Boden-_und_Gewaesserschutz
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Klausurvorbereitung für das „Modul Boden und Gewässerschutz“ Vorlesung: Einführung in den Boden- und Gewässerschutz: (Janssen) Bsp.: Mesopotamien - Besiedlung die unteren Euphrats - Erosionen von Boden in gerodeten Gebieten - flussabwärts kommt es zur Ablagerung - dadurch große Salzprobleme, da Salze im Sommer durch Verdunstung abgelagert werden - Bsp. Dafür, dass Ursache und Wirkung räumlich und zeitlich stark voneinander entfernt liegen können Bsp.: Nil - unterschiedliche Stofftransporte durch die Nilarme - Hauptflut im Oktober (Nutzung durch die Landwirtschaft), deshalb keine Versalzung - bildete Grundlage für ältere Zivilisationen Bsp.: Australien „Saline seeps“ - ursprünglich vorherrschende Vegetation waren Wald - anschließende Rodung durch den Menschen und Umwandlung zu Acker und Weideflächen - in der Folge kam es zum Grundwasseranstieg und anschließender Versalzung Bsp.: „Great plains“ - Rodung von Präriegras (verhinderte die Winderosion) - dadurch wurden Sandstürme verursacht; sogenannte „Dust bowls“ (Sandstürme in den USA und Canada in den 30er Jahren - Gründung des „Soil conservation service“ Welche Funktionen erfüllt der Boden? (nach BBodSchG) 1. Natürliche Funktionen - Lebensgrundlage und Lebensraum für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen - Bestandteil des Naturhaushaltes, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen Bodenschutz - Abbau-, Ausgleichs- und Aufbaumedium aufgrund seiner Filter-, Puffer- und Stoffumwandlungseigenschaften, insbes. auch zum Schutz des Grundwassers 2. Archiv der Natur- und Kulturgeschichte 3. Nutzungsfunktionen - Standort für land- und forstwirtschaftlich Nutzung - Ort für Rohstofflagerstätten - Fläche für Siedlung und Erholung - Standort für sonstige wirtschaftliche und öffentliche Nutzung, Verkehr, Ver- und Entsorgung Warum ist der Bodenschutz von zentraler Bedeutung? - Regulierungsfunktion im Wasserkreislauf Abb. Grafische und rechnerische Darstellung des Wasserkreislaufes Abb. Niederschlagskurve in unterschiedlichen Gebieten Abb. Aufbau Bodenstruktur mit Wasserarten Abb. Hydraulische Leitfähigkeit des Bodens Abb. Wasserretentionskurve - Filter-, Puffer- und Transformationsfunktion Filterung: suspendierte (Schad-)Stoffpartikel werden mechanisch im Porensystem des Bodens zurückgehalten Pufferung: gelöste (Schad-)Stoffe werden durch Adsorption an Bodenpartikel gebunden, oder durch Reaktion mit Bodensubstanzen chemisch gefällt _Immobilisierung ABER: abhängig von Art und Menge des Stoffs und Bodeneigenschaften verbleibt ein mehr oder weniger großer Anteil in der Lösung OBS, Ton, Fe-, Al-, Mn-Oxide: erhöhen Pufferkapazität Transformation: Um- oder Abbau von (schädlichen) Substanzen in andere gasförmige, gelöste oder feste Stoffe, die meist keine Schadstoffwirkung mehr besitzen • meist durch mikrobielle Aktivität; Transformationsfähigkeit v.a. abhängig von Lebensbedingungen der Mikroorganismen - Basis für die landwirtschaftliche Produktion Böden bieten… - Verankerung - Wasservorräte - Sauerstoff - Wärme - Nährelemente Abb. Wasser das den Pflanzen zur Verfügung steht Was ist Bodendegradation? Abb. Bodenbildung vs. Anthropogene Einflüsse - die Ausbildung und Entwicklung braucht eine lange Zeit und stellt einen ständigen Prozess dar; die menschlichen Eingriffe sind in der Regel tiefgreifend und umfangreich und zeigen schnell Wirkung Definition der Bodendegradation: Reduktion oder Verlust der biologischen oder ökonomischen Produktivität und Komplexität von Böden; geht mit Abnahme von Qualität und/ oder Quantität des Bodens einher Formen der Bodendegradation: Physikalische Form - Erosion - Versiegelung - Massenbewegung - Vernässung - Verdichtung - Substanzverlust durch Mineralisierung - Krustenbildung - Desertifikation Chemische Form - Versauerung - Versalzung - Eutrophierung - Fertalitätsverlust - Kontamination Biologische Form - Verlust an organischer Substanz - Verlust an Biodiversität Abb. Formen der Degradation Ursachen der Bodendegradation - Überweidung → Vernichtung der Vegetationsdecke - Abholzung - Missmanagement (Monokulturen; unzureichende Düngung; schlechtes Bewässerungswasser; unzureichende Entwässerung) - Kontamination - Zerstörung der Bodenstruktur Einfluss bestimmter Bodeneigenschaft auf bestimmte Eigenschaften Bodenchemische Eigenschaft - Bodenreaktion KAK, N/P - Zusammensetzung der Bodenbestandteile (Corg; Tonminerale) Bodenphysikalische Eigenschaften - Textur und Struktur - Lagerdichte/ Porenvolumen - Wasserretentionsfunktion - Hydraulische Leitfähigkeit Weitere Randbedingungen - Niederschlag/ Bewässerung - Evapotranspiration - Grundwasserstand - Impermeable Layer Haben Einfluss auf… - …Adsorption, - …Transport, -…Degradation Vorlesung: „Anthropogene Veränderungen“ (Dr. Kahle) Begriffsdefinition Definition Boden: = oberster, belebter, durch Humus- und Gefügebildung, Verwitterung und Mineralbildung sowie Verlagerung von Zersetzungs- und Verwitterungsprodukten umgestalteter Teil der Erdkruste. Definition Bodengenese: = Entwicklung vom undifferenzierten Gestein (Ausgangsgestein) zum gegliederten Boden Faktoren der Bodengenese: - biotisch: Pflanzen, Tiere, Mensch - abiotisch: Ausgangsgestein, Schwerkraft, Relief, Klima, Wasser, Zeit Horizontkombinationen: = Ergebnis der Bodengenese (gebildet durch Vielzahl nacheinander und nebeneinander ablaufender Prozesse; im Mittelpunkt stehen Stoffumwandlung und Verlagerung) Deutsche Bodenklassifikationen: Abteilung: Semiterrestrische Böden - Klasse A: Auenböden; Klasse GG: Gleye; Klasse M: Marsche; Abteilung: Semisubhydrische und subhydrische Böden - Klasse I: Semisubhydrische Böden (Nassstrand, Watt) - Klasse J: Subhydrische Böden (Protopedon, Gyttja, Saprobel, Dy) Abteilung: Moore - Klasse H: Naturnahe Moore; Klasse K: Erd- und Mulmmoore Abteilung: Terrestrische Böden - Klasse F: O/C Böden; Klasse O: Terrestrische Rohböden; Klasse R: Ah/C Böden außer Schwarzerden; Klasse T: Schwarzerden; Klasse D: Pelosole; Klasse B: Braunerden; Klasse L: Lessives; Klasse P: Podsole; Klasse C: Terrae calcis; Klasse V: Fersialitische und ferralitische Paläoböden; Klasse S: Stauwasserböden(Staunässeböden); Klasse: Reduktosole; Klasse Y: Terrestrische anthropogene Böden Anthropogene Böden: - von Menschen geschaffene Böden bisher nur über Klasse Y zusammengefasst - Bodensystem kein starres Konstrukt; offen für neue Klassen - Kenntnis über menschlich geschaffene Böden sehr gering Abb. schematische Entwicklung des Bodens Abb. Bodenbildungsfaktoren Bodenwirksame Kräfte - Niederschlag; Temperatur; rel. Luftfeuchte; Wind - Sonnenenergie (wichtigste Triebkraft der Bodenentwicklung) - davon abhängige Bodentemperatur wirkt auf Bodenprozesse der Zersetzung, Verwitterung, Mineralbildung ein - Niederschläge ermöglichen erst Lösungs- und Verwitterungsprozesse - nicht absolute Niederschlagsmenge, sondern Sickerwasseranteil entscheidend - (weiter ab Folie 15 in der zweiten Vorlesung) Bsp.: Beziehung zwischen Niederschlagsmenge (N) Tongehalt, KAK und PH- Wert - mit zunehmender Durchfeuchtung Beeinflussung von Tongehalt, KAK und PH- Wert - Ursache ist die chemische Verwitterung primärer Silikate und deren Umwandlung in sekundäre Tonminerale bei zunehmender Durchfeuchtung verstärkt - bei Überangebot von H+ kommt es zu verstärkter Auswaschung basisch wirksamer Kationen - Gegensatz: Arider Klimaraum: V > N, Wasserdefizit im Boden, chem. Verwitterung = gering, aufwärtsgerichteter Wassertransport (Anreicherung von Carbonat, Gips im Oberboden) Bsp.: Einfluss der Exposition auf Tongehalt und Horizontmächtigkeit -Südhang: vergleichsweise höhere Tongehalte als am Nordhang -Nordhang: aufgrund eines höheren Wasserangebotes sowie niedrigerer Temperatur und Verdunstung Ausbildung mächtigerer Horizonte am Ober- und Unterhang Abb. Transportkomponenten des Wasserkreislaufs Abb. Verhalten des Wassers im Boden Verschiedene Abtragforme/ Erosionen Lineare Erosionen Wirkung von Pflanzen auf den Boden - Entzug von Wasser (Versickerung verzögert, Nährstoffumlagerung) - Durchwurzelung (Leitbahnen für Wasser und Luft) - Bestandabfall (Ausgangsmaterial