Ermittlung der (potenziell) zu erwartenden Signalstärke von ...

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Signalstärke von Bodenveränderungen zuordnen. Es können daher nur Maxima und Minima der für Deutschland errechneten Depositionsraten verwendet werden. Zudem liegen die Modelle nur für die Schwermetalle Blei, Cadmium und Quecksilber vor. Eine Abschätzung für Kupfer und Zink ist daher mit den CL-Modellen nicht möglich. Für diese Elemente werden Werte aus Literaturstudien oder anderen Untersuchungen herangezogen. Austragsraten für Schwermetalle für Mitteleuropa in der Literatur sind meist älteren Datums (d.h. vor 1990, wie z.B. Bergkvist et al. 1989), bzw. liegen nur für einzelne Elemente vor (v.a. Blei, z.B. Huang und Matzner 2004 und Navratil et al. 2003). Aus finnischen und schwedischen ICM-Flächen liegen neuere, detaillierte Stoffbilanzen vor (Ukonmaahano 2001, Aastrup 1995, siehe auch de Vries et al., 2002). Eine Möglichkeit, Austragsraten mit Hilfe von Pedotransferfunktionen zu schätzen, zeigt Trenka (2006) für stark saure Standorte in der norddeutschen Tiefebene. Allerdings beschränken sich die Untersuchungen auf den Mineralboden. Die Mobilität und damit das Auswaschungspotenzial von Schwermetallen ist abhängig von der Bodenacidität, dem Humusgehalt, der Bodenart und dem Sesquioxidgehalt des Bodens und je nach Schwermetall unterschiedlich (nach Riek & Wolff 2005): - Blei ist sehr stark an Mineralboden und organische Substanz gebunden. Die Bindung an Metalloxide und metallorganische Komplexe bewirkt, dass pflanzenverfügbares Blei erst im stark sauren Bereich (pH < 3,5) auftritt. Selbst bei stark sauren Böden ist die Verlagerung von Blei gering. - Auch Kupfer ist relativ stabil an die organische Substanz und an Fe- und Mn- Oxide gebunden und ist nur in stark sauren Böden als Cu 2+ -Ion leicht verlagerbar. - Zink ist in sauren Böden im pH-Bereich 3 bis 5 stärker verlagerbar als Pb und Cu. - Cadmium ist in Abhängigkeit vom Boden-pH am stärksten verlagerbar; von pH 7 bis pH 3 nimmt der Cd-Gehalt in der Bodenlösung nahezu linear zu. Im Falle von Blei und Kupfer kann daher davon ausgegangen werden, dass der Austrag im Vergleich zum Eintrag gering ist. 5.1.2. Stratifizierung Im Rahmen der BZE I konnte eine pedologische Abhängigkeit der Schwermetallgehalte in der Humusauflage nicht nachgewiesen werden (Baumgärtner und Wolff, 2000). Vielmehr ist eine anthropogene Überprägung der Schwermetallgehalte durch die regional unterschiedliche Immissionssituation in den Humusauflagen evident (Wolff und Riek, 2005). Da Bodeneigenschaften (v.a. der 63
Signalstärke von Bodenveränderungen pH-Wert) das Verhalten von Schwermetallen im Boden maßgeblich beeinflussen, können bodenkundliche und standörtliche Faktoren wichtige Hinweise für die Interpretation von Verteilungsmustern geben (Baumgärtner und Wolff, 2000). Bei der Stratifizierung der BZE-Stichprobe nach dateninhärenten Kriterien hat man immer mit einer hohen Varianz innerhalb der Straten zu rechnen, welche das Erkennen von Veränderungen erschwert. Zur Errechnung der kritischen Differenzen wurde die BZE-Stichprobe nach Substrattyp (Tab. 29) und Pufferbereich (Tab. 30) im ersten Mineralbodenhorizont stratifiziert. Hierbei hebt eine Stratifizierung nach Pufferbereich das unterschiedliche, maßgeblich von organischer Substanz und Bodenreaktion beeinflusste Bindungsverhalten von Schwermetallen hervor, während die Stratifizierung nach Substrattyp die Hintergrundgehalte der Schwermetalle widerspiegelt. Bei dieser kombinierten Stratifizierung ist die Klassenbesetzung für mehrere Substrattyp/Humusform-Kombinationen sehr gering. Wir haben daher in unserer Auswertung nur Klassen berücksichtigt, die mehr als 20 Stichprobenelemente enthalten. Tab. 29: Substrattyp gemäß BZE I (aus Baumgärtner & Wolff, 2000). Substrattyp Beschreibung 01 Karbonathaltige Lockersedimente über karbonathaltigen Ausgangsgesteinen bzw. karbonathaltiges Ausgangsgestein. 02 Karbonatfreie Lockersedimente über karbonathaltigem Ausgangsmaterial. 03 Umgelagerte kalkfreie Lockersedimente. 04 Verwitterungs- bzw. Decklehme über Ton- und Schluffstein; Ton, Tonsteine, Grauwacken. 05 Verwitterungslehme und Decklehm über quarzreichen Ausgangsgesteinen sowie quarzreiche Ausgangsgesteine (z.B. Buntsandstein, paläozoische Sandsteine, Quarzite, sonstige Sandsteine. 06 arme (pleistozäne) Sande. 07 Basische Magmatite oder Metamorphite sowie Lehme oder Mischsubstrate über basischen Magmatiten oder Metamorphiten. 08 Intermediäre und saure Magmatite oder Metamorphite sowie Lehme oder Mischsubstrate über intermediären und sauren Magmatiten oder Metamorphiten, (z.B. Keratophyne, Andesite, Bims, Granite, Gneise). 64
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