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380-kV-Salzburgleitung Fachbereich: Boden und Landwirtschaft Auf Grund seiner hohen Reaktivität tritt Ozon selbst kaum in die Zellen über, sondern es reagiert nach der Aufnahme durch die Spaltöffnungen der Blätter sehr schnell mit den internen Zelloberflächen und pflanzeneigenen Kohlenwasserstoffen zu Folgeprodukten (ROI = reactive oxygen intermediates; reaktive Sauerstoff-Zwischenprodukte). Die Folgeprodukte lösen sich im Zellwandwasser und treffen dort auf die apoplastische Verteidigung der Zellen, bei der Ascorbat als Antioxidans eine wichtige Rolle spielt. Wenn die ROI weiter ins Zellinnere vordringen, stehen mit Glutathion und diversen antioxidativen Enzymen weitere Reduktionspotentiale für die eingedrungenen Aldehyde, Ketone und Radikalformen zur Verfügung. Wenn die pflanzeneigenen Abwehrmechanismen nicht ausreichen, können z.B. Membranlipide oxidiert werden, was zu schwerwiegenden Membranschäden führt und in weiterer Folge die Zelle irreversibel schädigt. Für die Pflanze bedeutet die Verteidigung gegen Ozon und seine Folgeprodukte zumindest den metabolischen Aufwand der Synthese von Antioxidantien und antioxidativen Enzymen. Dadurch fehlt Energie in Form von ATP und Reduktionsäquivalenten für Wachstums- und Assimilateinlagerungsprozesse. Selbst wenn keine irreversible Schädigung eintritt, kann das Wachstum und die Ertragsbildung einer landwirtschaftlichen Kultur dadurch reduziert werden, weil sich die Pflanze gegen die erhöhten Ozonbelastungen zur Wehr setzen muss. Wenn Nekrosen (Absterbe-Erscheinungen) oder verfrühte Seneszenz (Blattalterung) auftreten, dann fehlt diese Blattfläche für die Bildung von Assimilaten. Dies kann ebenfalls auf Kosten des Wachstums von Samen oder Früchten gehen, welche den wirtschaftlichen Wert einer Kultur darstellen. Dadurch entsteht aus der physiologischen Schädigung auch ein wirtschaftlicher Schaden. Im Falle von Zierpflanzen oder Salat stellt bereits die Fleckenbildung auf den Blättern an sich eine Verminderung des Marktwertes dar. Bei Obst oder Weintrauben, deren Inhaltsstoffzusammensetzung einen wesentlichen Qualitätsfaktor des Ernteproduktes ausmachen, können die Reduktionen der Kohlenhydrateinlagerung und die Veränderung der Gehalte sekundärer Inhaltsstoffe den Marktwert des Produktes stark reduzieren. In der ersten Phase der Richtwertfestsetzung für Ozon wurde die Einhaltung bestimmter Mehrstundenmittelwerte vorgeschlagen (z.B. die in den 80er-Jahren von der Akademie der Wissenschaft vorgeschlagenen 8-Stundenmittelwerte von 30 ppb zum Schutz der Vegetation). Ein derartiger Richtwert liegt aber sehr knapp an den atmosphärischen Hintergrund-Konzentrationen. In weiterer Folge setzte sich das Konzept der Critical Levels durch. Das bedeutet, dass Dosiswerte als Produkt von Konzentration und Zeit festgesetzt wurden, wobei nur Konzentrationen oberhalb eines bestimmten Schwellwertes (in Europa 40 ppb, = 80 µg.m -3 ) zur Aufsummierung herangezogen wurden. Dieser Dosiswert wurde AOT40 genannt und in Orientierung an der empfindlichsten landwirtschaftlichen Kultur, für die eine gute Datenbasis vorhanden war (Weizen), mit 3000 ppb.h über einen Verlauf von 3 Monaten festgesetzt. Die Anwendung dieses Schwellwertes soll allerdings nicht zur Abschätzung tatsächlicher Ertragsminderungen angewendet werden, sondern ist als Anzeichen der Gefahr einer Ertragsreduktion aufzufassen. Da diese Richtwerte derzeit in weiten Gebieten Europas regelmäßig überschritten werden (auch in Österreich), wird ihre Einhaltung von der EU nur als langfristiges Ziel gesehen. Es kann erst erreicht werden, wenn internationale Protokolle zur Reduktion der Emission von Vorläufersubstanzen, z.B. das Göteborg-Protokoll von 1999 (UNECE, 1999) wirklich greifen. Wenngleich auf Regulierungsebene erst seit relativ kurzer Zeit das Critical-Level-Konzept umgesetzt worden ist, gehen auf Forschungsebene die Entwicklungen bereits weit darüber hinaus. Die