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DOI: http://dx.doi.org/10.1065/uwsf2004.10.087

ZIEL DER ARBEIT. Ziel der Untersuchungen war es, einfache und effiziente Biotests bzw. Indikatoren zu evaluieren, mit denen die Umweltverträglichkeit einer Teerölimprägnierung und ihre bodenbiologischen Wirkungen während ihres Abbaus abgeschätzt werden können.

ERGEBNISSE:
1. Zur Beurteilung ihrer Wirkungen auf die Bodenfauna wurde die Bodenatmung in zwei Feldversuchen untersucht. Dabei wurde sie im Baumstreifen einer Apfelanlage in unterschiedlichen Abständen von teeröl-imprägnierten Holzpfählen und auf einer gerodeten Fläche nach Einmischen von Holzhäckseln mit Teerölimprägnierung verschiedenen Alters gemessen. Die höchste Bodenatmung bzw. Mikrobenaktivität zeigte Boden mit alten, nicht imprägnierten Holzhäckseln, gefolgt von frischem Holz ohne Imprägnierung. Frische Teeröl-Imprägnierung reduzierte die Bodenatmung am stärksten, gefolgt von 10 und 20 Jahre alter Teeröl-Imprägnierung.

2. Zur Beurteilung der Pflanzenverträglichkeit (Phytotoxizität) von Teeröl wurden Kressesamen in der gleichen Apfelanlage wiederum in unterschiedlichen Abständen von teeröl-imprägnierten Holzpfählen und in einem Laborversuch in Keimschalen mit einer Mischung aus Sand und gehäckseltem Holz mit Teerölimprägnierungen verschiedenen Alters zur Keimung gebracht und ein Keimversuch in Boden mit den gleichen Holzhäckseln angelegt. Im Kressetest war die anfänglich reduzierte Keimrate bei teeröl-imprägnierten Pfählen im Boden auf eine Keimverzögerung zurückzuführen. Im Keimtest mit Boden keimten nur Samen ohne Teeröl-Holzhäcksel.

3. Der Anteil des cancerogenen Benzo[a]pyren (BaP) in Teeröl imprägnierten Holzpfählen war mit 0,0015% in frischen und 0,4% in 20 Jahre alten Baumpfählen unabhängig von der Summe der Gehalte der PAK-Leitsubstanzen.

4. Eine kinetische Auswertung (Dixonplot) zeigte einen 50%igen Abfall der Summe der Gehalte der PAK-Leitsubstanzen in Teeröl imprägnierten Holz innerhalb von 2,7 Jahren; d.h. einem Ki-Wert von weniger als 3 Jahren.

SCHLUSSFOLGERUNGEN. Zeitreihen aller drei Methoden, Kressetest, Keimtest und Bodenatmung, können als Indikator oder 'Biotest' zur Beurteilung der Umwelt- bzw. Pflanzenverträglichkeit einer Teeröl-Imprägnierung herangezogen werden, wobei vor allem die Bodenatmung empfindlich in Abhängigkeit von der Abbaurate der Teerölimprägnierung reagierte. Die Auswertung der 'Biotests' mit Kinetikmodellen führte zu Parametern (Vmax und Ki) für den PAK-Abbau und ihre biologische Wirkung, die zur Bewertung ökotoxikologischer Schäden beitragen können.

Abstract

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AIM AND SCOPE. This study was aimed at evaluating environmental effects of tar-oil impregnated (tanalized) tree stakes using simple and efficient biotests to obtain results of its ecological impacts during the tar-oil breakdown in the stake.

RESULTS:
1. Soil respiration was measured in-situ as an indication of soil microbial activity in two field trials. Soil respiration was measured in a 20 year-old apple orchard at various distances from the tar-oil impregnated tree stakes and also on soil mixed with chippings from pine stakes with tar-oil impregnation of different ages.

2. Cress germination tests were employed to evaluate tar-oil Phytotoxizitäticity in a field and laboratory trial. Cress was seeded close to tree stakes in the same 20 year-old apple orchard and germination rates related to tar oil-impregnation. Cress was also seeded in trays in sand mixed with pine chippings from stakes with tar-oil impregnation of different ages.

3. The portion of the carcinogenic benzoapyrene (BaP) ranged between 0.0015% in freshly tar-oil impregnated to 0.4% in tar-oil impregnated 20-year old trees stakes, i.e. irrespective of the overall PAK concentration and its degradation.

4. Kinetic analysis using DIXON plots showed a 50% breakdown of overall PAHs after ca. 2.7 years, i.e. km or Ki values of less than 3 years.

CONCLUSION. Germination tests of cress and endogenous seeds as well as soil respiration proved sensible indicators of the Phytotoxizitäticity and ecotoxicity of tar-oil impregnated tree stakes in fruit orchards. Soil respiration proved particularly sensitive to tar-oil ageing. Its combination with kinetic inhibition models resulted in parameters suitable for the interpretation of results.