Originalarbeiten

Zusammenfassung

Bestellung von Einzelbeiträgen

KB   Volltext 23 Mal heruntergeladen seit Juli 2006

Teil 2: Ökotoxikologische Bewertung des Bodens
Teil 1: Metallgehalte in Regenwürmern von Wald-Dauerbeobachtungsflächen

Ziel und Absicht. Seit 1984 untersucht die LfU die Schwermetallbelastung in Böden und in Regenwürmern auf repräsentativen Wald-Dauerbeobachtungsflächen (Wald-DBF). Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, mit Hilfe des Bioindikators „Regenwurm“ Schadstoffwirkungen auf den Lebensraum Boden zu ermitteln.

Methoden. Zur Bewertung der gemessenen Schwermetallbelastungen des Bodens wurden sog. Risiko-Kennlinien für die Metalle Blei, Cadmium, Kupfer, Nickel und Zink entwickelt, die eine einheitliche Charakterisierung von Bodengehalten im Hinblick auf ihre Wirkung auf den Regenwurm sowie auf naturräumliche Gegebenheiten ermöglichen. Die Mobilität der Metalle, die für die biologische Wirkung entscheidender ist als der Gesamtgehalt im Boden, wurde bei der Bewertung berücksichtigt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen. Neben der Inventarisierung der Schwermetallgehalte in den Regenwürmern (s. Teil 1) wurde auch der Frage nach Schwellenwerten im Oberboden sowohl für toxische Reaktionen, als auch für das Akkumulationsverhalten der Regenwürmer nachgegangen.
Die ökotoxikologische Bewertung anhand der Kennlinien zeigte, dass die Belastung der Wald-DBF mit den Metallen Kupfer, Cadmium, Nickel, Blei und Zink im Hintergrund- bzw. Vorsorgebereich liegt und den hier ermittelten, der Wirkschwelle von Regenwürmern entsprechenden Prüfwert deutlich unterschreitet. Nur die Bleigehalte liegen schwerpunktmäßig knapp über dem Hintergrund (wenn auch deutlich unter der Wirkschwelle), was mit einer leichten, verkehrsbedingten Bleibelastung erklärt werden kann.

Untersuchungen an belasteten Standorten mit jeweils einer Monokontamination durch Cadmium, Kupfer oder Chrom ergaben, dass erst oberhalb einer Schwellenkonzentration von einigen hundert Mikrogramm mobiles Metall pro Kilogramm im Oberboden auch eine Akkumulation der betreffenden Metalle im Wurmkörper zu beobachten ist.

Empfehlungen und Ausblick. Die bislang nicht bekannten Schwellenwerte für die Akkumulation im Wurmkörper sind durch weitere Untersuchungen statistisch abzusichern und auch für andere Elemente zu ermitteln.
Ebenso besteht weiterer Forschungsbedarf zur Aufstellung von Bewertungskriterien. Für Arsen, Kobalt und Quecksilber sowie einige weitere, weniger häufige Bodenkontaminanten fehlen bislang die toxikologischen Bewertungskriterien. Für das bewertungsrelevante ChromVI, das geogen nur in Spuren vorkommt, sind Gesteinsart-abhängige Hintergrundwerte zu ermitteln, da diese Werte bisher nur für Gesamtchrom bestimmt wurden.

Abstract

Request for single articles

KB  Full paper 23 downloads since Juli 2006

Part 2: Ecotoxicological Assessment of Soil
Part 1: Metal Contents in Earthworms from Long-Term Forest Observation Plots

Goal and Scope. The heavy metal burden of the soil and of earthworms from representative long-term forest observation plots has been measured since 1984 as one component of the media-embracing environmental monitoring network of the State of Baden-Wuerttemberg. These investigations are aimed at elucidating and assessing adverse effects of pollutants on the soil biocenosis.

Methods. So-called characteristic curves for the metals Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn were developed for the assessment. Earthworm toxicity data and background values in soil served as criteria. This procedure facilitates a comparative assessment of different pollutants. The mobility of the metals, which greatly influences their bioavailability and toxicity, was taken into account for the effects assessment.

Results and Conclusion. Besides inventorying the heavy metals (Part 1), the question of threshold values for toxic reactions as well as for accumulation was raised. The metal concentrations were assessed in the soil with regard to its habitat function. The ecotoxicological assessment revealed that the heavy metal burden of the investigated plots lies within the background- or precautionary range, well below the screening value established here to indicate the effect threshold in earthworms. This result means that a pollution of the forest observation plots with the metals cadmium, copper, lead, nickel, and zinc is low or absent. Only the distribution of the lead content is centered slightly above background (but clearly below the toxicity threshold). This slight lead burden of the soil of the observation plots can be explained by emissions from motor vehicles.
Investigations at sites that are contaminated with either chromium or copper or cadmium showed that an accumulation of these metals in the body of the worms can be observed only above a threshold concentration of several hundred micrograms of mobile metal per kilogram in the upper layer of the soil.

Recommendations and Perspectives. The hitherto unknown threshold values for the accumulation in the body of the earthworm should be statistically validated and extended to other elements.
Further research is needed in order to build a well founded basis for the ecotoxicological assessment of soil pollution. Acute and chronic earthworm effect thresholds are neither available yet for arsenic, cobalt, and mercury nor for some other elements occurring less frequently as soil pollutants. Background values depending on the kind of rock have been measured so far for total chromium only. They are lacking for the more toxic chromium(VI) which is a frequent soil pollutant but naturally occurs in traces only.