für Humusbildung) - Schutz des Bodens vor Abtragung durch Wasser und Wind - Wirkstoffproduktion (Beeinflussung der Verwitterung u. Verlagerung) - Milderung klimatischer Extreme (durch Beschattung u. Verdunstung) - Bindung von Stäuben (Beitrag zur Schadstoffentlastung) Funktionen von Bodenorganismen Rolle des Menschen und sein Einfluss auf den Boden Maßnahmen des Menschen: - Abtrag, Transport, Auftrag, Vermischen von Bodenmaterialen - zunehmend wichtigster bodengenetischer Faktor - Beeinflussung anderer bodengenetischer Faktoren Rolle des Menschen: Einwirkungsmöglichkeiten des Menschen auf den Boden - Rodung des natürlichen Waldes u. nachfolgender Feldbau → Sickerwasserrate↑, Erosion in Hanglagen, Zerstörung des natürl. Bodens, Entstehung von Kolluvien - Ackerbau → Pflugarbeit zerstört ursprüngliche Horizontierung, Belüftung bewirkt Abbau der OBS, Aggregatstabilität ↓, Verschlämmungsneigung ↑ - Düngung/Kalkung → natürl. Versauerung entgegengewirkt, Verwitterung verlangsamt, Bodendynamik verändert - Dränung/Entwässerung → Hemmung von Pseudovergleyung und Vergleyung, Nutzung als Landboden - Rohstoffabbau → Auf- und Abtrag, Substratumlagerung - Industrie, Verkehr, Wohnbebauung, Freizeitanlagen → Flächenverbrauch, Bodenveränderung Verschiedene Substratarten und ihre Eigenschaften Ausgangsgestein: - Prinzipiell die gleichen lockeren bzw. festen Gesteine wie im Umland - aber auch neue vom Menschen geschaffene Substrate vorkommend (z.B. Müll) -Mischungen aus natürlichen und technogenen Substraten = weit verbreitet - daraus resultierend große Heterogenität in räumlicher und zeitlicher Hinsicht - nach Abtrag verbleibende Reste unterliegen erneuter Bodenbildung - nach Auftrag wird neue Bodenbildung eingeleitet Klima: - Ausbildung eines charakteristischen Stadtklimas - Ursachen: Modifizierung der Bodenoberfläche (Materialeigenschaften der Baustoffe) und Anreicherung der Atmosphäre mit Spurengasen (Grund-) Wasser: - Abtrag → verkürzt Grundwasserabstand - Auftrag → vergrößert Grundwasserabstand - bei Bodennutzungen mit künstlicher Wasserzufuhr (Gärten, Abwasserverrieselung) = Grundwasseranstieg möglich Flora und Fauna: - starker Rückgang des begrünten Freiflächenanteils = bedeutender sichtbarer Unterschied in der Vegetation zwischen Stadt und Land - Zerschneidung und Verinselung verbleibender Räume - Entwicklung von Pioniergesellschaften -Verschiebung des Artenbestandes durch höhere Temperaturen - Einzug von Neophyten (Neubesiedler), bedingt durch zunehmende Mobilität des Menschen - reduzierte Leistungsfähigkeit bei Wassermangel und Schadstoffanwesenheit Abb. Veränderung der Ökosphäre in Urbanen Gebieten Verluste, Veränderungen bzw. Beeinträchtigung von Böden Vorlesung: „Bodenschutz“ Frau Dr. Kahle 1. Böden holozäner Wattenküsten und Flusstäler Entstehung: im Holozän wie Anmoor, Niedermoor und Hochmoor, Dünen Marschböden: → Böden der Sedimente im Tidebereich, Horizontierung vergleichbar mit Gleyen - Entwicklung beginnt im Watt (täglich vom Meerwasser überfluteter Bereich) - in Abhängigkeit von Meeresströmung wird Sand-, Misch-, oder Schlickwatt abgelagert (→ feinkörniges Sediment der Wattenküsten und Flussmündungsbereiche mit primärer OBS) Watt: → semisubhydrischer Boden Stoffliche Zusammensetzung: - 3 – 60 % Ton - 0,5 – 10 % org. Substanz (meeresbürtiger Algen u. anderer Organismen), - 3 – 8 % Karbonate (auch Dolomit), hohe Na- u. Mg-Sättigungsgade, bedingt durch die Zusammensetzung des Salz- u. Überflutungswassers Salzmarsch: → gegenüber dem Watt höher gelegen, seltener Überflutet, semiterrestrischer Boden Eigenschaften: - OB oxidiert (O2 dringt ein) - Setzung, Reifung, Aussüßung, Sulfidoxidation - SK = stark schwankend - Regen bewirkt Aussüßung - sommerliche Trockenperioden → Salzanreicherung an Oberfläche durch Verdunstung kapillar aufsteigenden Salzwassers Kalkmarsch: - gebildet auf locker gelagertem karbonathaltigem Gezeitensediment - obere Meter häufig kalkfrei u. oxidiert - vor allem nach Entwässerung mittels Graben – u. Rohrdrainung genutzt - Salzauswaschung bewirkt Verschiebung sorbierter