Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Institut für Ökologischen Landbau,
Bodenkultur und Ressourcenschutz
Schadstoff-Kontamination von Böden nach Überflutungen
Ergebnisse aus Bayern und Österreich
Müller Christa
AG Bodenschadstoffe
25.11.2015 Bertoldsheim
Hochwasserdialog Diskussionsforum 4:
„Land- und Forstwirtschaft und Hochwasserschäden
im Rahmen des Hochwasserdialogs“
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
12.06.2013 © Christian Appel
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
12.06.2013 © Christian Appel
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
13.06.2013
Bringt das Hochwasser
Schadstoffe auf unsere
Felder?
Schwermetalle
Mineralöl-Kohlenwasserstoffe (MKW)
andere organische Schadstoffe
© Christian Appel
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Was passiert in unserem Boden?
12.06.2013 © Christian Appel
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Was passiert mit unseren Pflanzen?
13.06.2013 © Christian Appel © Christian Appel
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Pfingsthochwasser in Südbayern 1999
Hochwasser an der Donau (Österreich) 2002
Hochwasser an der Donau (Bayern) 2013
12.06.2013
Erfahrungen aus
© Christian Appel
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 8
Pfingsthochwasser 1999 in Bayern (1)
Zusammentreffen extremer Niederschläge (bis 300 l/m2) mit Schneeschmelze in den Alpen Böden aufgrund vorangegangener Niederschläge weitgehend wassergesättigt In weiten Teilen Südbayerns, bes. im Alpenvorland, in Schwaben und an der Donau teils verheerende Schäden Überschwemmung von 120 km2 In Überschwemmungsgebieten teilweise großflächige
Sedimentablagerungen Als Folge der Überschwemmungen: Beschädigung von Öltanks
25.11.2015
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 9
Pfingsthochwasser 1999 in Bayern (2)
Aichach-Friedberg, Ingolstadt und Neustadt/ Donau große Ölaustritte Im Raum Neustadt/Donau liefen > 2 Mio. Liter Heizöl und Diesel aus Rund die Hälfte konnte bei Sofortmaßnahmen wieder gewonnen werden
Im unmittelbaren Einwirkungsbereich starke Kontaminationen mit Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW) Aufgrund des rasch abfließenden Hochwassers sammelte sich Mineralöl nur an wenigen Stellen (bevorzugt in Senken, Gräben)
25.11.2015
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 10
Pfingsthochwasser 1999 in Bayern (3)
Handlungsbedarf Bes. in Neustadt/ Donau auf 40 ha konkrete Maßnahmen zur Beseitigung oder Überwachung der Ölschäden erforderlich In Kelheim Mineralölverunreinigungen auf 33 ha LNF
25.11.2015
Weiter auf 850 ha Ernteschäden durch Überstau bzw. Mineralöl 450 ha Totalausfall des Aufwuchses (Getreide> Mais> Kleegras >
Kartoffel)
Grünland: 1.Aufwuchs verdorben; 2.Aufwuchs nicht verunreinigt
bei Hopfen + Zuckerrüben auf jeweils 40 ha Teilausfall bzw. Ertragsminderungen
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Müller/Ebert – AG Bodenschadstoffe – IAB 1b 11
10.04.2014 © Günter Pommer Hochwasser 1999 im Hopfen
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Müller C. – AG Bodenschadstoffe 12
Boden-Monitoring-Programm 1999 in Südbayern
Fragen und Zielsetzung
25.11.2015
1. Wie ist die Belastungssituation an mäßig bis stark mit Mineralöl verunreinigten Standorten ?
Abschätzung möglicher Gefährdungen für Wirkungspfade Boden-Mensch, Boden-Pflanze, Boden-Grundwasser
2. Wie ist die allgemeine Belastungssituation in bes. stark
vom Hochwasser betroffenen Gebieten (Verunreinigungen im Umfeld) ?
Fokus nicht auf Mineralölverunreinigung, sondern auf Schwermetallen und anderen organischen Schadstoffen
3. Wie ist das Abbau- und das Verlagerungsverhalten von
stark mit MKW verunreinigten Böden im Jahresverlauf ?
