Einfluss der saarländischen Montanindustrie auf Böden der Westpfalz anhand von PAK-Mustern

Christina Daiker1, Simon Thiel1, Thomas Schiedek1
1 Hydrogeologie, TU Darmstadt

P 1.1 in Auslaugung von Schadstoffen aus Berge-/Abraumhalden

Obwohl sich PAK auch bei natürlichen Vorgängen bilden, spielen anthropogene Prozesse eine weitaus größere Rolle bei der atmosphärischen Freisetzung der Schadstoffe in die Umwelt. Für die ländlich geprägte Westpfalz zählen kleine und mittelständische Betriebe und Haushalte zu den lokalen Schadstoffemittenten fossiler Energieträger. Darüber hinaus ist aber auch die Montanindustrie des an die Westpfalz angrenzenden Saarlandes als lokaler PAK-Emittent einzustufen. Aufgrund der räumlichen Nähe ist eine Beeinflussung der Böden und Wässer des Untersuchungsgebietes durch die bis ins Jahr 2012 im Saarland abgebaute und verarbeitete Steinkohle nicht auszuschließen (LIMA et al. 2005, FETTE & GERMER 2014, SLOTTA 2012).

Der atmogene Eintrag von PAK in Böden der Westpfalz wurde mit Grünlandflächen-Proben bis in 30 cm Tiefe charakterisiert und quantifiziert. Der Median für die Bodenproben der Grünlandflächen lag in den oberen 0 - 10 cm bei 265 μg/kg (PAK16) und nahm bis zum untersten Tiefenabschnitt (20 - 30 cm) auf 101 μg/kg ab. Der höchste Messwert des Untersuchungsgebietes wurde auf einer Grünlandfläche im Südwesten des Untersuchungsgebietes mit 709 μg/kg erreicht. Hinsichtlich der PAK-Gehalte der Böden kann die Westpfalz einem ländlichen Raum zugeordnet werden. Ein Vergleich der ermittelten PAK-Gehalte und Verteilungsmuster mit Untersuchungsergebnissen für das gesamte Bundesland Rheinland-Pfalz zeigt zudem eine gute Übereinstimmung.

Neben den Böden der Grünlandflächen wurden an einigen Standorten zusätzlich Waldproben der oberen 10 cm untersucht. Mit einem Median von 331 μg/kg und einem Spitzenwert von 1.011 μg/kg (PAK16) in der westpfälzischen Moorniederung zeigt sich die Interzeptionswirkung der Wälder. Ein Vergleich zwischen den Wald- und Grünlandproben zeigt trotz abweichender PAK16 Gehalte ein ähnliches PAK-Verteilungsmuster.

Um zu klären, welchen Einfluss die saarländische Montanindustrie als Emissionsquelle auf das Untersuchungsgebiet hat, wurde das PAK20-Verteilungsmuster im Detail betrachtet. Dabei lag der Fokus auf den niedermolekularen PAK-Einzelverbindungen Naphthalin, Methyl-Naphthalin und Phenanthren. Diese Verbindungen sind typisch für die Verbrennung der hochvolatilen bituminösen saarländischen Steinkohle. Die Ergebnisse zeigen, dass die Böden der Westpfalz insgesamt von höhermolekularen PAK dominiert werden. Die Muster der niedermolekularen Zielsubstanzen lassen keine eindeutige Beeinflussung durch die Verbrennung der Saarkohle ableiten. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse eines im Untersuchungsgebiet aufgestellten Depositionssammlers, dass das für die Verbrennung der Saarkohle spezifische PAK-Muster heute derart geringe Anteile am Schadstoffgehalt der Atmosphäre hat, dass sich dieses Muster nicht hervorhebt. Ein Vergleich der Ergebnisse des Depositionssammlers mit denen der Böden zeigt, dass die Böden den aktuellen atmosphärischen Eintrag widerspiegeln.



FETTE, H.J. & GERMER, S. (2014): Strukturen der Westpfalz - Ein Überblick.- In: Entwicklungsperspektiven in der Westpfalz. Denkanstöße, Analysen, Hintergründe in Zeiten des demografischen Wandels. Herzog, E., Eierdanz, F., Ottersböck, N., Wanielik, B. und Weber, H. (Hrsg.), Mainz, 34-55.

LIMA, A.L.C., FARRINGTON, J.W. & REDDY, C.M. (2005): Combustion-Derived Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Environment - A Review.- In: Environmental Forensics, 6, 109-131.

SLOTTA, D. (2012): Der Steinkohlenbergbau an der Saar - seine Geschichte und sein bauliches kulturelles Erbe.- In: Der saarländische Steinkohlenbergbau. Dokumentation seiner historischen Bedeutung und seines kulturellen Erbes. Pohmer, K. (Hrsg.), RAG Aktiengesellschaft, Institut für Landeskunde im Saarland, Saarbrücken, 120 - 187.