützt. Bis in die 1960er Jahre blieb der Rieselfeldbestand weitgehend erhalten. Stilllegungen von Rieselland erfolgten nur kleinflächig, etwa für den Straßenausbau oder im Bereich des ehemaligen Grenzgebietes. Großflächige Stilllegungen erfolgten erst mit dem Ausbau der Berliner Klärwerke . So wurden im Bereich des Rieselfelds Karolinenhöhe für die Verrieselung genutzte Flächen nach Erstellung des Klärwerks Ruhleben 1963 erheblich verkleinert. Mit der Inbetriebnahme des Klärwerks Falkenberg (1969) erfolgten die großflächigen Stilllegungen der Rieselfelder Falkenberg , Malchow und Hellersdorf . Ein Großteil der Flächen wurde für Wohnungsbau und Gewerbeansiedlung zur Verfügung gestellt. Nach Inbetriebnahme des Klärwerks Marienfelde (1974) erfolgte 1976 die Stilllegung des Rieselfeldgebietes Osdorf . Die Rieselfelder Münchehofe und Tasdorf wurden ab 1976 mit der Inbetriebnahme des Klärwerks Münchehofe aus der Nutzung genommen. Ab Mitte der 1970er Jahre wurden die in Ost-Berlin und im Umland verbliebenen Rieselfelder im Hinblick auf die notwendige Entsorgung der steigenden Abwassermengen mit besonders hohen Abwassermengen beschickt. Hierzu wurden insbesondere in den nördlichen Rieselfeldgebieten Hobrechtsfelde , Mühlenbeck , Schönerlinde und Buch sowie in den südlichen Gebieten Waßmannsdorf , Boddinsfelde und Deutsch-Wusterhausen Intensivfilterflächen angelegt. Ende der 1970er Jahre wurde dann die endgültige Aufgabe der Rieselfelder beschlossen. Die Voraussetzungen hierfür wurden mit der Inbetriebnahme des Klärwerks-Nord in Schönerlinde (1986) sowie der Erweiterung des bereits seit 1931 bestehenden Klärwerks Stahnsdorf geschaffen. Mit dem Ausbau des Klärwerks Waßmannsdorf konnten Ende der 80er Jahre weitere Rieselfeldflächen aus der Nutzung genommen werden. Die genannten Klärwerke wurden häufig auf ehemaligem Rieselland errichtet. Im engeren Umfeld der verschiedenen Klärwerke werden Teilbereiche der stillgelegten Rieselfelder weiterhin im Rahmen der Abwasserbehandlung, insbesondere für die Lagerung und Kompostierung von Schlämmen genutzt. Anfang der 1980er Jahre wurden Untersuchungen zur Schadstoffbelastung und Nährstoffsituation der Rieselfeldböden begonnen (BBA 1982, Metz/Herold 1991, Salt 1987). Dabei zeigten sich in Böden und angebauten Nahrungspflanzen erhebliche Belastungen mit Schwermetallen. Ausgehend von diesen Ergebnissen wurde z. B. der Gemüseanbau im Bereich des Rieselfeldes Karolinenhöhe 1985 untersagt. Zu ähnlichen Konsequenzen führten Untersuchungen im Bereich der südlichen und nordöstlichen Rieselfelder. Auch hier wurde der Anbau von Nahrungspflanzen zugunsten von Futtermitteln eingeschränkt bzw. auf Kulturen umgestellt, die Schadstoffe in geringerem Maße anreichern. Bis 1994 wurden noch etwa 1.250 ha zur Abwasserverrieselung genutzt. Dabei handelte es sich um Teilflächen der Rieselfeldbezirke Karolinenhöhe , Sputendorf , Großbeeren , Deutsch-Wusterhausen und Wansdorf . Allerdings wurden insbesondere aufgrund von Teilflächenstilllegungen deutlich geringere Abwassermengen aufgebracht als noch in den 1970er Jahren. So verminderte sich die Beaufschlagungsmenge im Bereich Sputendorf von 1971 von 21 auf 7,6 Mio. m³/Jahr Anfang der 1990er Jahre. Gleiches gilt für das Rieselfeld Großbeeren . Dort sank die verbrachte Abwassermenge von 25,0 bis auf 3,2 Mio. m³/Jahr Anfang der 1990er Jahre. Nach der Vereinigung ging die Betriebshoheit über die verbliebenen Rieselfelder mit Ausnahme von Wansdorf , Deutsch-Wusterhausen und dem in Brandenburg gelegenen Teil des Rieselfelds Karolinenhöhe wieder auf die Berliner Wasserbetriebe über. In Teilbereichen des Rieselfelds Sputendorf wurde täglich bis zu 30.000 m³ mechanisch-biologisch gereinigtes Klarwasser aus dem Klärwerk Stahnsdorf versickert. Im Fall einer Überlastung des Klärwerks war die Aufbringung von mechanisch gereinigtem Abwasser vorgesehen. Auf der als Schlammlagerplatz ausgewiesenen Teilfläche des Rieselfelds Sputendorf wurde daher eine Schlammdekantierungsanlage errichtet. Hier sollten Klärschlämme des Klärwerks Stahnsdorf durch Zentrifugen entwässert werden. Das dabei anfallende Abwasser wurde zur Kläranlage zurückgeführt. Die Abwassermengen für das Rieselfeld Großbeeren wurden über die dortigen Absetzbecken, für das Rieselfeld Wansdorf über die vor Ort befindliche Vorreinigungsanlage mechanisch gereinigt. Das auf das Rieselfeld Deutsch-Wusterhausen geleitete Abwasser wurde in der Kläranlage Königs-Wusterhausen mechanisch gereinigt. Auf dem Berliner Teil des Rieselfelds Karolinenhöhe wurden 1990 etwa 0,9 Mio. m³ mechanisch-biologisch gereinigtes Abwasser aus dem Klärwerk Ruhleben sowie weitere 1,7 Mio. m³ vor Ort mechanisch gereinigtes Abwasser versickert. Vorrangiges Ziel der Beschickung war die andauernde Immobilisierung der im Boden angereicherten Nähr- und Schadstoffe sowie die Grundwasseranreicherung. Nach der Fertigstellung der technischen Voraussetzungen