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Boden-Monitoring 1999: Probenahmestandorte in Südbayern
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 13
Suttner et al., 2002
Landshut
München
Regensburg
Neu-Ulm
Weilheim
Freising
Neu-Ulm Augsburg
Kempten
Ingolstadt
Donauwörth
Probenahmestandort
Garmisch-Partenkirchen
Lindau
Neustadt a.d. Donau
32
107 Standorte,
294 Sediment- und Bodenproben
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Müller C. – AG Bodenschadstoffe 14
Boden-Monitoring 1999 – Untersuchungen
Schadstoffe
Schwermetalle: Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Zink
Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW)
C3-C5-Alkylbenzole (leicht flüchtige MKW)
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)- punktuell
Oberboden, Unterboden, Sediment
25.11.2015
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Hochwasser 1999: MKW-Belastung in Südbayern
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 15
Anzahl Sta
ndort
e
Suttner et al., 2002
86* 86 der 107 Standorte auf MKW untersucht (Juni 1999)
< Messgrenze (0,5 mg)
Anzahl Sta
ndort
e
> Messgrenze - ≤ 100 mg
> 100 mg
> 1000 mg
Z0-Wert (LAGA) = 100 mg
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Hochwasser 1999: Rückgang der MKW-Belastung in Südbayern
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 16
06 1999
09 2000
07/08 1999
05/06 2000
Anf. 09 1999
Ende 10 1999
Anzahl Sta
ndort
e
7
9
40
30
Beprobungstermine Suttner et al., 2002
davon 7+9 Belastungsstandorte
* 86 der 107 Standorte auf MKW untersucht
86*
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Hochwasser 1999: Abbau-/Verlagerungsverhalten von MKW
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 17
Beprobungstermine
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Abnahme der Maximalkonzentrationen in mg MKW/kg
Suttner et al., 2002
06 1999
09 2000
07/08 1999
05/06 2000
Anf. 09 1999
Ende 10 1999
Sediment
Oberboden
Unterboden Z0-Wert (LAGA): 100 mg
• Höchste Gehalte im Sediment
• Nur wenige + geringe Funde im
Unterboden
• Innerhalb weniger Wochen sehr
starker Rückgang von MKW im
Sediment und Oberboden
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Hochwasser 2002: Schlammablagerungen - Oberösterreich
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 18
Aus Vortrag Zaussinger, LK Oberösterreich, 2013
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Nördliches Eferdinger Becken
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 19
Sand (bis 1,5 m), Schlamm und Erosion
Aus Vortrag Zaussinger, LK Oberösterreich, 2013
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Machland
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 20
Sandablagerung bis 1,5 m mächtig
Aus Vortrag Zaussinger, LK Oberösterreich, 2013
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Machland
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 21
Schlammablagerung bis 0,8 m mächtig
Aus Vortrag Zaussinger, LK Oberösterreich, 2013
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Hochwasser 2002 in OÖ: Umgang mit Sedimenten
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 22
Fall I: Sand auf LN
Stellenweise hoher Sand wurde auf Fläche verteilt und
danach eingepflügt.
Zu hohe Sandmächtigkeiten wurden mit LKWs
abtransportiert. Danach Einarbeitung in schwere
Lehmböden in der Umgebung.
Sand kann bis zu einer Mächtigkeit von 20 cm sinnvoll
eingepflügt werden. Nur mit Tiefenpflug sinnvoll.
Aus Vortrag Zaussinger, LK Oberösterreich, 2013
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 23
Großflächiges Auseinanderziehen mächtiger
Schlammschichten mittels Schubraupe.
Danach erfolgte ein Einpflügen mittels Tiefenpfluges.
Schlammdicken bis 30 cm wurden gleich eingepflügt
oder gegrubbert.
Kein Abtransport von Schlamm, weil Schlamm mit der
Zeit ein guter Boden wird.
Aus Vortrag Zaussinger, LK Oberösterreich, 2013
Hochwasser 2002 in OÖ: Umgang mit Sedimenten
Fall II: Schlamm auf LN
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Hochwasser 2002 in OÖ: Untersuchungen Schadstoffe
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 24
In Naarn (Marchland) wurde auf LNF mit Hochwasser ca. 20-25 ha Erd- und Schlammmaterial angeschwemmt. Material sollte auf ca. 20 ha abgetragen und fachgerecht entsorgt werden (25-30 cm mächtige Bodenschicht).