Kationen zugunsten von Ca Bodenchemische Eigenschaften: - Humusgehalt: Oberboden ø 3,3 %; Unterboden ø 1,3 % - Carbonat: Oberboden ø 3,0 %; Unterboden ø 4,1 % - pH (KCL): Oberboden ø 6,8; Unterboden ø 7,2 Knickmarsche: → ältere Marsche - Entkalkung schreitet weiter voran, (Ca als koagulierende Kraft geht auf natürlichem Wege verloren) - CaCO3 + H+ +HCO3- ↔ Ca(HCO3)2 - außerdem Sulfidoxidation → Entstehung von Schwefelsäure, die durch Karbonat neutralisiert wird - charakteristisch = dichte, tonreiche Knickhorizonte (teils lithogene, teils pedogen entstanden) - Wasserstau, Verdichtung, Grasnarbenverletzung bei Belastung → Problemstandorte mit ungünstigem Wasser- u. Lufthaushalt - Ackernutzung problematisch, zumeist Grünlandnutzung - weitere Probleme für Bodenschutz resultieren aus Schadensfällen mit Schadstoffen (SM, org. Rückstände) u. der hohen Sorptionskapazität der Substrate (jüngste Tankerunfälle) Auenböden: → holozäne Bodenbildung - Gefahr der chemischen Belastung durch Infiltration - intensive Mäh- u. Weidenutzung (Trittbelastung) sowie Grundwasserabsenkungen bewirken Artenschwund -Düngung u. PSM-Ausbringung verursachen direkte Kontaminationen von Grund- u. Oberflächenwasser 2. Böden glazialer Hoch- und Tiefländer → glaziär abgelagerte Moränengebiete und glazifluviale Sandergbiete - landschaftsprägend sind Ablagerungen der jüngsten Moränen -Weichselmoränen: Ostholstein und M-V: häufig dichtgelagert, karbonatärmer (15-30 %) -Würmmoränen: süddeutsches Alpenvorland: gröber, wasserdurchlässig, karbonatreich (30-50 %) - mögliche Bodentypen: Braun- und Parabraunerden, Weiterentwicklung zur Fahlerde, bei sandigen Varianten Podsolierung vorherrschend, häufig Gleye und Pseudogleye -Bodenlandschaften der älteren Eiszeiten durch ausgeglichenes Relief charakterisiert (Folge höheren Alters) -diese Böden sind aufgrund späterer Flugsandeinblasung oft sandiger Probleme für den Bodenschutz: - kuppige Endmoränen der jüngsten Eiszeiten mit Hangneigungen von 5-15 % → Erosion durch Wasser und Wind - aufgrund ungleichkörniger Zusammensetzung des Geschiebematerials Gefahr der Bodenverdichtung - auf Kuppen Abtrag kolloidaler Teilchen (OBS) Humusschwund Verdichtung - Gefahr der Kontamination von Grund- u. Oberflächenwässern in sandigen grundwassernahen Böden (Nähr- und Schadstoffe) 3. Lössbörden (in Mitteleuropa nicht rezent entstanden) → Ablagerung entlang der Ränder der Mittelgebirge - relativ homogene Landschaften mit hoher Bodengüte (hohe BWZ bei Bodenschätzung) - charakteristisch → Schwarzerden und Parabraunerden in feuchten Regionen Schwarzerde (Tschernosem) (Ah – C) Abb. Horizontfolge Schwarzerde Prägende Prozesse: - periodischer Wechsel der Klimaverhältnisse: längere Winterkälte und heiße, trockene Sommer mit Frühjahrsniederschlägen - leicht zersetzbare Vegetation - basenreiches Ausgangsgestein (CaCO3-Gehalte entscheidend) - Intensive organogene Bodendurchmischung durch Bodenfauna Probleme für den Bodenschutz: -Gefährdung durch Wassererosion (Hauptkomponente Schluff = bekannt für geringe AS), - Folge: hangabwärtsgerichtete Sedimentationsprodukte, Verschleppung der Verwitterungs- u. - Ergebnis: geschichtete Bodenprofile (Deck-, Mittel- u. Basislage) -in hängigen Lagen wurden die Lößdecken noch während des Pleistozäns u. Holozäns durch Erosion u. Solifluktion älterer Materialien abgedeckt - infolge geringer Gefügestabilität von Schluff (unterstützt durch Entkalkung u. intensive Bearbeitung) = Verdichtungsprobleme häufig - Ackerbau vermindert den Humusgehalt als Folge des mikrobiologischen Abbaus - im Bestreben Höchsterträge von den fruchtbaren Böden zu erzielen → oft intensive Behandlung mit Agrochemikalien u. Agrartechnik → Auswaschung in GW u. in Vorfluter (Faktor Mensch) z.B. Eintrag in Elbe: N 60 % aus diffusen Quellen eingetragen 40 % aus punktförmigen Quellen P 50 % aus diffusen, 50 % aus punktförmige Quellen → fundamentale Änderung der Einträge - Fließgewässer in MV: Verteilung der Nährstoffeinträge noch stärker zur Seite der diffusen Einträge verschoben (N: 91 % : 9 %) - Verursacher = nicht voll bekannt (trotz Rückgang des Düngungsniveaus keine Änderung der Einträge, d.h. verschiedene Eintragspfade beachten) → Bezug zum Wasserschutz herstellen → Landwirte und Wasserwirtschaftler müssen gemeinsame Konzepte entwickeln und umsetzen. 