Bioverfügbarkeit von Schadstoffen Sind 16 PAK nach EPA ... · 1 Prof. Dr. Macholz Umweltprojekte GmbH Wenig berücksichtigt: Bioverfügbarkeit von Schadstoffen Sind 16 PAK nach EPA

1

Prof. Dr. MacholzUmweltprojekte GmbH

Wenig berücksichtigt:

Bioverfügbarkeit von Schadstoffen

Sind 16 PAK nach EPA ausreichend?

Messunsicherheit bei Bodenuntersuchungen

1

21.Oktober 2011: Infotag „Altlastensanierung“ Umweltschutz Ost GmbH, Berlin

Prof. Dr. sc. nat. Rainer Macholz

Prof. Dr. Macholz Umweltprojekte GmbHPotsdamer Allee 66/68

14532 Stahnsdorf

2



Üb

erb

ew

ert

un

gBundes-Bodenschutz-Gesetz

Mit üblichen chemischen Analysen

werden Biologisch wirksame Schadstoffgehalte

Prüfwert

2


Üb

erb

ew

ert

un

g

werden

Gesamtgehaltean Schadstoffen erfasst.

Schadstoffgehaltesind geringer als Gesamtgehalte.

Bei Prüfwerten für Pb und Cdbereits berücksichtigt!

3


Wirkungspfad Boden -

Bodenorganismen

DIN ISO 17155Bodenatmung

DIN ISO 15685Nitrifikation

Mensch

DIN 19738Resorptions-verfügbarkeit

(oral)

Resorptions-verfügbarkeit

Grundwasser

E DIN 19529 Eluat 2:1

E DIN 19528Säulentest

Schadstoffabbau

3-Phasen-Extraktion

Methodenauswahl in BioRefineDIN ISO 17402Norm-Entwurf , 2007-12

3


DIN ISO 11268-2Reproduktionstest

Regenwürmer

verfügbarkeit(dermal)

Wirkungen,Abbau, Mobilität

eluierter Schadstofffraktion

DIN 38412-33Algentest

ISO 11348-3Leuchtbakterientest

Chemische Analytik der eluierten

Schadstofffraktion

Abbau im Säulenversuch

4


Untersuchungsmethoden in BioRefine

Tenax-Verteilung

Regenwurm-test

4


Quellen: Mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Rotard,TU Berlin und der Fraunhofer Gesellschaft

Tenax-Verteilung

Leuchtbakterien Grünalgen

5


5


UFOPLAN 3708 72 200(2008-2010)


6


orale Resorptionsverfügbarkeit

[mg/kg TS] Resorptionsverfügbarkeit [%]

Benzo[a]pyren 7,6 bis 67,5 3 bis 12%

MKW 2.250 bis 6.150 10 bis 45%

erprobt auf Brandenburger Liegenschaften für MKW und PAK

22%8% bioverfügbar

6


22%

78%

MKW

8%

92%

bioverfügbar

nicht bioverfügbar

BaP

7


Auswirkungen auf die Bewertung

Beispiel: 14,8 mg/kg im Boden FeststoffOrientierende Erkundung

Kinderspiel-flächen 2

Park- undFreizeitanlagen 10

Wohngebiete

Prüfwerte für Benzo[a]pyren nach BBodSchV (1999)

7


davon 8% bioverfügbar

Kein Handlungsbedarf1,2 mg/kg bewertungsrelevantDetailerkundung

8


Umsetzung

Die erwartete Novelle der Bundesbodenschutz-Verordnungberücksichtigt

- die Bioverfügbarkeit

- die Bestimmung der Resorptionsverfügbarkeit gemäß DIN 19738:2004 als genormtes Verfahren

8


Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Rotard,TU Berlin

als genormtes Verfahren

„simulierte Verdauung“

Marktpreis >300 €/Untersuchung im Labor

9


„Bewertung von Schadstoffen im Flächenrecycling und nachhaltigen Flächenmanagement auf der Basis der nachhaltigen Flächenmanagement auf der Basis der

Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit“Prof. Dr. mult. Dr. h. c. Konstantin Terytze (Verbundleitung, FU Berlin),

Cornelia Bernhardt, Dr. Kerstin Derz, Dr. Kerstin Hund-Rinke, David Kaiser, Dr. Werner Kördel, Manja Liese, Dr. Werner Linnenberg,

Prof. Dr. sc. nat. Rainer Macholz, Prof. rer. nat. Wolfgang Rotard, René Schatten, Bettina Suschke, Dr. Ines Vogel, Robert Wagner


www.geo.fu-berlin.de/biorefine; www.refina-info.de à Projekte; www.umweltprojekte.de

http://www.geo.fu-berlin.de/biorefine;

http://www.refina-info.de

http://www.umweltprojekte.de

10


Sind 16 PAK nach EPA ausreichend?(Grundwasser)

Nein: Einige Isocyclen fehlen! Andere sind weniger bedeutsam.

Es fehlen z. B.:

10


und weitere...

Vorschlag: 18 PAK

11



Nein: NSO-Heterocyclen fehlen!

