Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) in Böden und Bergehaldematerial des montanindustriell geprägten Saarlandes

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

P 1.7 in Auslaugung von Schadstoffen aus Berge-/Abraumhalden

Verbrennungsprozesse gelten als bedeutsamste Emissionsquelle für die Bildung und Freisetzung der PAK in die Umwelt. Die emittierten Schadstoffe können in der Atmosphäre über weite Strecken transportiert werden und führen dadurch zu einer ubiquitären Verteilung. Aufgrund ihrer lipophilen Eigenschaften sorbieren die PAK bevorzugt an organisches Material, wobei Böden und Gewässersedimente eine der wichtigsten Schadstoffsenken bilden (Lima et al. 2005, Marschner 1999, Jones & de Voogt 1999, Menzie et al. 1992).

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der Saarkohle auf den Gehalt an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und das PAK-Verteilungsmuster in Böden untersucht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf atmosphärisch eingetragenen PAK, die überwiegend aus Verbrennungsprozessen resultieren. Neben einer abschnittsweisen vertikalen Entnahme von Bodenproben wurde für die Untersuchungen zusätzlich ein Depositionssammler eingesetzt, der Rückschlüsse auf rezente PAK-Einträge liefern sollte. Darüber hinaus wurden auch aus Bergehalden, die dem ehemaligen Steinkohlenbergbau des Saarlandes entstammen, Proben entnommen.

Die Ergebnisse der Bodenuntersuchungen zeigen für das Saarland stark schwankende PAK16 Gesamtgehalte von ca. 200 bis 25.000 µg/kg, wobei in der Regel eine für atmosphärische Einträge typische Abnahme der Schadstoffgehalte mit der Tiefe festgestellt werden konnte. Aus der Untersuchung der Bodenproben ist ersichtlich, dass besonders industrienahe Standorte die höchsten PAK16 Gehalte aufweisen, während industriefernere Standorte geringer belastet sind. Insgesamt ist  trotz der inhomogenen Verteilung der Gesamtgehalte ein gebietsspezifisches PAK-Muster erkennbar, das sich auch bei den Vergleichsproben des saarländischen Landesamtes für Umwelt- und Arbeitsschutz zeigt.

Aus den Messergebnissen des Depositionssammlers geht hervor, dass die Verbrennung der Saarkohle heutzutage keinen bedeutsamen Beitrag zu atmosphärischen PAK liefert. Dies spiegelt sich auch in einem Großteil der untersuchten Böden wider, die weitestgehend das Muster der rezenten atmosphärischen Deposition aufweisen. Lediglich an einigen der untersuchten Standorte sind verstärkt Einflüsse durch die Verbrennung der Saarkohle nachweisbar, was auch durch einen gebietsübergreifenden Vergleich der PAK-Muster verdeutlicht werden konnte.

Die untersuchten Bergehalden weisen mit PAK16-Gehalten zwischen rund 11.000 und 26.000 µg/kg hohe Belastungen auf. Das PAK-Muster des Haldenmaterials entspricht dabei weitestgehend dem petrogenen PAK-Muster der Saarkohle.



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

JONES, K. C. & DE VOOGT, P. (1999): Persistent organic pollutants (POPs): state of the science.- Environmental Pollution, 100: 209 - 221.

MARSCHNER, B. (1999): Sorption von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und polychlorierten Biphenylen (PCB) im Boden.- Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 162, 1 - 14.

MENZIE, C. A., POTOCKI, B. B., SANTODONATO, J. (1992): Exposure to carcinogenic PAHs in the environment.- Environmental Science and Technology, Volume 26, No. 7.