4. Bergländer mesozoischer Schichtgesteine (Trias, Jura, Kreide) - Kalk-, Mergel-, Sand-, Schluff- u. Tonsteine anstehend - in fast allen Bergregionen Decken und Schleier aus Löß - heute: infolge von Hangrutschen und Erosion besonders an Unterhängen zu finden (geschichtete Profile: Aufbau: Deck-, Mittel- und Basislage) Probleme für den Bodenschutz: - in lößgeprägten Gebieten sind Bodenerosion und Verdichtung = Problem (Ursache: Relief) - in Böden aus Tongesteinen Struktur- und Stauwasserprobleme(Ld, FP, kf, ka ) - auf durchlässigen Böden (Kalk- und Sandsteine): kf ↑, ka↑ , Adsorption aufgrund Kolloidarmut ↓ → Schädigung von Grund- u. Oberflächenwässern 5. Magmatisch – metamorphe Mittelgebirge - die im Erdaltertum (Paläozoikum: Silur: Kaleodonische Gebirgsbildung; Karbon: variskische Gebirgsbildung) angehobenen Mittelgebirge (Harz, Rheinisches Schiefergebirge) in höheren Lagen nicht von Löß bedeckt - Veränderungen im Pleistozän durch Frostsprengung und Solifluktion - gebildete Bodentypen: Braunerden, Podsole, Ranker (in Hangpositionen ständig neu gebildet) Probleme für den Bodenschutz: - in basenarmen Mittelgebirgslagen mit erhöhter anthropogener Säureimmission führt Versauerung zu folgenschweren Problemen (Wald-, Boden-, GW-Schäden) -z.B. Elemente S und N bewirken in Form von SO2 und NOx in höheren Konzentrationen sowie als Säuren Schäden an Pflanzen u. Böden -pH- der Niederschläge von 5,1 (seit Beginn der Industrialisierung) auf 4,1 (1988) gesunken, z.T. sogar < 3; teilweise erheblicher Ferntransport der Gase → pH der Niederschläge deutlich abgesunken -Schäden an Pflanzen: braune bis rötliche Nekrosen an Nadeln und Blättern; Feinwurzeln geschädigt; -Schäden an Böden: zunehmende Auflösung von Al-Oxiden, Zerstörung von Tonmineralen, Nährstoffmangel, KAK- Rückgang, toxische Wirkungen des Al, SM-Mobilisierung, Einschränkung der Lebewelt. -auf tonreichen Böden: Verdichtungs- und Strukturprobleme 6. Gesetzliche Grundlage des Bodenschutzes Ausgangslage: - Boden = knappes Naturgut = unvermehrbar - aus der starken Beanspruchung des Bodens erwachsen Nutzungskonkurrenz und Mehrfachnutzungsansprüche Multifunktionalität: - Sozioöokomisch (Ernähren, Versorgen, Entsorgen, Wohnen, Arbeiten) - ökologisch (Filtern, Lebensraum) - immateriell (Erholen) Abb. Funktionalität von Böden - Jeder Boden im Mittel durch mindestens 2 Bodenfunktionen beansprucht → Mehrfachnutzungsansprüche - mit steigenden Nutzungsansprüchen nimmt Gefahr von Nutzungsfehlern zu (z.B. mechanisch: verdichten; versiegeln; stofflich: Immissionen) → vielfältige Gefahren der Bodenzerstörung Entwicklungsetappen des Bodenschutzes - Europäische Bodencharta: 1972: formulierte Bodenschutz erstmals als überregionales Ziel - Bodenschutzkonzeption der Bundesregierung: 1985 alle bedeutenden Einwirkungen auf den Boden zusammengefasst, bewertet u. Handlungsrahmen zur Abwehr von Schäden u. zur Vorsorge gegen langfristige Gefährdungen aufgezeigt - Beschlüsse der Umweltministerkonferenz: 1987 - Bundesbodenschutzgesetz: 1998 im Bundestag u. Bundesrat beschlossen, 1999 zusammen mit untergesetzlichem Regelwerk in Kraft getreten - Entwurf-Boden-Rahmenrichtlinie: 2006 (abgelehnt, auch von Deutschland) - Rechtlich verbindliche Regelungen zum Bodenschutz auf internationaler Ebene = selten Allgemein: - Boden fand erst relativ spät Beachtung in umweltpolitischer u. rechtwissenschaftlicher Praxis - erklärlich aus besonderer sozialer Bedeutung des Bodens für Allgemeinheit, die lange Zeit nicht erkannt wurde - andererseits bleiben Veränderungen des Bodens häufig unbemerkt -Boden nach Wasser u. Luft = weiteres gesetzlich geschütztes Medium BBodSchG (1998), BBodSchV (untergesetzliches Regelwerk) (1999) Schutzziele: - Schutz vor schädlichen Bodenveränderungen (Vorsorge) - Sanierung von Bodenschäden (Nachsorge) Aufbau (Grundsätzlich): 