wurde nur noch im Klärwerk Ruhleben mechanisch-biologisch gereinigtes Abwasser aufgebracht. Gleichzeitig wurden die Flächen als Havarieflächen für einen eventuellen Klärwerksausfall freigehalten. Bis 1994 wurden die Rieselfelder Sputendorf , Großbeeren , Deutsch-Wusterhausen und Karolinenhöhe vollständig stillgelegt. Das Rieselfeld Wansdorf befand sich noch bis 1998 in der Nutzung. Mit dem Abschluss der Elutionsstudien zur Klarwasserverrieselung der Berliner Wasserbetriebe auf den Flächen des Rieselfeldes Karolinenhöhe endete 2010 die fast 135-jährige Geschichte des Rieselfeldbetriebes in Berlin und Umland. Exemplarisch für ökologische Nachnutzungen ehemaliger Rieselfeldstandorte wird ein Großteil der Fläche dieses Rieselfeldes sei 1987 als „Landschaftsschutzgebiet Rieselfelder Karolinenhöhe“ ausgewiesen, um Vielfalt und Eigenart des Landschaftsbildes zu schützen, die Leistungsfähigkeit des Naturhaushalts wiederherzustellen und dauerhaft zu erhalten sowie eine großräumige Erholungslandschaft zu bewahren (Verordnung Karolinenhöhe 1987, Abgeordnetenhaus Berlin 2021). Die Karte und Tabelle 1 zeigen die maximale Ausdehnung der Rieselfeldbezirke im jeweiligen Betriebszeitraum. In Abbildung 3 und Tabelle 1 wird die Landbedeckung nach Stilllegung zum Zeitpunkt 2018 veranschaulicht. Hierfür wurden die Landbedeckungsdaten aus den „Corine Land Cover 5ha“-Daten (© GeoBasis-DE / BKG (2018)) zu sechs Klassen zusammengefasst: Städtisch geprägt / bebaut (clc18: 111, 112, 121, 122, 132, 133), Städtisches Grün / Sportflächen (clc18: 141, 142), Landwirtschaft inkl. Wiesen und Weiden (clc18: 211, 231), Wald (clc18: 311, 312, 313), Natürliches Grün (clc18: 321, 324, 411, 412), Gewässer (clc18: 512) (Bundesamt für Kartographie und Geodäsie 2021).
Bis in die 1870er Jahre erfolgte die Ableitung der Haus- und Straßenabwässer Berlins über eine primitive Rinnsteinentwässerung. Nach jahrelangem Streit über das zu wählende Verfahren der Stadtentwässerung und Abwasserbeseitigung hatte sich das Verrieseln von Abwässern bei gleichzeitiger landwirtschaftlicher Nutzung der Flächen als günstigste Form der Abwasserentsorgung durchgesetzt. Insgesamt wurden 20 offizielle Rieselfeldbezirke und zwei Rieselfeldkleinstandorte mit einer für die Abwasserverrieselung hergerichteten (aptierten) Fläche von etwa 12.500 ha eingerichtet. Die hierzu benötigten Flächen wurden von der Stadt Berlin angekauft und befinden sich größtenteils auch heute noch in ihrem Besitz. Mit dem Ausbau der Klärwerke Berlins wurde der größere Teil der Rieselflächen bis Mitte der 1980er Jahre aus der Nutzung genommen. Im Stadtgebiet Berlins wurden Ende der 1980er Jahre große Flächen in Marzahn, Hellersdorf und Hohenschönhausen bebaut bzw. wie in der Umgebung des Bucher Forstes aufgeforstet . Die letzten Rieselfelder in ursprünglicher Nutzung wurden bis 1998 stillgelegt. Bis 2010 wurden auf den Flächen des Rieselfeldes Karolinenhöhe , Ortsteil Gatow, noch Elutionsstudien (umweltchemische Untersuchung zum Lösen von adsorbierten Stoffen) zur Verbringung von Klarwasser durch die Berliner Wasserbetriebe durchgeführt. Viele der ehemaligen Rieselfeldflächen werden heute land- und forstwirtschaftlich genutzt. In Rieselfeldböden werden neben Nährstoffen auch die im Abwasser befindlichen Schadstoffe angereichert. Dies führt bei den aufgegebenen Flächen vielerorts zu Beeinträchtigungen der derzeitigen Nutzung und hat aufgrund der Größe der betroffenen Flächen weitreichende Konsequenzen für den Naturhaushalt. Die ehemaligen Rieselfelder bleiben auch zukünftig weiterhin wichtige Räume für die Stadtentwicklung. Es wurden bereits vielfältige, zum Teil konkurrierende Konzepte zur Nutzung der verbliebenen Flächen für den Wohnungsbau, für Gewerbeansiedlungen, als Erholungsraum oder für Grundwasseranreicherungen diskutiert. In Anbetracht der Kenntnisse über die spezifischen Belastungen der Rieselfeldböden bilden Informationen über Lage und Flächenausdehnung ehemaliger Rieselfelder eine sehr wichtige Planungsgrundlage zur Bewertung der Schutzwürdigkeit der Böden und zur Vermeidung zukünftiger Nutzungskonflikte. Die Einrichtung der Rieselfelder erfolgte nach einem Entwässerungsentwurf von James Hobrecht, der 1869 vom Magistrat Berlin für die Leitung des Berliner Latrinenwesens gewonnen wurde. Hobrecht teilte die gesamte Stadtfläche in 12 Gebiete, sogenannte Radialsysteme auf. In jedem Radialsystem war ein Pumpwerk vorgesehen, dem die Abwässer, die sich aus häuslichem, gewerblichem und industriellem Schmutzwasser und aus Niederschlagswasser zusammensetzten, durch Gefälleleitungen zuflossen. Vom Pumpwerk aus wurden die Abwässer mittels Druckrohren zu außerhalb der Stadt liegenden Rieselfeldern verbracht. Ein Teil der Rieselfelder wurde zusätzlich von Direktzuleitern beschickt. Aus der Druckleitung, die das Abwasser von den Pumpwerken zu den Rieselfeldern führte, gelangte es zunächst in Absetzbecken , die als Beton- oder Erdbecken ausgebildet waren. Beim Strömen des Wassers durch die Becken setzte sich der größte Teil der Sinkstoffe am Boden ab, und Tauchwände hielten vorhandene Schwimmstoffe zurück. Die in den Absetzbecken abgelagerten Sedimente wurden regelmäßig ausgeräumt und auf speziellen Schlammtrockenplätzen entwässert. In früheren Jahren fand der entwässerte Schlamm als Bodenverbesserungsmittel in der Landwirtschaft und im Gartenbau Verwendung. Auch das Grabensystem eines Rieselfeldes wurde regelmäßig gereinigt, wobei die entfernten Sedimente in der Regel direkt am Grabenrand abgelagert wurden. Nachdem das Abwasser die Absetzanlage passiert hatte, d. h. mechanisch gereinigt wurde, floss es über Zuführungen durch natürliches Gefälle auf die Rieselstücke. Die natürliche Oberflächengestalt des für die Verrieselung vorgesehenen Bodens war für die Aufleitung des Abwassers nicht ohne weiteres geeignet. Je nach Oberflächengestaltung wurden die Rieselstücke (Tafeln) entweder als Horizontal- oder Hangstücke in einer Größe von ca. 0,25 ha ausgebildet und mit Wällen umgeben. Die Berieselung geschah in der Weise, dass die Horizontalstücke über umlaufende Verteilungsrinnen ganzflächig überstaut wurden, während bei den Hangstücken das Wasser der oberen Kante zugeführt wurde und von dort aus dem Gefälle folgend herabrieselte. Ursprünglich gab es noch Beetstücke mit Furchenbewässerung, bei denen das Wasser in parallelen Längsgräben von etwa einem Meter Abstand, die untereinander verbunden waren, über die Stücke floss und nur eine Befeuchtung der Pflanzenwurzeln eintrat (vgl. Abb. 1). Im Umfeld der eigentlichen Rieseltafeln befanden sich häufig sogenannte Wildrieselflächen , auf die bei Überlastung der aptierten Flächen über Wildrieselungsschieber unvorbehandeltes Abwasser direkt auf Naturland aufgebracht werden konnte. Bei der Bodenpassage wurden die Inhaltsstoffe des Abwassers zurückgehalten, im humosen Oberboden adsorbiert, sowie chemisch und biologisch umgewandelt. Damit erfolgte auch eine Zufuhr landwirtschaftlich verwertbarer Nährstoffe. Aufgrund der zunächst hohen erzielbaren Erträge wurde die Mehrzahl der Flächen landwirtschaftlich genutzt und durch eigens gegründete Rieselgüter bewirtschaftet. Dabei erfolgte zumeist eine Mischnutzung von Grünland und Ackerkulturen. Zur schnelleren Abführung des gefilterten und gereinigten Wassers sowie zur Wiederbelüftung und Belebung des Bodens wurden die berieselten Flächen meist schon bei der Herrichtung in gleichmäßigen Abständen mit Dränrohren durchzogen. Die Ableitung des Dränwassers erfolgte über Sammeldräns in Entwässerungsgräben zu den Vorflutern. Ein Teil des Sickerwassers gelangte nach der Bodenpassage ins Grundwasser. Im Normalbetrieb wurden die Flächen überstaut. Anschließend wurde abgewartet, bis das Wasser versickerte und der Boden wieder durchlüftet wurde. Erst danach wurde mit dem nächsten Überstau begonnen. Die Berieselungsrhythmen richteten sich zudem nach den Wachstumsperioden der landwirtschaftlichen Kulturen. So waren für Grünland jährlich 4 – 8 Berieselungen mit Beaufschlagungsmengen von 2.000 – 4.000 mm möglich, während Flächen, die für den Anbau von Wintergetreide genutzt wurden, nur einmal jährlich mit 100 – 500 mm Abwasser beschickt werden konnten. Durch die Überbeanspruchung der Rieselfelder aufgrund zunehmender Abwassermengen, einer Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion und Stilllegungen von Rieselfeldflächen wurden in einigen Bereichen sogenannte Intensivfilterflächen angelegt, die dauerhaft überstaut und zu diesem Zweck eigens mit erhöhten Wällen umgeben wurden. Hier wurde nur eine ungenügende Reinigungsleistung erzielt, da aerobe Abbauprozesse nicht stattfinden konnten. Diese Flächen wurden nicht landwirtschaftlich genutzt. Mit der Aufgabe der Rieselfeldnutzung erfolgte in vielen Fällen eine weitgehende Einebnung der Rieselfeldstrukturen . Gräben und Tafeln wurden mit dem im Bereich der Wälle aufgeschütteten Material verfüllt. Neben den Nährstoffen wurden bei der Bodenpassage auch die im Abwasser befindlichen Schadstoffe zurückgehalten. Die beaufschlagten Böden wurden daher flächendeckend in zum Teil erheblichem Maße mit Schwermetallen belastet. Dies führte zu Beeinträchtigungen der Nutzbarkeit der Böden, da sich die im Boden befindlichen Schwermetalle in den angebauten Nahrungspflanzen anreichern können. Die ermittelten Belastungen können lokal so hoch sein, dass gesundheitliche Risiken bei direktem Bodenkontakt nicht auszuschließen sind. Dies ist beispielsweise dann relevant, wenn auf ehemaligem Rieselland empfindliche Nachnutzungen (z. B. Kinderspielplätze) vorgesehen sind. Insgesamt ist davon auszugehen, dass die Schadstofffracht der verrieselten Abwässer durch die zunehmende Verwendung von Haushaltschemikalien, Waschmitteln sowie die Zunahme des gewerblichen Abwasseranteils im Laufe der Betriebsdauer der Rieselfelder