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Bioverfügbarkeit

Hintergrund

Bisher erfolgt die Bewertung von Böden und Bodenmaterial ausschließlich über die Konzentration einer kleinen ausgewählten Anzahl chemischer Stoffe. Die Beurteilung kontaminierter Flächen erfolgt bislang schutzzielbezogen auf unterschiedlichster Basis, wobei Gesamtgehalte und teilweise mobile Gehalte verwendet werden. Diese bilden die Entscheidungsgrundlage für den Umgang mit kontaminierten Liegenschaften.

Aufgrund der Festlegung von Schadstoffen spiegeln Gesamtgehalte jedoch nicht das wahre Risiko für die Umweltkompartimente wider. In Labor- und Feldstudien konnte nachgewiesen werden, dass nur die biologisch verfügbare Fraktion und nicht die Gesamtgehalte der Schadstoffe eine Wirkung bei den Organismen zeigen (Krauss et al. 2000; Reid et al. 2000; Gevao et al. 2001; Alexander et al. 2002). Im Ergebnis werden durch die Bestimmung der Gesamtgehalte die Exposition und die Risiken überbewertet (Alexander 2000) oder aber bei der Entstehung toxischer Abbauprodukte entsprechend unterbewertet (Alexander et al. 2002).

Im Norm-Entwurf der ISO/DIS 17402 (2006) ist der aktuelle Stand der Wissenschaft und Technik zum Einsatz von chemischen Methoden zur Bestimmung der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit in Böden und Bodenmaterial dargelegt. Mit diesen Methoden können verschiedene Fraktionen der Kontaminanten erfasst und in Beziehung mit dem jeweiligen Wirkungspfad gesetzt werden. Zur Erfassung der Schadstoffanteile, die im Boden verlagert werden können, liegen mittlerweile ISO-Richtlinien bzw. Guidance Paper vor. Alle beschriebenen Elutionsverfahren sind im Hinblick auf chemische Analytik aber auch für den Einsatz in ökotoxikologischen Testverfahren ausgelegt. In den Technischen Spezifikationen ISO/PRF TS 21268-1 (2007) und ISO/PRF TS 21268-2 (2007) wird ein Elutionsverfahren im Batchansatz (Schüttelansatz) beschrieben. Die beiden Richtlinien unterscheiden sich im Verhältnis Boden : Wasser von 1 : 2 sowie von 1 : 10. Die Technische Spezifikation ISO/PRF TS 21268-3 (2007) betrifft ein Säulenverfahren. In der Einleitung zu den Richtlinien wird darauf hingewiesen, dass die Freisetzung und Verlagerung von löslichen Schadstoffanteilen durch Kontakt mit Wasser als Hauptpfad angesehen wird, über den ein potenzielles Risiko in die Umwelt getragen wird. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass das Eluat entwickelt wurde, um den Anteil an organischen und anorganischen Schadstoffen zu erfassen, der auf Mikroorganismen, Bodenfauna und Flora wirkt.

 


Untersuchungen im Forschungsverbund

Zur Erreichung der Ziele bedarf es der Ausarbeitung einer innovativen und praxisorientierten Methodik. Diese besteht aus einem Spektrum verschiedener aufeinander abgestimmten Untersuchungsmethoden zur vollständigen Ermittlung der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit in den folgenden Wirkungspfaden bzw. der entsprechenden Bodenfunktionen (Abbildung 1):

  • Boden-Mensch bzw. Lebensraumfunktion
  • Boden-Grundwasser bzw. Rückhaltefunktion der Böden
  • Boden-Pflanze bzw. Produktionsfunktion und Lebensraumfunktion
  • Boden-Bodenorganismen bzw. Lebensraumfunktion

und einer Nutzungsbezogenen Bewertungsmethodik.

 

Bioverfügbarkeit

Abbildung 2: Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit/Verfügbarkeit von Schadstoffen