1. Allgemeine Vorschriften 2. Grundsätze u. Pflichten 3. Ergänzende Vorschriften für Altlasten 4. Landwirtschaftliche Bodennutzung 5. Schlussvorschriften Wichtigste Paragraphen: § 1 beschreibt die Schutzziele -Erhaltung (Verbesserung) der Bodenfunktionen -Wiederherstellung der Funktionstüchtigkeit geschädigter Böden -Begrenzung von Bodenschäden § 2 nimmt Begriffsbestimmengen vor - (Boden, Bodenfunktionen, Bodenveränderung, altlastenverdächtige Flächen, Sanierung) § 3 Anwendungsbereich: - erstreckt sich soweit, wie keine anderen gesetzlichen Grundlagen (z.B. Düngemittelgesetz, Kreislaufwirtschafts- u. Abfallgesetz, Immissionsschutzgesetz) greifen - Gesetz gilt nicht für radioaktive Stoffe und Kampfmittel § 8 Werte und Anforderungen: - Gesetzesregelungen beruhen auf Vorsorge-, Prüf- und Maßnahmewerten Vorsorgewerte: -berücksichtigen geogen (abgeleitet aus geogenen u. pedogenen Gehalten) und großflächig siedlungsbedingte Schadstoffgehalte. -überschrittene Vorsorgewerte zeigen den Verdacht schädlicher Bodenveränderungen an. Prüf. Und Maßnahmewerte: -sind bodennutzungs- und pfadbezogen definiert -bei ihrer Überschreitung sind einzelfallbezogene Prüfungen erforderlich oder Maßnahmen zu ergreifen -Bei Gefahrenabwehr (Prüf-oder Maßnahmewerte) ist nach Pfaden zu differenzieren -Boden-Mensch -Boden-Nutzpflanze -Boden-Grundwasser z.B. Direktpfad Boden-Mensch: Nutzungen: Kinderspielflächen, Wohngebiete, Park- u. Freizeitanlagen, Industrie- u. Gewerbeflächen. z.B. BodenNutzpflanze: Nutzungen Ackerbau, Gartenbau, Nutzgarten sowie Grünland. -Weiterhin sind die anzuwendenden Verfahren der Probenahme, Probenbehandlung, Analytik und Qualitätssicherung festzulegen § 17 Grundsätze der guten fachlichen Praxis nach BBodSchG 1. Die Bodenbearbeitung erfolgt standortangepasst unter Berücksichtigung der Witterung. 2. Die Bodenstruktur wird erhalten und verbessert. 3. Bodenverdichtungen sind so weit wie möglich zu vermeiden, insbesondere durch Berücksichtigung der Bodenart, der Bodenfeuchtigkeit und des Bodendrucks der landwirtschaftlichen Geräte. 4. Bodenabträge sind durch eine standortangepasste Nutzung zu vermeiden, insbesondere durch Berücksichtigung der Hangneigung, der Wasser- und Windverhältnisse sowie der Bodenbedeckung. 5. Erhaltung der naturbetonten Strukturelemente der Feldflur, insbesondere Hecken, Feldgehölze, Feldraine und Ackerterrassen, die zum Schutz des Bodens nötig sind. 6. Erhaltung und Förderung der biologischen Aktivität des Bodens durch entsprechende Fruchtfolgestaltung. 7. Erhaltung des standorttypischen Humusgehaltes des Bodens, insbesondere durch eine ausreichende Zufuhr an organischer Substanz oder durch Reduzierung der Bearbeitungsintensität. Vorteil der BBodSchG und (BodSchV) - bundesweit einheitliche Anforderungen an Bodenschutz u. Altlastensanierung sowie zur Vorsorge zu stellen, - stärkere Rechtssicherheit der Betroffenen zu bewirken, - Investitionshindernisse auf brachliegenden Industrie- u. Gewerbefächen abzubauen u. Inanspruchnahme neuer Flächen auf der grünen Wiese zu behindern (Stichwort Flächenrecycling) Grundsätze des urbanen Umweltschutzes Ausgangslage: Verständnis für den Boden als Körper ist gestört - Nur 4 % der Bevölkerung der BRD dient der Boden durch Tätigkeit in LW als Produktionsfaktor u. hat somit unmittelbaren Kontakt zum Boden u. seinen Funktionen - Für Rest der Bevölkerung bleibt der unsichtbare Körper Boden =verborgen u. unzugänglich - Stadtlandschaften: starker Eingriff in den Bodenbestand durch die Überdeckung vorhandener Böden Folge: Ausbreitung von Rohböden schreitet in hohem Tempo voran - Ursache: stetig wachsende Produktion, hoher Umsatz an materiellen Gütern u. Notwendigkeit zur Abfallablagerung - Bodenschutzpolitik sollte nicht nur Schadstoffströme, sondern auch Massenströme beachten - als Folge häufiger Umlagerung von Böden u. von unkontrollierten Bodentransporten konnte das Vorkommen u. die Ausbreitung von Schadstoffen kaum eingegrenzt werden. → umgelagerte Böden sind daher immer potentielle Schadstoffträger - Kommunen muss daran gelegen sein, Areale