stetig zunahm. Hinzu kam die steigende Belastung mit den durch die Mischwasserkanalisation zugeführten Straßenabwässern. Aufgrund der Abwasserzusammensetzung ist im Zuge der Rieselfeldnutzungen neben Schwermetallen auch mit einer relevanten Belastung der Böden mit organischen Schadstoffen zu rechnen. Innerhalb der ehemaligen Rieselfelder bestehen in Abhängigkeit von der Menge der aufgebrachten Abwässer erhebliche Gradienten in der Schadstoffbelastung der Böden. Entscheidend hierfür sind die Betriebsdauer, die Art der Nutzung sowie die Menge der jährlich aufgebrachten Abwässer. Besonders hohe Belastungen sind hier vor allem im Bereich der ehemaligen Intensivfilterflächen zu erwarten. Zusätzliche Abstufungen ergeben sich aus den betriebstechnischen Abläufen, so dass Rieseltafeln in der Nähe der Absetzbecken in der Regel stärker belastet sind als weiter entfernte Bereiche. Im Bereich der Absetzbecken und Schlammtrockenplätze ist immer dann mit besonders hohen Belastungen zu rechnen, wenn die Flächen keine Abdichtung aufweisen. Nach Einstellung des Rieselfeldbetriebs wurden die aufgegebenen Flächen zumeist weitgehend eingeebnet und umgepflügt. Hierdurch erfolgte eine Durchmischung von Böden mit unterschiedlicher Belastung. Zudem wurde belastetes Bodenmaterial in tiefere Bodenschichten eingebracht. Bei der Bodenpassage wurden nicht alle Inhaltsstoffe des Abwassers zurückgehalten. So zeigten sich in den Rieselfeldabläufen erhebliche Konzentrationen von Stickstoff- und Phosphatverbindungen , die die aufnehmenden Vorfluter belasteten. Im Stadtgebiet waren hiervon insbesondere Panke/Nordgraben, Tegeler Fließ, Wuhle, Unterhavel und Rudower Fließ betroffen. Die Stilllegung der Rieselfelder hat hier in der Vergangenheit bereits zu einer Verbesserung der Wasserqualität geführt. Neben der Belastung von Oberflächenwasser ist ein Transfer von Stickstoffverbindungen und organischen Schadstoffen ins Grundwasser nachgewiesen (u.a. Liese et al. 2004). Schwermetalle werden dagegen weitgehend im Oberboden zurückgehalten. Auch die Aufgabe der intensiven Rieselfeldnutzung hat vielfältige Auswirkungen auf das Ökosystem: Die während des Rieselfeldbetriebs akkumulierten Nähr- und Schadstoffe sind im Wesentlichen in der organischen Substanz des Bodens gebunden. Bei aufgegebenen Rieselfeldern ist infolge des veränderten Wasserhaushalts und chemischen Bodenzustands mit einem Abbau der organischen Substanz und mit einer Abnahme des Bindungsvermögens zu rechnen. Dabei können die gebundenen Nähr- bzw. Schadstoffverbindungen mit sinkendem pH-Wert remobilisiert und ins Grundwasser bzw. in die angrenzenden Vorfluter ausgewaschen werden. Die Aufgabe der Rieselfelder hatte zudem erhebliche Konsequenzen für den Gebietswasserhaushalt . So wurde an Pegeln im Bereich der südlichen Rieselfelder ein deutliches Fallen des Grundwasserspiegels registriert. Dies hatte unmittelbare Konsequenzen für die jeweilige Vegetation bzw. für das Ertragspotential der landwirtschaftlichen Nutzflächen. Zudem hatte die Einstellung der Verrieselung eine Verringerung des Grundwasserdargebots des Ballungsraums Berlin zur Folge. Nach Aufgabe der nördlichen Rieselfelder traten Probleme mit der Wasserführung von Panke und Tegeler Fließ auf, die vorher ihr Wasser zum Teil aus Rieselfeldabläufen erhielten. Um die negativen Folgen zu mindern, die sich durch die Einstellung des Rieselfeldbetriebes ergaben, wurden verschiedene Konzepte diskutiert und erprobt. Mögliche Maßnahmen sind z. B.: die Erhaltung der Bindungsstärke des Bodens durch Zufuhr von organischer Substanz bzw. Kalk zur Stabilisierung des pH-Wertes, der Schadstoffentzug durch Pflanzen mit hoher Biomasseproduktion und die Wiedervernässung bzw. Weiterberieselung mit gereinigten Klärwerksabläufen mit dem Ziel der Grundwasseranreicherung und der Unterbindung des Abbaus organischer Substanz.
Ein bedeutendes Themenfeld des Bodenschutzes ist der Umgang mit Schadstoffen in Böden. Schadstoffe sind giftig (akut toxisch, chronisch toxisch und/oder krebserregend) und können auf verschiedene Weise schädlich für die Umwelt wirken. So können sie neben der direkten Schädigung der Bodenlebewesen in Gewässer gelangen und die dortigen Lebewesen schädigen oder in das für die Trinkwassergewinnung verwendete Rohwasser gelangen. Sie können direkt auf Menschen einwirken über die Luft (gasförmig oder staubgebunden) oder über die orale Aufnahme z.B. durch das spielende Kind. Indirekt können Schadstoffe auch von Pflanzen aufgenommen und in den verzehrfähigen Pflanzenteilen angereichert werden oder zu einer Belastung von Futtermitteln führen, die wiederum eine Belastung tierischer Lebensmittel zur Folge haben, siehe LANUV-Info 13 über "Ursachen – Wirkungen – Bewertung – Handlungsempfehlungen". Mögliche Wirkungspfade einer Schadstoffbelastung im Boden, Abbildung: LANUV NRW In den Boden gelangen Schadstoffe auf unterschiedlichem Wege: Unfälle