Zentralstelle der Forstverwaltung - Landesforsten Rheinland-Pfalz

124
5.7.9 Verteilungsmuster und Quellen der
Schwermetallgehalte im
BZE II-Kollektiv
Quellen von schwermetallen in Waldböden
sind zum einen natürliche geogene Gehalte von
Gesteinen, zum anderen anthropogene depositionen.
Geogene schwermetallquellen finden sich
eher in unterböden, depositionen eher in oberböden.
die schichtung mitteleuropäischer böden
durch pleistozäne periglaziale Prozesse kann diese
Verteilung allerdings modifizieren.
zu den geogenen Quellen mit sehr hohen
schwermetallgehalten zählen erze und (ultra)
basische Magmatite, aber auch Verwitterungsresiduen
von Kalksteinen oder tropischen böden, in
denen sich schwermetalle in folge hoher stoffverluste
während der Verwitterung angereichert
haben.
als anthropogene Quellen gelten emissionen
aus industrie- und Verbrennungsanlagen, Kraftfahrzeugen
und auf landwirtschaftlich genutzten
böden auch die ausbringung von düngern und
Klärschlämmen (scheffer u. schachtschabel
2010).
in Rheinland-Pfalz können regional als besondere
schwermetallquellen historischer bergbau und
die damit verbundene Metallverhüttung auftreten.
die anfänge dieser industrie gehen bis in die
keltisch-römische zeit zurück und reichen in letzten
anlagen bis in die jüngere zeit hinein. dabei
entstanden halden aus schwermetall-belastetem
abraum und aus schlacken der Verhüttung, auf
allen Verarbeitungsstufen wurden zudem hohe
staubemissionen verursacht. das haldenmaterial
wurde anschließend häufig als Wegebaumaterial,
auch im Wald, eingesetzt.
auch militärische Quellen können lokal von bedeutung
sein, da Rheinland-Pfalz in der schlussphase
des 2. Weltkrieges Kampfzone war und bis
heute über eine Reihe von truppenübungsplätzen
und ähnliche militärische einrichtungen verfügt.
da Waldböden von natur aus über sehr lockere,
humusreiche oberböden verfügen, sind die (relativen)
Gehalte von schwermetallen bei gleichem
emissionseintrag höher als auf benachbarten
ackerböden. zudem kämmen Wälder durch ihre
struktur belastete stäube intensiv aus.
5.7.9.1 untersuchte schwermetalle und
Grundmuster der Verteilung
im Rahmen einer ergänzenden studie zur bze
ii wurden die Verteilungsmuster der Gehalte an
arsen (as), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Kupfer
(Cu), Quecksilber (hg), nickel (ni), blei (Pb) und
zink (zn) untersucht (Geyer 2011).
dabei zeigen sich zunächst zwei typische Verteilmuster:
bei blei und Quecksilber, eingeschränkt auch
bei Cadmium, sind hohe Werte (90 Perzentil)
überwiegend im oberboden (humusauflage und
Mineralboden 0-30 cm), meist in 0-5 cm, konzentriert,
während Mittel- (30-60 cm) und unterboden
(60-90 cm) wie auch untergrund (> 90
cm) meist keine erhöhten Werte zeigen. häufig
treten hohe blei- und Quecksilberwerte, auch mit
Cadmium gemeinsam auf. diese Konzentration
der schwermetallgehalte auf den oberboden
deutet auf einen vorrangig anthropogenen eintrag
hin. dieser typ wird im folgenden als (anreicherungs-)typ
a (anthropogen) bezeichnet.
bei den schwermetalle arsen (as), Chrom (Cr),
Kupfer (Cu) und zink (zn) konzentrieren sich
die 90 Perzentilwerte demgegenüber meist auf
einzelne bze-Punkte über alle tiefenstufen oder
im untergrund. der oberboden weist eher geringere
Gehalte dieser schwermetalle auf. häufig
treten mehrere von diesen schwermetallen in
vergleichsweise hohen Gehalten gemeinsam auf.
dieses Verteilungsmuster ist typisch für primär
geogene Quellen. dieser typ wird im folgenden
als typ G (geogen) bezeichnet.
5.7.9.2 Potentielle Quellen
bergbau
Wie bereits angeführt besitzt bzw. besaß Rheinland-Pfalz
eine lange bergbautradition. abgebaut
wurden eisen, blei-, zink,- Quecksilber-, Kupfer-,
silber-, Mangan- und uranerze, dazu auch
schwerspat, schwefelkies, Phosporit und steinsalz
(lGb 2005). häufig handelte es sich um kleinere
bis mittlere Vorkommen mit schwerpunkten
im Rheinischen schiefergebirge als erzgänge in
den dortigen tonschiefern und den begleitenden
Magmatiten. die erze kommen meist in gemischten
formen vor, z.b. als blei-zinkerze mit spuren