Limitierungen des Critical-Level-Ansatzes sind einerseits durch die Ableitung der Dosis-Wirkungs- Beziehungen von Open-Top-Chamber-Expositionen gegeben, andererseits wurden diverse Wechselwirkungen mit Umweltparametern, welche die Aufnahme von Ozon durch die Spaltöffnungen modifizieren, bisher weitgehend vernachlässigt (FUHRER und BOOKER, 2003). Die weitere Entwicklung der Gefährdungsabschätzung von Pflanzen durch Ozon bezieht daher die tatsächlichen Flussraten in das Blatt ein. Bei diesem Ansatz sind realistischere Fluss-Reaktions-Beziehungen zu erwarten, da sowohl der Ozongehalt der Luft auf Bestandesniveau als auch mikroklimatische Faktoren wie Tempe- 26/263 Austrian Power Grid AG & Salzburg Netz GmbH
Fachbereich: Boden und Landwirtschaft 380-kV-Salzburgleitung ratur, Luftfeuchtigkeit, Bodenfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Entwicklungsstadium berücksichtigt werden (GRÜNHAGE und JÄGER, 2003). Allerdings werden auf umweltpolitischer Ebene vorerst Expositions- und Dosiswerte für Richt- und Zielwerte verwendet, da die Modelle für die Abschätzung kritischer Ozonaufnahmen erst für wenige Pflanzenarten validiert sind. Abschätzungen zukünftiger Entwicklungen haben ergeben, dass weltweit zwischen 2000 und 2040 durch die Erhöhung der Ozonbelastung mit 4-5 % Reduktion der Kohlenstoff-Fixierung durch Pflanzen gerechnet werden muss (Harmens und Mills, 2012). Dadurch würde nicht nur der landwirtschafliche Ernteertrag, sondern durch geringere Assimilatverlagerung auch die unterirdische C-Fixierung im Boden reduziert, was zulasten der Entfernung von CO 2 aus der Atmosphäre ginge. Die von der EU derzeit für die Vegetation herausgegebenen Richtwerte beruhen im Wesentlichen auf den Vorarbeiten der UN-ECE (United Nations Economic Commission for Europe). Diese Richtwerte sind in Zielwerte und Langfristziele zum Vegetationsschutz gegliedert und lehnen sich noch an das AOT40-Konzept der Critical Levels an. Bis 1.1.2010 soll ein AOT40 von 9000 ppb.h (Mai bis Juli) eingehalten werden; das zeitlich nicht terminisierte Langfristziel besteht in der Einhaltung eines AOT40 von 3000 ppb.h2 (Richtlinie 2002/3/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 12.2.2002 über den Ozongehalt der Luft). Das österreichische Ozongesetz BGBl, Nr, 201/1992 i.d.F. BGBl I Nr. 34/2003 hat diese Anregungen aufgegriffen umgesetzt (Tabelle 2-13). Allerdings bereitet es nach wie vor Schwierigkeiten, die Zielwerte einzuhalten; in den vergangenen Jahren waren an den Stationen Haunsberg,(2008-2010) sowie 2008 und 2009 in Hallein Winterstall und St. Koloman Kleinhorn wiederholt >25 Überschreitungen des 8-Stundenmittelwerts von 60 ppb zu verzeichnen (Hübner et al., 2012). Tabelle 2-13: Grenz- und Zielwerte für bodennahes Ozon in Ö. bezüglich der Rezeptoren Mensch und Vegetation Schwell- und Zielwerte Menschliche Gesundheit Vegetation Informationsschwelle 180 Alarmschwelle 240 MW1 (µg/m³) MW8 (µg/m³) AOT40 (µg/m³.h) Zielwert ab 2010 120* 18000 Langfristiger Zielwert ab 2020 120 6000 *dürfen im Mittel über 3 Jahre an nicht mehr als 25 Tagen pro Kalenderjahr überschritten werden. Bis dieser Ansatz jedoch auch auf Regulierungsebene übernommen werden kann, müssen noch zahlreiche Parametrisierungen der zugrunde liegenden Modelle vorgenommen werden, um Fluss- Reaktions-Funktionen ableiten zu können. Die Schwellenwerte für den Schutz der Vegetation vor Ozon betragen nach dem deutschen Bundes- Immissionsschutzgesetz (22. Bundes-Immissionsschutzverordnung, 2002) 200 µg.m -3 als Stundenmittelwert und 65 µg.m -3 als Tagesmittelwert. 2.3.6 Elektromagnetische Felder Auswirkungen auf Pflanzen Eigene Untersuchungen von einer 5-jährigen Freilandstudie, die in unmittelbarer Nähe der 380 kV- Leitung Dürnrohr-Slavetice durchgeführt wurden, zeigten folgende Ergebnisse (Soja et al., 2003). 2 Umrechnung für Ozon: 1 ppb = 2 µg.m -3 Austrian Power Grid AG & Salzburg Netz GmbH 27/263
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