oder zurückliegende aus heutiger Sicht unsachgemäße industrielle/gewerbliche Praxis haben vielerorts zum Eintrag von bodengefährdenden Stoffen geführt. Schadstoffe aus der Luft kommen über Deposition (Staub, Regen) auf die Bodenoberfläche. Schadstoffe in Gewässern und deren Sedimenten gelangen bei Hochwasserereignissen auf Überschwemmungsflächen. Schadstoffe in Klärschlämmen, Komposten, Dünge- und Pflanzenschutzmitteln werden in landwirtschaftlich genutzte Böden eingetragen. Natürliche Gesteine mit hohen Schwermetallgehalten können in Einzelfällen direkt an der Erdoberfläche vorkommen und dort flächenhaft schädliche Bodenveränderungen bedingen. Schadstoffe und deren Herkunft Giftige Wirkungen sind für eine Vielzahl von Stoffen bekannt. Organische Schadstoffe Persistente organische Schadstoffe („Persistent Organic Pollutants“ = POPs) sind aufgrund ihrer Langlebigkeit, Giftigkeit und ihrer weltweiten Verbreitung sehr umweltrelevant. POPs sind chemische Verbindungen, die in der Umwelt nur langsam abgebaut werden. Sie verbleiben nach ihrer Freisetzung in der Umwelt und reichern sich in der Nahrungskette an. Damit können sie ihre schädigende Wirkung auf Ökosysteme und Mensch langfristig entfalten. Einige POPs weisen eine hohe Toxizität (=Giftigkeit) auf. Da sie auch weiträumig transportiert werden, können sie selbst in entlegenen Gebieten zu einer Belastung führen. Zu den POPs gehören Chemikalien, die zum Zwecke einer bestimmten Anwendung hergestellt wurden (z. B. PCB) aber auch solche, die unbeabsichtigt bei Verbrennungs- oder anderen thermischen Prozessen entstehen (z. B. Dioxine und Furane). Die wichtigsten Verbindungen sind: PAK (Polyzyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe; insgesamt über 100 Verbindungen) stammen vor allem aus unvollständiger Verbrennung z.B. in Kraftwerken, Kokereien, im Verkehr aber auch beim Kaminfeuer. Außerdem kommen PAK in Stein- und Braunkohle vor. PCB (Polychlorierte Biphenyle) wie auch PCDD/PCDF (Dioxine und Furane) entstehen bei jeder nicht vollständigen Verbrennung in Gegenwart von Chlorverbindungen. Größte Quelle war noch in den 90er Jahren die Energiewirtschaft, deren Emission aber heutzutage vernachlässigbar ist, da Filteranlagen für die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte sorgen. PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen; mehr als 1.000 Verbindungen) sind künstlich hergestellte Substanzen, die seit den 70er Jahren in einer Vielzahl von Produkten v.a. zur Oberflächenbeschichtung (Dächer, Textilien, Verpackungen) sowie als Schaummittel für Feuerlöschschäume eingesetzt wurden. Weitergehende Informatioen erhalten Sie unter Gefahrstoff PFAS . Arzneimittel können auch in Böden gelangen und im Boden unerwünschte Wirkungen wie z.B. die Bildung von Resistenzen entfalten. Zum Eintrag von Arzneimitteln und deren Verhalten und Verbleib in der Umwelt ist 2007 der LANUV-Fachbericht 2 erschienen. Anorganische Schadstoffe Unter Anorganischen Schadstoffen versteht man vor allem Schwermetalle wie Arsen, Cadmium, Blei, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Thallium, Zink. Sie sind natürliche Bestandteile der Erdkruste, werden aber auch durch Aktivitäten des Menschen in die Umwelt eingetragen. So werden Metalle insbesondere bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe sowie bei ihrer Herstellung (Verhüttung) und Verarbeitung in großen Mengen freigesetzt. Weitere wichtige Emissionsquellen sind Müllverbrennungsanlagen, die Zementindustrie, die Glasindustrie und der Kraftfahrzeugverkehr. Metalle sind in der Umwelt langlebig und werden ständig weiterverbreitet. Sie wirken in bestimmten Konzentrationen toxisch (= giftig) und können die Bodenfunktionen und die Qualität der darauf wachsenden Pflanzen beeinträchtigen. So können sie sich auch in Nahrungs- und Futterpflanzen anreichern und gelangen damit in die Nahrung des Menschen. Bewertung Von schadstoffbelasteten Böden können Wirkungen auf andere Umweltmedien und die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen ausgehen. Die Bewertung einer gemessenen Schadstoffkonzentration im Boden hängt von der Nutzung der Böden und dem damit verbundenen Aufnahmepfad ab. Es werden folgende Aufnahmepfade unterschieden: der Direktpfad (Boden zu Mensch), z.B. direkter Bodenkontakt von spielenden Kindern, der Pflanzenpfad (Boden zu Nutzpflanze), z.B. bei der Erzeugung pflanzlicher Lebensmittel oder von Tierfutter auf belasteten Böden, der Grundwasserpfad (Boden zu Grundwasser), durch Auswaschung von Schadstoffen aus dem Boden. Für alle drei Pfade und für eine Vielzahl von Schadstoffen formuliert die BBodSchV Beurteilungswerte (Vorsorgewerte, Prüfwerte, Maßnahmenwerte) bei deren Überschreitung die Gefahr der Entstehung einer schädlichen Bodenveränderung nicht mehr als ausgeräumt gelten kann. Vorsorgewerte zeigen an, ab welchen Bodenkonzentrationen die Besorgnis besteht, dass bei fortgesetzten