Aus Gutachten i.A. des Amtes der OÖ Landesregierung Abt. Abfallwirtschaft, März 2003
● Feststellung der Abfalleigenschaft im Hinblick auf entsprechende Verwertungs- bzw. Entsorgungsmöglichkeit
● Repräsentative Beprobung des Materials und Analyse auf relevante Schadstoffe
● Vergleich der Ergebnisse mit Grenzwerten für Bodenaushubdeponien (DeponieVO) und Bodenmittelwerten im OÖ Bodenkataster, BZI 1993
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Hochwasser 2002 in OÖ: Untersuchungen Schadstoffe
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 25
Beurteilung (Auszug aus Gutachten)
● Trotz umfangreicher analytischer Untersuchungen konnten keine für die
Umwelt relevanten Schadstoffkonzentrationen nachgewiesen werden.
● Der Vergleich der Analysenergebnisse mit den in beiden Regelwerken
enthaltenen Grenzwerten zeigte keine Auffälligkeiten.
● Bei dem beprobten Erd- und Schlammmaterial kann davon ausgegangen
werden, dass es sich um natürliche Bodenmaterialien ohne nennenswerte
Verunreinigungen handelt.
● Das Material kann grundsätzlich zur Ablagerung in einer Bodenaushub-
deponie gemäß Deponie-VO bzw. zu Wiederverwertungszwecken (z.B.
geländegestaltende Maßnahmen, Hinterfüllung von ausgebeuteten
Schottergruben) als geeignet angesehen werden.
Aus Gutachten i.A. des Amtes der OÖ Landesregierung Abt. Abfallwirtschaft, März 2003
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25.11.2015
Müller/Ebert - AG Bodenschadstoffe 26
Hochwasser an der Donau 2013 (Bayern)
Fischerdorf - Natternberg
Niederaltaich
Niederaltaich -aufgenommen von W. Bauer Agroluftbild am 5. Juni 2013,
1 bis 2 Tage nach dem Hochwasserscheitel
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25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 27
Am stärksten waren betroffen: Donau (Deggendorf), Mangfall (Rosenheim), Saalach (Freilassing)
LfU in Zusammenarbeit mit WWÄ: Untersuchungen von • Böden in Fließgewässerabschnitten und überschwemmten Flächen
mit bes. hohem Risiko der Verunreinigung (z.B. Industrie- und Gewerbegebiete)
• Sedimenten, bei denen öliges Material an Bodenoberfläche deutlich erkennbar war
Hochwasser 2013 in Südbayern
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 28
Untersuchungsparameter
• Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW)
• Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (ƩPAK16)
• Benzo(a)pyren (B(a)P), ein Vertreter der PAKs
• Schwermetalle
Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Zink
Hochwasser 2013 in Südbayern: Untersuchungen des LfU
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Hochwasser 2013: MKW-Belastung - Deggendorf
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 29
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
mg
/kg
Z0-Wert (100 mg)
Rasen
Gewächshaus
Schlamm
Daten LfU, Bayern
Probenahme: 06/2013 + 06/2014 (nur Schlamm), 0-2 bzw. 0-5 cm
92 mg
starke Abnahme innerhalb eines Jahres!
Boden- und Schlammproben (z.T. sicht- und riechbarer Öleinfluss)
25.200 mg 3.200 mg
Bestimmungsgrenze (BG): 60 mg/kg
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
0
1
2
3
4
5
6
7
Hochwasser 2013: ƩPAK16 -Belastung - Deggendorf
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 30
mg P
AK/k
g b
zw
. m
g B
(a)P
/kg (
2.