Es fehlen z. B.:

11


Vorschlag: 20 NSO-Heterocyclen

und weitere...(Metabolit)

12



Teilweise grundlegend andere Eigenschaften als „klassische“ PAK

Warum sind die wichtig?

12


13



NSO-Heterocyclen: Deutlich höhere Wasserlöslichkeit als „klassische PAK“

13


Mobilität Grundwasserpfad...

0,000003

14


Sind 16 PAK nach EPA ausreichend?(Boden-Luft-Pfad)

NSO-Heterocyclen: Deutlich höhere Flüchtigkeit als „klassische PAK“

14


Mobilität (Boden)luftpfad...

Geruch!

15


Sind 16 PAK nach EPA ausreichend?(alle Pfade)

NSO-Heterocyclen: höhere Toxizität als „klassische PAK“

akute Wirkungen (sonst nur von Naphthalin/Methylnaphthalinen bekannt)

15


(sonst nur von Naphthalin/Methylnaphthalinen bekannt)

genotoxisch, mutagen, cancerogen

16



NSO-Heterocyclen: Probleme

1. Nur bei sehr wenigen Labors Standardanalytik (Referenzsubstanzen)

2. Messdaten zu Stoffeigenschaften unvollständig

3. Kontrollwerte 0,01 bis 0,1 µg/l

16


3. Kontrollwerte 0,01 bis 0,1 µg/l

4. Kein etabliertes Wissen

5. Toxizitätsdaten und gesundheitliche Bewertung unvollständig

6. Umweltverhalten unzureichend bekannt

Aus den Stand der Wissenschaft entwickelt sind der Stand der Technik.

17



Die klassische Fehlerrechnung nach Gauß berücksichtigt nur zufällige Messfehler.

„Die Messungenauigkeit ist ein dem Messergebnis zugeordneter Parameter, der die Streuung der Werte kennzeichnet, die vernünftigerweise der Messgröße zugeordnet werden könnte.“ (Zitat VIM 1994.02)

17


(Zitat VIM 1994.02)

Forderung der BBodSchV, Anhang 1, Pkt. 4: „....Für das Analysenergebnis ist eine Messunsicherheit .... anzugeben.“

Maßnahmen zur Qualitätssicherung gefordert

ISO/TS 21748 (2004-03): 2fache Vergleichsstandardabweichung aus Ringversuchen

18



Fachbeirat Bodenuntersuchungen FBU beim BMU: Zitat

„Ohne Informationen zur Messunsicherheit kann eine Entscheidung, ob die Messergebnisse die gesetzlichen Grenzen einhalten, nicht realisiert werden.“

18


Wie hoch ist nun die Messunsicherheit?

Bei anorganischen Parametern geringer.Bei organischen Parametern höher.

Bei geringen Gehalten höher.

19



Parameter des Anhang 2 BBodSchV Messunsicherheit [%]

Elementbestimmung im

Königswasserextrakt

20

40 für Vorsorgewerte von Cd, Hg

Elementbestimmung im

Ammoniumnitratextrakt

30

50 für As und Pb

Cyanide 40

19


Cyanide 40

PAK16 40

Benzo[a]pyren 50

Organochlorpestizide

(DDT, Hexachlorcyclohexan,

Hexachlorbenzol)

60

Pentachlorphenol 70

PCB6 50

Dioxine und Furane 60

20



Schlussfolgerungen

BBodSchV fordert Angaben zur Messunsicherheit –In der Praxis meist nicht berücksichtigt.

FBU weist darauf hin und hat wissenschaftliche Grundlagen gelegt.

Rechtsvorschriften weisen in der Regel keine Toleranzen von

20


Rechtsvorschriften weisen in der Regel keine Toleranzen von „Grenzwerten“ aus.

Insbesondere bei geringfügigen Über- und Unterschreitungen von „Grenzen“ ist der Gutachter gefordert ...

21


Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

21


Dieser Vortrag steht mit einem ergänzenden Quellenverzeichnis bereit zum download unter

www.umweltprojekte.de/aktuelles vom 21.10.2011

http://www.umweltprojekte.de/aktuellesvom

22


Quellenverzeichnis


www.refina-info.de

http://www.geo.fu-berlin.de/geog/fachrichtungen/physgeog/umwelt/forschung/biorefine

http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3739.pdf


22





http://www.natural-attenuation.de/content.php?pageId=2033

http://www.umweltbundesamt.de/boden-und-altlasten/fbu/index.htm

www.diss.fu-berlin.de/diss/.../FUDISS.../Nestler_Dissertation.pdf...

http://www.refina-info.de

http://www.geo.fu-




http://www.natural-attenuation.de/content.php?pageId=2033

http://www.umweltbundesamt.de/boden-und-altlasten/fbu/index.htm

http://www.diss.fu-berlin.de/diss/.../FUDISS.../Nestler_Dissertation.pdf...

Documents

Bioverfügbarkeit von Schadstoffen Sind 16 PAK nach EPA ... · 1 Prof. Dr. Macholz Umweltprojekte GmbH Wenig berücksichtigt: Bioverfügbarkeit von Schadstoffen Sind 16 PAK nach EPA