Stoffeinträgen zukünftig Bodenkonzentrationen erreicht werden könnten, die nicht mehr unbedenklich sind. Werden Prüfwerte überschritten, ist mit hinreichender Wahrscheinlichkeit von einer Gefahr für das jeweilige Schutzgut auszugehen. Es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Gefahren eindeutig festzustellen (und Maßnahmen zu ergreifen) oder auszuräumen (Detailuntersuchung). Prüfwerte sollen einen ausreichenden Abstand zu Vorsorgewerten (bzw. Hintergrundwerten) und einen eindeutigen Gefahrenbezug aufweisen. Die Überschreitung von Maßnahmenwerten „überspringt“ alle weiteren Prüfschritte und es sind unmittelbar Maßnahmen erforderlich. Prüf- und Maßnahmenwerte werden nach einheitlichen Ableitungsmethoden mit Bezug zur Toxikologie eines Stoffes festgelegt. Ob überhaupt gegenüber dem „Normalzustand“ erhöhte Werte vorliegen, kann mit Hilfe der statistisch abgeleiteten Hintergrundwerte überprüft werden. In der Detailuntersuchung werden neben der Abgrenzung der Belastung auch weitere Parameter berücksichtigt. So kann die Mobilität von Schadstoffen im Boden sehr unterschiedlich sein (z.B. sind Cadmium, Blei und Zink bei hohen pH-Werten fast immobil), was insbesondere für die Aufnahme durch Pflanzen relevant ist. Die Resorptionsverfügbarkeit eines Schadstoffes (Wie viel des Schadstoffes wird bei oraler Aufnahme im Verdauungstrakt überhaupt vom Körper aufgenommen?) ist bei der Betrachtung des Pfades Boden zu Mensch (Direktpfad) von Bedeutung. Eine umfassende Übersicht über die in der Detailuntersuchung abzuprüfenden Expositionsbedingungen gibt die entsprechende LABO-Arbeitshilfe . Maßnahmen Liegen in einem Boden Schadstoffkonzentrationen vor, die auch nach der Detailuntersuchung negative Wirkungen auf Bodenfunktionen erwarten lassen, liegt bodenschutzrechtlich eine "schädliche Bodenveränderung" vor. Welches die dabei relevanten Wirkungen und Gefahren sind und welches wirksame Maßnahmen zur Gefahrenabwehr sind, ist im Einzelfall hängt vor allem von der Bodennutzung ab. Auf Spielflächen (Pfad Boden > Mensch) sind vorrangig Maßnahmen zur Verringerung des direkten Bodenkontaktes von Kleinkindern erforderlich, wie z.B. Begrünung oder Abdeckung vegetationsfreier Flächen. Oft wird hier aber bei Prüfwertüberschreitungen unmittelbar ein Bodenaustausch vorgenommen. Auf Industrieflächen (Pfad Boden > Mensch) kommen als Maßnahmen auch ein Betretungsverbot oder die Begrünung zur Verhinderung von Verwehungen in Betracht. In Nutzgärten (Pfad Boden > Pflanze) sind vor allem Maßnahmen zur Verringerung des Schadstoffüberganges vom Boden in angebaute Nahrungspflanzen wichtig, wie z.B. Kalkung zur Verringerung der Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen oder Mulchabdeckung zur Vermeidung von Verschmutzungen. Oft kann aber auch die Reduktion der Nutzfläche als einfach zu vollziehende Maßnahme ausreichen. Auf Ackerflächen (Pfad Boden > Pflanze) kann eine Anpassung der Bewirtschaftung eine sinnvolle Maßnahme darstellen wie z.B. eine Kalkung zur Anhebung des pH-Wertes, der Verzicht auf stark anreichernde Pflanzenarten (Weizen bei Cadmium) oder eine verschmutzungsarme Futterwerbung. Hierzu wurden mit dem LUA-Merkblatt 55 Handlungsempfehlungen zu Maßnahmen der Gefahrenabwehr bei schädlichen stofflichen Bodenveränderungen in der Landwirtschaft veröffentlicht. Bei Gefährdung von Grundwasser (Pfad Boden à Grundwasser) kommen auch Einschließungsverfahren (Oberflächenabdichtung, Abdeckung, Versiegelung, vertikale Abdichtung), Immobilisierungsverfahren oder Bodenwäsche als Sicherungsmaßnahmen zum Einsatz. In der Regel werden aber sogennannte pump-and-treat Verfahren nötig, die das belastete Wasser fördern und über Filter abreinigen. Flächenhafte Belastungen erfordern großflächige Vorgaben, welche entweder durch Allgemeinverfügungen oder durch Bodenschutzgebietsverordnungen erlassen werden können.
Luftschadstoffe, die aus unterschiedlichen Quellen, wie z. B. der Industrie oder dem Verkehr, emittiert werden, gelangen über Transmission zu Menschen, Tieren und Pflanzen. Dort können sie Wirkungen entfalten. Sie können auch einen Einfluss auf Materialien haben und das Klima beeinflussen. Die Wirkungen von Luftverunreinigungen auf den Menschen über die Nahrung werden über verschiedene Bioindikationsverfahren mit Pflanzen ermittelt. Eintrag von Luftschadstoffen Ansicht auf Duisburg Schwelgern vom Rhein aus, Bild: LANUV In Nordrhein-Westfalen werden die Einträge verschiedener Luftschadstoffe in Pflanzen ermittelt. Dazu zählen beispielsweise Schwermetalle und organische Verbindungen wie Dioxine und Furane, PAK oder PCB. Seit einigen Jahren werden auch Einträge von Pflanzenschutzmitteln in verschiedene Medien untersucht. Schwermetalle Schwermetalle, wie z. B. Blei, Cadmium, Kupfer oder Nickel, sind natürliche Bestandteile der Erdkruste und werden durch Aktivitäten des Menschen in die Umwelt eingetragen. So werden Metalle insbesondere bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe sowie bei ihrer Herstellung (Verhüttung) und Verarbeitung in großen Mengen freigesetzt. Weitere wichtige Emissionsquellen sind Müllverbrennungsanlagen, die Zementindustrie, die Glasindustrie und der Kraftfahrzeugverkehr. Metalle sind in der Umwelt langlebig und werden ständig weiter verbreitet. Sie wirken in bestimmten Konzentrationen toxisch (= giftig) und können die Bodenfunktionen und die Qualität der darauf wachsenden Pflanzen beeinträchtigen. So können sie sich auch in Nahrungs- und Futterpflanzen anreichern und gelangen damit in die Nahrung des Menschen. In NRW werden die Gehalte von Metallen in Nahrungs-und Futterpflanzen regelmäßig ermittelt. Die Abbildung zeigt die Abnahme der Blei-Gehalte in Graskulturen an Hintergrundstandorten und im Duisburger Hafen von 1987 bis heute. Organische Schadstoffe Aufgrund ihrer Langlebigkeit, Giftigkeit und ihrer weltweiten Verbreitung werden auch die Wirkungen von persistenten organischen Schadstoffen („Persistent Organic Pollutants“ = POPs) untersucht. POPs sind chemische Verbindungen, die in der Umwelt nur langsam abgebaut werden. Besondere Umweltrelevanz ergibt sich daraus, dass sie nach ihrer Freisetzung in der Umwelt verbleiben und sich in der Nahrungskette anreichern. Damit können sie ihre schädigende Wirkung auf Ökosysteme und Mensch langfristig entfalten. Einige POPs weisen eine hohe Toxizität (=Giftigkeit) auf. Da sie auch weiträumig transportiert werden, können sie selbst in entlegenen Gebieten zu einer Belastung führen. Zu den POPs gehören Chemikalien, die zum Zwecke einer bestimmten Anwendung hergestellt wurden (z. B. PCB) aber auch solche, die unbeabsichtigt bei Verbrennungs- oder anderen thermischen Prozessen entstehen (z. B. Dioxine und Furane). Mit Hilfe von Bioindikatoren können Immissionen von organischen Schadstoffen erfasst werden. In der Abbildung sieht man die PCB-Gehalte in Grünkohl- und Graskulturen in der Nähe des Dortmunder Hafens, die 2016 eine deutliche Belastung angezeigt haben und zu weiteren Maßnahmen führten. Seit 2010 waren deshalb die Gehalte wieder deutlich geringer. Pflanzenschutzmittel Bulk-Sammler zur Ermittlung von Pflanzenschutzmitteln in der trockenen und nassen Deposition am Standort in Essen, Bild: LANUV Pflanzenschutzmittel werden in der Landwirtschaft eingesetzt, um Nahrungs- und Futterpflanzen vor Schädlingen, wie z. B. Insekten oder Pilzen (Insektizide, Fungizide), zu schützen bzw. um unerwünschte Beikräuter am Wachstum zu hindern (Herbizide). Pflanzenschutzmittel können auch abseits der eigentlichen Anwendungen in verschiedenen Medien nachgewiesen werden. So findet man viele Wirkstoffe in Gewässern, weil sie beispielsweise mit dem Regen von den behandelten Flächen ausgewaschen werden. Einige Wirkstoffe können auch über die Luft verbreitet werden. Diese werden dann z. B. mit dem Regen ausgewaschen und landen auf Pflanzen oder im Boden. Diese Einträge werden in NRW mithilfe von Bulk-Sammlern zum Auffangen der nassen und trockenen Deposition erfasst. Darüberhinaus werden auch Untersuchungen mit Pflanzen durchgeführt. Bioindikation Bioindikatoren sind Organismen oder Organismengemeinschaften, die auf Schadstoffbelastungen mit Veränderungen ihrer Lebensfunktion reagieren (=Reaktionsindikatoren) bzw. den Schadstoff akkumulieren (= Akkumulationsindikatoren). In der Vergangenheit wurden in NRW Flechten als Reaktionsindikatoren eingesetzt. Heute kommen in der Regel nur noch Akkumulationsindikatoren, wie z. B. die Graskultur und Grünkohl, zum Einsatz. Diese werden meist aktiv an Belastungsstandorten exponiert. Bei Schadensfällen werden Nahrungspflanzen passiv beprobt, wie z. B. beim Löwenzahnscreening. Graskultur Anzucht der Graskulturen in Tontöpfen, Bild: LANUV Das Verfahren der standardisierten Graskultur wird im Rahmen des Wirkungsdauermessprogrammes zwischen Mai und September nach der Richtlinie VDI 3957 Blatt 2 durchgeführt. Als Akzeptorpflanze wird die Grasart Lolium multiflorum ( ssp. italicum ) verwendet, die gut luftverunreinigende Stoffe anreichern kann. Das Gras verbleibt jeweils vier Wochen an einem Standort und wird anschließend auf Schwermetalle und an acht Messstationen zusätzlich auf organische Schadstoffe untersucht. Grünkohlexposition Das Verfahren der Grünkohlexposition wird nach der Richtlinie VDI 3957 Blatt 4 zwischen Mitte August bis Mitte November im Rahmen des Wirkungsdauermessprogramms eingesetzt. Dabei werden Grünkohlpflanzen in Pflanzcontainern exponiert. Grünkohl vermag aufgrund der Oberflächenstruktur der Blätter und der wachshaltigen Kutikula in besonderem Maße lipophile (=fettlösliche), organische Verbindungen zu binden. Nach der Ernte wird der Grünkohl gewaschen und küchenfertig aufbereitet. Die Proben werden auf Schwermetalle und organische Schadstoffe untersucht. Das Grünkohlexpositionsverfahren wird auch bei Untersuchungen an verschiedenen