dringenden Handlungsbedarfes auszuweisen (kombinierte Bodenkartierung u. Merkmalserfassung) - Funktionen des Bodens verdeutlichen Individualität und Verknüpfung mit der Umgebung. In Stadtböden ist die Individualität oft auf kleine Räume begrenzt, großräumig wiederholen sich die Muster. → Uniformität u. Normung wachsen - Böden der ursprünglichen Landschaft nur noch teilweise in Städten anzutreffen. Sie sind dann Kleinode u. sollten geschützt werden. - Bodennutzung verändert häufig die Böden. Veränderungen betreffen z.B. Aufträge, Schadstofftransfer, Humusbildung, GW-Absenkung, Verdichtung, Bildungszeitraum u.a. Möglichkeiten zur Bewertung der Schutzwürdigkeit städtisch/industrieller Pedotope - Basis: Bewertung der Schutzwürdigkeit städtisch/industrieller Pedotope sollte grundsätzlich nach den gleichen Kriterien erfolgen wie diejenigen der freien Landschaft. Dennoch Besonderheiten zu beachten. - Böden sind ihrer selbst wegen u./o. ihrer (ökologischen) Funktionen schützenswert - Die Bewertungen zum Zwecke des Bodenschutzes für Landschafts- u/o. Fachplanungen sollten flächendeckend einsetzbar und ohne kostspielige Laboranalysen Geländeerhebungen oder Bodenkarten ableitbar sein. Abb. Kriterien zur Beurteilung der Schutzwürdigkeit von Böden Abb. Bodenentwicklung von der Zeit aus Bewertung ökologisch relevanter Bodenfunktionen Lebensraum von Organismen -als Summenparameter zur Charakterisierung eines Ökotops vermag die Höhe der mikrobiellen Biomasse zu dienen -mikrobielle Biomasse lässt sich für Böden der freien Landschaft grob abschätzen (für Ackerböden aus Humusform, Bodenart und geschätztem Humusgehalt zu kalkulieren). -Für Böden technogener Substrate fußt das Schätzverfahren auf Substratart und Entwicklungszustand des Bodens. -Zur Aufdeckung von Verunreinigungen sind die Bestimmung von Glühverlust, Glührückstand und Trockenverlust, die elektrische Leitfähigkeit, der pH-Wert sowie weitere Laborverfahren erforderlich. -z.B. Bestimmung von Bor als Anzeiger für Hausmüll, -Sulfat als Indikator für Bauschuttablagerungen, -adsorbierbare organische Halogenverbindungen (AOX) als Hinweis für Chemieabfall Filter-, Puffer- und Transformatorfunktion -Zur Bewertung der Belastung sowie der Belastbarkeit mit Schwermetallen u. organischen Schadstoffen untersuchte Meuser (1996) 23 verschiedene anthropogene, natürliche (Kippsubstrate der Braun- u. Steinkohlegewinnung) u. technogene (Aschen, Schlacken, Müll) Substrate. -gezeigt, dass diese Substrate in sehr unterschiedlichem Maße mit SM (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) belastet sein können sowie mit As, Benzoapyren und PCBs. -entwickelt wurde weiterhin ein Bestimmungsschlüssel zur Ansprache dieser Substrate bzw. deren Anteile an Substratgemischen. -somit möglich, das Gefährdungspotential der Böden dieser Substrate zu klassieren. Produktionsfunktion - für Bewertung der Produktionsfunktionen im Hinblick auf Durchwurzelbarkeit, Wärme-, Wasser-, Luft- u. Nährstoffverhältnisse existieren für naturnahe Böden einfache Feldmethoden (Schlichting et al., 1995; KA4/5, 1994/2005) -bei Böden bestimmter technogener Substrate, wie Bauschutt, Müll, Schlacken, Aschen, versagt die Ableitung der nFK aus Bodenart, Stein- u. Humusgehalt sowie Lagerungsdichte mittels Faustzahlen. -Für die Kenngrößen nFK, Luftkapazität u. Totwassergehalt wurden von Horn u. Taubner (1997) substratspezifische Ansätze entwickelt, die auf multiplen linearen Regressionen basieren. -Als Summenparameter der Produktivität lässt sich auch die Bodenzahl heranziehen, die für städtische Neubaugebiete oft bereits vorliegt. Für Böden technogener Substrate können allerdings keine Bodenzahlen abgeleitet werden, da Ertragsermittlungen an Musterstücken fehlen Vorlesung: Anthropogene Veränderungen Bodenverformung und Versieglung - vielseitige Veränderungen von urbanen Böden durch Siedlungstätigkeit des Menschen - steigende Ansprüche des Menschen durch zunehmende Überformung und Versieglung der Böden - Nutzungsfunktionen wichtiger als ökologische Funktionen Bodenverformung Künstliche Auf- und Abträge