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Pflanzen zur Kartierung und zum Pflanzen zur Kartierung und zum MonitoringMonitoringkontaminierter Standortekontaminierter Standorte

Olaf HolmOlaf Holm und Wolfgang und Wolfgang RotardRotard

TechnischeTechnische UniversitUniversitäätt Berlin, Berlin, FachgebietFachgebiet UmweltchemieUmweltchemie

08.10.2009 | 08.10.2009 | BioRefineBioRefine--WorkshopWorkshop | Berlin| Berlin

Pflanzen zur Kartierung und zum Monitoring kontaminierter Standorte | Olaf Holm and Wolfgang Rotard

Technische Universität Berlin

PhytoremediationPhytoremediation –– ProzesseProzesse

Kontamination inBoden

undGrundwasser

Schadstoffaufnahme

Phytoextraktion, Phytodegradation

Phytoexhalation

Rhizodegradation,Phytostabilisation

Raven et al. 2006Biologie der Pflanzen,verändert

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Pflanzenkartierung & Pflanzenkartierung & MonitoringMonitoring

Bestimmung der Schadstoffgehalte in Pflanzen zur Kartierung und zur Überwachung von kontaminierten Standorten

Vorteile:

• oberirdische Beprobung

• gering invasiv

• schnell

• kostengünstig

• Kampfmittel- und Leitungsfreigaben entfallen

• Anwendbarkeit in schwer zugänglichen Bereichen (z.B. Feuchtgebiete)



Schematischer Aufbau eines BaumstammsSchematischer Aufbau eines Baumstamms

Raven et al. 2006Biologie der Pflanzen,verändert

Xylem Ring

Rinde

Phloem RingTotholz

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ProbenahmeProbenahme

Probenahmeutensilien




Zuwachsbohrer

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Vermessung des Baums (GPS, Umfang)




Entfernen der Rinde

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eingedrehter Zuwachsbohrer




Zurechtschneiden des Bohrkerns

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Verschließen des Headspace-Vials




Wellnessprogramm mit künstlicher Rinde

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danach..



AnalyseAnalyse

www.labhut.de

Solid-Phase-Microextraction(SPME)

Probe

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PhytoscreeningPhytoscreening –– Krampnitz Aug/Sep 2007Krampnitz Aug/Sep 2007

• 220 Bäume: keine Nadelbäume; bevorzugte Arten;Hauptbaumgattungen Birke, Weide und Pappel

• Probenahme: Höhe 50 cm;Tiefe 5 cm ohne Phloem

• Konditionierung: 8h Ultraschallbad

• Messung: HS-SPME-GC/MS (26 Substanzen)

• Auswertung: semi-quantitative Skala (10 Stufen)1: nicht nachgewiesen2: unsicher3 – 10: ansteigende Gehalte



Ehemalige MilitEhemalige Militäärliegenschaft rliegenschaft –– KrampnitzKrampnitz

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PhytoscreeningPhytoscreening –– AnsatzpunkteAnsatzpunkte

Krampnitz Aug/Sep 2007



PhytoscreeningPhytoscreening –– ErgebnisseErgebnisse

Trichlorethen (TCE), Krampnitz Aug/Sep 2007

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PhytoscreeningPhytoscreening versusversus DirectDirect PushPush

Trichlorethen (TCE), Krampnitz Aug/Sep 2007



Fahnenabgrenzung im FeuchtgebietFahnenabgrenzung im Feuchtgebiet

Trichloroethene (TCE), Krampnitz Aug/Sep 2007

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PhytoscreeningPhytoscreening –– ZusammenfassungZusammenfassung

EignungEignung……

• nachgewiesen für unterschiedliche Baumarten und -größen

• nachgewiesen für TCE, cDCE und trans-DCEan einem weiteren Standort für 1,2-Dichlorethan

• eingeschränkt für BTEX, Chloromethane and Tetrachlorethen

• für andere Schadstoffe ????



PhytoscreeningPhytoscreening –– AnforderungenAnforderungen

StandortStandort……

• oberflächennahes Grundwasser

• Kontamination nahe der Oberfläche

• adäquate Vegetation

MethodeMethode……

• saisonale Beprobung

• Abgleich mit Standardmethoden

• geringe oder abschätzbare Schwankungen

(Jahreszeit, Wetter, Baumarten und -größen)

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ProbenahmetechnikProbenahmetechnik –– EvaluationEvaluation

• keine zwei gleichen Proben

• limitierte Anzahl an Proben

Untersuchte Einflussfaktoren Untersuchte Einflussfaktoren ……

• Tiefe

• Höhe

• Ausrichtung am Baum

• Baumkonsortien

• Wetterumschwung

• Tagesgang



ProbenahmetechnikProbenahmetechnik –– AusrichtungAusrichtung

Peakflächen aufgetragen gegen die Ausrichtung der Probenahme;exemplarisch für Trichlorethen (TCE)

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ProbenahmetechnikProbenahmetechnik –– WetterumschwungWetterumschwung

Wetterumschwung: Nass und kalt→ heiß und trockenexemplarisch für Trichlorethen (TCE)

1 2 3 4 5 6 7 8103

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105

106

107

108

K51 K45 K58

Pea

k A

rea

Day



Zusammenfassung und AussichtenZusammenfassung und Aussichten

BaumbeprobungBaumbeprobung……

• kein Abgleich zu Standardmethoden möglich

• Wetter ↔ Ausrichtung

• semi-quantitative Skala → Fahne

• Nachweis von Kontaminationen

AussichtenAussichten……

• Anwendung an Standorten, die mit anderen Substanzen kontaminiert sind

• Anwendung der Analysentechnik auf weitere Pflanzenarten (z.B. Schilf) und Früchte / Gemüse

• TASK, Leipzig

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Danke fDanke füür Ihre Aufmerksamkeit!r Ihre Aufmerksamkeit!

08.10.2009 | 08.10.2009 | BioRefineBioRefine--WorkshopWorkshop | Berlin| Berlin

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