Belastungsschwerpunkten eingesetzt. Dabei ist es wichtig, dass es sich bei Grünkohl um eine Nahrungspflanze handelt. So kann über den Schadstoffgehalt im Grünkohl die Gefährdung für die Bürgerinnen und Bürger direkt berechnet und ggfls. eine Verzehrempfehlung ausgesprochen werden. Löwenzahnscreening Das Löwenzahnscreening ist eine standardisierte Methode (Richtlinie VDI 3957 Blatt 7), um z. B. bei Störfällen in Industriebetrieben oder Bränden zeitnah eine Aussage über die Reichweite der Belastung und eine gesundheitliche Einschätzung von Nahrungspflanzen vorzunehmen. Dabei werden vor Ort wachsende Löwenzahnpflanzen beprobt, die potentiell Schadstoffen ausgesetzt waren. Löwenzahn wächst nahezu überall und kann zu jeder Jahreszeit beprobt werden. Die ermittelten Gehalte können mit Hintergrundwerten für NRW verglichen werden. Wirkungsdauermessprogramm Graskulturen werden auf 1,50 m Höhe vier Wochen lang am Standort Essen exponiert, Bild: LANUV Das Wirkungsdauermessprogramm (WDMP) wurde 1995 im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes NRW zur Langzeitbeobachtung immissionsbedingter Wirkungen vom Landesumweltamt NRW konzipiert und umgesetzt. Teilweise konnte auch auf ältere Daten früherer Messprogramme zurückgegriffen werden, so dass mittlerweile für einige Schwermetall-Immissionen Zeitreihen über einen Zeitraum von über 25 Jahren vorliegen. Die Langzeitbeobachtung immissionsbedingter Wirkungen dient zum einen der Ermittlung von Hintergrunddaten für die unterschiedlich belasteten Räume in NRW und deren Charakterisierung. Daraus können Zeitreihen erstellt, Trends ermittelt und Basisdaten für die Umweltberichterstattung sowie Referenzwerte für Gutachten abgeleitet werden. Zum anderen ist das Ziel aber auch die Überwachung von (potentiellen) Emittenten und die Erfolgskontrolle emissions- und immissionsmindernder Maßnahmen. Darüber hinaus dient das WDMP der Qualitätssicherung von Bioindikationsverfahren. Mess- und Monitoring-Programme https://umweltindikatoren.nrw.de/ Immissionsbedingte Hintergrundbelastung von Pflanzen in NRW - Schwermetalle und organische Verbindungen Neue Bioindikationsverfahren zum anlagenbezogenen Monitoring Aktuelle Messungen Messstelle mit verschiedenen pflanzlichen Bioindikatoren am Standort Essen, Bild: LANUV Momentan erfolgen an 14 Messstationen Eintrags- und Depositionsmessungen, Staubniederschlagsmessungen und die Exposition von standardisierter Graskultur und Grünkohl. Neben der Untersuchung der Pflanzen und des Staubniederschlags auf Schwermetalle, werden seit 1998 (Grünkohl) bzw. 2003 (Gras) auch verschiedene, humantoxikologisch relevante, organische Komponenten bestimmt. Diese persistenten organischen Schadstoffe (Persistent organic pollutants = POPs) sind polychlorierte Biphenyle (PCB), dioxinähnliche polychlorierte Biphenyle (dl-PCB), polychlorierte Dibenzodioxine/ - Furane sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und deren Leitkomponente Benzo-(a)-Pyren (BaP). Dabei dienen die Messstationen an den Waldstandorten im Eggegebirge (Velmerstot), im Rothaargebirge (Hilchenbach), im Bergischen Land (Osenberg) und in der Eifel (Simmerath), die Standorte im landwirtschaftlichen Bereich in Bocholt und in Gütersloh sowie die städtischen Standorte in Köln, Langenfeld, Essen, Dortmund und Duisburg-Walsum der Erfassung der Hintergrundbelastung in NRW. Die Messstation im Duisburger Hafen dient der Überwachung eines stark industriell geprägten Bereiches; die Messstation auf einer Verkehrsinsel in Düsseldorf -Mörsenbroich dient der Erfassung eines stark verkehrsbelasteten Standortes. Die Messstation in Bottrop ist ebenfalls durch eine Quelle beeinflusst, da sie sich in unmittelbarer Nähe zu einer Kokerei befindet. Sonderuntersuchungsprogramme Aus Industriebetrieben können z. B. bei Störfällen Schadstoffe in die Umwelt gelangen. Diese können sich auch in Nahrungspflanzen anreichern. Deshalb werden in diesen Fällen Nahrungspflanzen im betroffenen Gebiet untersucht. Hierbei sind insbesondere Pflanzen interessant, deren Blätter verzehrt werden, wie etwa Grünkohl, Mangold, Spinat und Salat. Die beaufschlagten Pflanzen werden dann im Umkreis des Industriebetriebes z. B. aus betroffenen Gärten geerntet, küchenfertig aufbereitet und auf Schadstoffe untersucht. Sonderuntersuchungsprogramme Klimawirkungen In NRW werden in zwei phänologischen Gärten die Wirkungen des Wetters, der Witterung und des Klimas auf die Entwicklungsphasen der Pflanzen untersucht. Es wird beispielsweise erfasst, wann der Blühbeginn erfolgt oder Früchte reif sind. Die Phänolgie ist ein besonders sensitiver Indikator für den Klimawandel, weil anders als bei rein chemisch-physikalischen Messungen alle Einwirkunsfaktoren integrativ erfasst werden. Phänologie zum Anfassen Klimaatlas NRW
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| Ereignis | 3 |
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