durch: - a) Hoch- und Tiefbaumaßnahmen - b) Gewinnung von Bodenschätzen - c) Deponierung nicht mehr genutzter Materialien - unterscheiden sich in Hinsicht auf Aufmaß, Tiefgang und mögliche Wechselwirkungen - alle sorgen für eine Zerstörung der Bodenstrukturen, was in Hinsicht auf Entstehung und Verbreitung problematisch zu sehen ist a) Verformungen durch Hoch- und Tiefbaumaßnahmen - Verkehrsflächen - Wohnbebauung - Freizeitbereich Bsp.: - Anlage von Straßengräben, Lärmschutzwällen, Böschungen/ Auffüllung von Niederungen beim Bau von Kanälen - Bodenveränderungen bei Anlage von Hausgärten, Spielplätzen, Grünflächen, Aschenbahnen, Golf- und Tennisplätzen; teilweise sogar Auftrag nutzungsgerechter Substrate → Übergang zu Versiegelungen → keine strikte Trennung möglich b) Bodenverformung im Zug der Rohstoffgewinnung - Bodenabtrag zur Gewinnung von Brennstoffen, Erzen, Steinen und Erden - in der Vergangenheit Gewinnung von Eisenerz für Verhüttung; Gewinnung von Torf - Tagebau/ Bergbaugebiete sind örtlich Begrenzt – stellen massiven Eingriff in Struktur dar - Flächenanspruch abhängig verschiedenen Faktoren wie Abbautiefe etc. c) Bodenüberformung durch Deponierung -Deponierung fester und flüssiger Materialien in und auf den Boden (z.B. Bauschutt, Aschen, Keramik, Teer) -lokaler Bezug: Hafenschlick-Spülfelder -derzeit ca. 280 000 altlastenverdächtige Flächen 13 000 Altlasten in BRD - Problem das viele Mio. Tonnen humoser Oberboden abgtragen wurden und eine Vermischung stattfindet – Lösung sind regionale Bodenbörsen - statistische Werte eignen sich meist nicht für die Bewertung oder Darstellung von Böden, da meist nur flächenhafte Darstellung, die die Bodenmächtigkeit nicht ausreichend darstellt - siedlungsstrukturelle Kreistypen Abb. Siedlungsstrukturelle Kreistypen 1. Anglomerationsräume (Räume mit höchsten Siedlungsflächenanteil) - höchste Zunahmen zwischen 1960 – 1970 - Großstädte und ihr Umland (Rhein – Ruhr; Rhein – Main) 2. Verstädterte Räume - nehmen hinsichtlich des Flächenanteils Spitzenstellung ein - sind im Umland noch ländlich geprägt - z.B. Kiel, Würzburg, Münster 3. Ländliche Räume: -peripher und abseits der wirtschaftlichen Zentren gelegen -nehmen Mittelstellung hinsichtlich des Flächenanteils ein Abb. Flächennutzung in Dt. im Jahre 2004 Abb. Bundesweite durchschnittliche Umnutzung pro Tag Wirkungen im Abtragsbereich: - Grundwasserabsenkung Wildpflanzengesellschaft (z.B. und bei Tagebauen) Bodenorganismen bewirkt sowie Veränderung Beeinflussung der der Bodeneigenschaften (Redoxverhältnisse, pH-Wert, OBS-Gehalt) - Abräumen von Bodenmaterialien bei Baumaßnahmen bewirkt Verkürzung der Filterstrecke und bedeutet eine Gefährdung für das Grundwasser - durch den Bodenverlust geht Lebensraum für Pflanzenwurzeln und Bodenorganismen verloren - Abtrag des Bodens geht mit Funktionsverlust einher - verbleibende unverwitterte Materialien können Bodenfunktionen nicht in vollem Maße übernehmen - abiotische Standorteigenschaften (Filter, Sorption an mineralischen Kolloiden, Pufferung) müssen durch das anstehende Gestein kompensiert werden. Wirkungen im Auftragsbereich: - aufgetragene Materialien entsprechen nicht den am Standort gewachsenen Böden (Bauordnung schreibt Wiederverwendung des belebten Oberbodens vor) -Auftragsmaterial unterliegt rezenter Bodenbildung (Neubesiedlung) -jeder Auftrag geht mit Veränderung der Oberflächengestalt einher - Entstehung völlig neuer Hohl- u. Vollformen - Veränderung des Geländes- u. Kleinklimas - Rückwirkungen auf Wasserhaushalt -Auftrag stofflich belasteter Materialien → Minderung der Eignung von Standorten zur Produktion von Nahrungsmittelpflanzen → Gefährdung des Grundwassers - besondere Probleme sind bei der Deponierung von Abfällen (Überschreitung der Filter- und Pufferkapazität) zu erwarten -Erhöhung des GWF-Abstandes → GW-beeinflusste Böden im urbanen Raum = selten Auftrag leistet Beitrag zur Fossilierung der Böden Bodenversieglung [= anthropogene Isolierung der Pedosphäre von der Atmosphäre durch Bedeckung mit impermeablen Substanzen (Teer, Beton, Gebäude)]