Säule
)
VW B(a)P (0,3 mg)
Daten LfU, Bayern
Boden- und Schlammproben (z.T. sicht- und riechbarer Öleinfluss)
Rasen
Gewächshaus
Schlamm
VW S PAK16 (3 mg)
PW B(a)P (1,0 mg)
VW = Vorsorgewert PW = Prüfwert
Probenahme 06/2013: 0-2 bzw. 0-5 cm; BG = 0,03 mg/kg
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Hochwasser 2013: Schwermetall-Belastung - Deggendorf
25.11.2015
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 31
Daten LfU, Bayern
Boden- und Schlammproben
Rasen/Gewächshaus
(7 Bodenproben)
Vorsorgewert (VW)
für Lehm/Schluff
Anzahl
Bodenproben
> VW
Schlamm
Fischerdorf
[mg/kg] [mg/kg]
Pb 25 - 60 70 0 320
Cd 0,3 - 0,7 1 0 2,2
Cr 67 - 108 60 7 109
Cu 22 - 40 40 0 592
Ni 18 - 40 50 0 33
Hg 0,09 - 0,19 0,5 0 0,07
Zn 110 - 219 150 4 1969
Probenahme 06/2013: 0-2 bzw. 0-5 cm; BG = 0,03 mg/kg
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15.01.2014
Müller/Ebert - AG Bodenschadstoffe - IAB 1b 32
Hochwasser 2013 – Heizölschaden Niederaltaich (Ortsnähe)
0-2 cm 2-5 cm 0-2 cm 2-5 cm
07.08.2013 05.11.2013
5800 mg KW/ kg Boden
83 mg KW/ kg Boden
< BG < BG
Bodentiefe
Probenahmezeitpunkt
Daten: GeoConsult GmbH © Christa Müller
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 33
Fazit – Mineralölkohlenwasserstoffe (1)
Bodenmonitoring 1999 • Kurz nach Hochwasser > 80 %
der untersuchten MKW-Verdachtsstandorte unbelastet bzw. unbedenkliche Gehalte (< 100 mg MKW/kg Boden)
• Nur 8 % der Verdachtsstandorte Gehalte >1000 mg MKW
• Kaum MKW-Funde im Unterboden, wenn dann nur geringe Gehalte
• Höchste Gehalte in Sedimenten/ Schlämmen mit Maximalwerten von 14.000 mg MKW
25.11.2015
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 34
Fazit – Mineralölkohlenwasserstoffe (2)
Bodenmonitoring 1999
• Sehr starker Rückgang der MKW-Werte innerhalb weniger Wochen, besonders auf biologisch aktiven Böden
• Gezielte Maßnahmen zur Belebung der biologischen Aktivität (wie Pflügen, Umgraben,
Vertikutieren bei Grünland) erhöhen Abbauleistung der Mikroorganismen deutlich
Untersuchungen 2013
• bestätigten Erkenntnisse zu MKW aus 1999
25.11.2015
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Fazit – Schwermetalle und PAKs (3)
Bodenmonitoring 1999 • Sediment und Oberboden:
An einigen Standorten gering-fügige Überschreitung der Vorsorgewerte nach Bodenschutzrecht
• Schwermetallgehalte der Oberböden im Schwankungs-bereich typischer Hintergrund-gehalte bayerischer Böden
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 35
25.11.2015
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Fazit – Schwermetalle und PAKs (4)
Untersuchungen 2013 Deggendorf (v.a. Fischerdorf):
Oberböden
• Vorsorgewerte (VW) bei Chrom, Zink, PAK etwas überschritten
• Prüf- oder Maßnahmenwerte wurden nie erreicht in keinem Fall lag eine schädliche Bodenveränderung nach Bodenschutzrecht vor
Schlamm (Fischerdorf)
• erhebliche Überschreitung der VW (PAK, Schwermetalle) Material darf nach Boden-schutzrecht nicht auf LNF aufgebracht werden
Müller C. – AG Bodenschadstoffe 36
25.11.2015
Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz
Mein besonderer Dank gilt
für die Überlassung von Daten, Folien, Unterlagen, Bilder
• Hr. Dr. Schilling Bayerisches Landesamt für Umwelt, Referat Vorsorgender Bodenschutz, Bodenmonitoring
• Hr. Zaussinger Landwirtschaftskammer Oberösterreich, Referat Wasser- und Umwelttechnik
• Hr. Ziegler
Amt der oberösterreichischen Landesregierung, Abt. Umwelt-, Bau- und Anlagentechnik
• Hr. Appel Wasserberater, FZ Agrarökologie, AELF Pfaffenhofen
37 © Christian Appel