Schadstoffe im Boden

Schadstoffe sind Substanzen, die durch ihre chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften eine schädliche Wirkung auf Mensch, Tier und Umwelt haben können.

Schlepper mit Pflanzenschutzspritze bei der Arbeit auf einem Getreidefeld mit aufkeimendem Bewuchs soll als Beispiel für den Eintrag von Schadstoffen in den Boden dienen. Eintrag von Pflanzenschutzmitteln in den Boden

Man unterscheidet in erster Linie zwischen den sogenannten anorganischen und den organischen Schadstoffen.

Die Gruppe der anorganischen Schadstoffe besteht im Wesentlichen aus den bekannten Schwermetallen. Hierzu zählen zum Beispiel Blei, Cadmium, Zink, Kupfer und Quecksilber.

Die Gruppe der organischen Schadstoffe ist weitaus größer und vielfältiger. Zu den bekannteren Vertretern dieser Gruppe gehören unter anderem die Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) oder die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Aber auch alle Arten von Lösungsmitteln, Pflanzenschutzmitteln, und die meisten Industriechemikalien zählen zu den organischen Schadstoffen. Sie haben ihren Ursprung hauptsächlich in den industriellen Herstellungsprozessen.

Neue Schadstoffe

Oft werden Chemikalien über Jahrzehnte verwendet bevor sie sich merkbar in der Umwelt anreichern, oder erste Schäden auftreten. Erst dann werden sie als Umweltschadstoff wahrgenommen und geraten in den Fokus von Wissenschaft, Behörden und Gesellschaft. Solche Stoffe werden dann als neue Schadstoffe bezeichnet. Derzeit zählen dazu zum Beispiel die Per- und Polyfluorierten Alkylverbindungen / Chemikalien (PFAS / PFC) und Mikroplastik.

Es gibt anorganische und organische Schadstoffe.

Anorganische Schadstoffe sind vor allem die Schwermetalle. Im Boden sind sie immer natürlichen Ursprungs (geogen), sofern sie nicht durch Immissionen eingetragen werden.

Organische Schadstoffe sind sehr vielfältig und fast ausschließlich menschengemacht.

"Neue" Schadstoffe sind Stoffe, die erst seit relativ kurzer Zeit im Verdacht stehen schädlich für Mensch und Umwelt zu sein (zum Beispiel PFAS, Mikroplastik).

Zahlreiche Schadstoffe sind zudem persistent, das heißt sie bauen sich kaum ab und reichern sich in der Umwelt an. Ein weiteres Problem ist, dass die eingetragenen Stoffe in den allermeisten Fällen nicht mehr entfernt werden können, der Stoffeintrag ist also "irreversibel".

Wie gelangen die Schadstoffe in den Boden?

Schadstoffe, die anthropogenen, also menschengemachten Ursprungs sind, werden größtenteils über die Luft verbreitet. Die Hauptquellen sind Abgase aus Industrie und Verkehr, die mit dem Wind verbreitet werden. Die Schadstoffe lagern sich nach und nach auf dem Boden ab und werden bei Regen- oder Schneefällen ausgewaschen beziehungsweise gelangen in tiefere Bodenschichten, schlimmstenfalls ins Grundwasser. Ein anderer Eintragspfad ist der Direkteintrag in den Boden zum Beispiel über das Aufbringen von Pflanzenschutzmitteln.

Im Gegensatz zu den organischen Schadstoffen sind Schwermetalle in aller Regel von Natur aus in Böden vorhanden. Dies ist der Fall, wenn das Ausgangsgestein, aus dem der Boden entstanden ist, Schwermetalle enthält. Diese werden durch die Verwitterung des festen Gesteins freigesetzt und sind dann auch in der entstandenen Bodenschicht vorhanden.

Erläuterung im vorausgehenden Text. Schadstoffeinträge in den Boden

Schematisches Bodenprofil, von 0 bis 100 Zentimeter mit A-Horizont (humoser Oberboden), B-Horizont (Unterboden), und C-Horizont (Ausgangsgestein). Dargestellt ist der geogene Schadstoff-Eintragspfad (aus den Ausgangsgesteinen stammend), sowie dem Eintrag durch die Luft über Niederschläge). Die verschiedenen Eintragspfade werden durch Punkte im Bodenprofil dargestellt. Die geogenen Schadstoffe befinden sich überwiegend in den tieferen Bodenschichten. Die durch die Luft eingetragenen, befinden sich vermehrt in Ober- und Unterboden.

Schadstoffeinträge in den Boden können auch dann stattfinden, wenn es zu Unfällen, Leckagen oder Betriebsstörungen kommt. Man spricht dann von punktuellen Einträgen, für die nach Bodenschutzrecht Maßnahmen zur Gefahrenabwehr getroffen werden müssen. Gleiches gilt für Bodenbelastungen auf alten Industriestandorten oder aufgelassenen Hausmülldeponien. Hier sind die Instrumente der Altlastenbearbeitung anzuwenden.

Was passiert mit den Schadstoffen im Boden

Schema: Pfade der Ausbreitung von Stoffen am Beispiel von Luftschadstoffen wie Verlagerung durch Sickerwasser in Böden oder Eintrag in die Luft durch Verkehr. Ausbreitung von Stoffen am Beispiel von Luftschadstoffen

Befinden sich die Schadstoffe erst einmal im Boden, können sie sich von dort aus weiterverbreiten. Mit dem Regenwasser können sie ins Grundwasser und über die Pflanzenwurzeln in die Nahrungskette gelangen.
Um zukünftige Bodenbelastung und Gefahren für Mensch und Umwelt zu vermeiden, ist es wichtig die Stoffeinträge so weit wie möglich zu vermeiden.

Die Schutzfunktion des Bodens für das Grundwasser

Böden wirken als riesiger Filter für das Grundwasser. Dabei werden die Schadstoffe an die organische Bodensubstanz (z.B. den Humus), an Tonminerale oder an Eisenoxide gebunden (immobilisiert). So wird der Weitertransport der Schadstoffe ins Grundwasser verhindert. Je höher der Ton- und/oder Humusgehalt im Boden ist, desto besser funktioniert er als Filter. Man spricht von der Filterfunktion von Böden.

Kalkhaltige Böden können außerdem saure Einträge von Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen neutralisieren und eine Versauerung der Böden verhindern (Pufferfunktion).

Quellaustritt aus einer Felswand – durch Spalten und Risse gelangt das Grundwasser an die Oberfläche. Quellaustritt aus einer Felswand

Die Filter- und Pufferfunktion der Böden ist allerdings begrenzt.

Sobald die Filterkapazität erschöpft ist, gibt der Boden die Schadstoffe wieder frei und sie gelangen ins Grundwasser und damit auch in unser Trinkwasser.

Im Rahmen der sogenannten Bodendauerbeobachtung beobachtet das Bayerische Landesamt für Umwelt die Veränderung von Stoffgehalten im Boden über längere Zeiträume.

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