Tagungsband - UFZ

Tagungsband Statusseminar des BMBF-Ad-hoc-Verbundprojektes in Freiberg, 27.-29.08.2003
Schwermetalle in Auenböden der Elbe - ihre Verbreitung, Mobilitäten,
Bindungsformen und ihr Transfer in Nutzpflanzen
Jörg Rinklebe
Sektion Bodenforschung, UFZ Umweltforschungszentrum Leipzig - Halle GmbH, Theodor-Lieser-Str. 4,
06120 Halle/Saale, jrinkleb@bdf.ufz.de
1 Einleitung und Problem
Die Auenböden der Elbe sind gegenwärtig aufgrund der aktuellen extremen Hochwasserereignisse,
ihres stofflichen Belastungszustandes sowie durch geplante Retentionsflächenerweiterungen
(Deichrückverlegungen) und die damit im Zusammenhang stehenden ökologischen
Fragestellungen in den Blickpunkt des Interesses gerückt.
Auenböden der Elbe weisen teilweise stark erhöhte Arsen- und Schwermetallkonzentrationen
auf, wie sich u.a. am Rande der Verbundprojekte "Übertragung und Weiterentwicklung eines
robusten Indikationssystems für ökologische Veränderungen in Auen" (RIVA)(Rinklebe et al.,
2001) und "Rückgewinnung von Retentionsflächen und Altauenreaktivierung an der Mittleren
Elbe in Sachsen-Anhalt" (Altermann et al., 2001) zeigte, deren Ergebnisse die bodenkundlichen
Grundlagen für vorliegende Arbeiten schufen. Aufgrund ihrer hohen Heterogenität finden sich
gleichermaßen Schwermetall- und Arsenkonzentrationen unterhalb der Vorsorge- und oberhalb
der Maßnahmenwerte nach BBodSchG (1998) bzw. seiner Verordnung (BBodSchV,
1999)(Rinklebe et al., 1999, 2000a; Rinklebe et Neue, 2003). Eine Mobilisierung von Schwermetallen
und Arsen ist potentiell vorhanden, ein Transport in das Grundwasser und ein Transfer
in Nutzpflanzen sind zu erwarten. Ein Stofftransport in die Nahrungskette kann nicht ausgeschlossen
werden. Somit besteht eine potentielle Gefährdung und ein hinreichender Verdacht
auf schädliche Bodenveränderungen nach § 9 Abs. 2 BBodSchG. Detailuntersuchungen nach §
2 Abs. 4 BBodSchG sind nötig. Über das Mobilitätsverhalten von As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn
und Hg, deren zeitlicher Dynamik und deren Bindungsformen in Auenböden bestehen jedoch
erhebliche Kenntnislücken. Deshalb wurde das Projekt "Gefahrenabschätzung für Grundwasser
und Nutzpflanzen bei erhöhten Gehalten von Cadmium, Zink, Kupfer, Chrom, Nickel, Blei,
Quecksilber und Arsen in Auenböden der Elbe" konzipiert.
2 Auenbodenformen und Schwermetalle
Vegen aus Auenlehmen sind die meist verbreiteten Böden in Auen. Sie sind kennzeichnend für
höhergelegene Flussterrassen. An der Elbe weisen solche Böden im Vergleich zu anderen
Bodenformen i.d.R. geringere Schwermetallkonzentrationen auf. Gleye aus Auenschlufftonen
sind charakteristische Böden der Flutrinnenstandorte in Flußauen, sie sind ca. 6 bis 8 Monate
im Jahr überschwemmt. Tschernitzen aus Auenlehmen (schwarzerdeähnliche Auenböden) sind
auf unteren, flussnahen Niederterrassen weit verbreitet und werden regelmäßig mit Wasserschwankungen
bis zu 5 m überflutet. (Rinklebe et al., 2000b,c).
Auenböden mit erhöhten Arsen- und Schwermetallgehalten sind räumlich determinier- und
abgrenzbar. Die Böden der Niederterrassen (Tschernitzen aus Auenschluffen) sowie die Böden
der Senken, Flutrinnen, Mulden und wannenartigen Vertiefungen (Gleye aus Auenschlufftonen)
weisen die höchsten Schwermetallkonzentrationen auf (Abb. 1).
Die Tschernitzen aus Auenschluffen zeigen im Median die höchsten Cd- und Zn-Konzentrationen
und unterscheiden sich signifikant von den Gleyen aus Auenschlufftonen (Abb. 1). Die
Vegen aus Auenlehmen und die Gleye aus Auenschlufftonen lassen sich statistisch nicht diskriminieren,
da die Heterogenität der Stoffkonzentrationen innerhalb der Bodenformen hoch ist.
Außerdem bewirken Übergänge zwischen beiden Bodenformen eine verminderte Trennbarkeit.
121