Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen

Verkehrstechnik Heft V 167

ISSN 0943-9331ISBN 978-3-86509-800-9

Schadstoffgehaltevon Bankettmaterial

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167

von

Birgit Kocher

unter Mitwirkung von

Susanne BroseIngrid Siebertz

Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen

Schadstoffgehaltevon Bankettmaterial

Verkehrstechnik Heft V 167

Bundesweite Datenauswertung

Umschlag V167 08.06.1905, 9:12 Uhr2

Die Bundesanstalt für Straßenwesenveröffentlicht ihre Arbeits- und Forschungs-ergebnisse in der Schriftenreihe Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen. Die Reihebesteht aus folgenden Unterreihen:

A -AllgemeinesB -Brücken- und IngenieurbauF -FahrzeugtechnikM-Mensch und SicherheitS -StraßenbauV -Verkehrstechnik

Es wird darauf hingewiesen, dass die unterdem Namen der Verfasser veröffentlichtenBerichte nicht in jedem Fall die Ansicht desHerausgebers wiedergeben.

Nachdruck und photomechanische Wieder-gabe, auch auszugsweise, nur mit Genehmi-gung der Bundesanstalt für Straßenwesen,Stabsstelle Presse und Öffentlichkeitsarbeit.

Die Hefte der Schriftenreihe Berichte derBundesanstalt für Straßenwesen könnendirekt beim Wirtschaftsverlag NW,Verlag für neue Wissenschaft GmbH,Bgm.-Smidt-Str. 74-76,D-27568 Bremerhaven,Telefon: (04 71) 9 45 44 - 0, bezogen werden.

Über die Forschungsergebnisse und ihreVeröffentlichungen wird in Kurzform imInformationsdienst BASt-Info berichtet.Dieser Dienst wird kostenlos abgegeben;Interessenten wenden sich bitte an dieBundesanstalt für Straßenwesen,Stabsstelle Presse und Öffentlichkeitsarbeit.

Impressum

Bericht zum Forschungsprojekt 06636 des Arbeits-programms der Bundesanstalt für Straßenwesen:Schadstoffgehalte von Bankettmaterial– Bundesweite Datenauswertung

HerausgeberBundesanstalt für StraßenwesenBrüderstraße 53, D-51427 Bergisch GladbachTelefon: (0 22 04) 43 - 0Telefax: (0 22 04) 43 - 674

RedaktionStabsstelle Presse und Öffentlichkeitsarbeit

Druck und VerlagWirtschaftsverlag NWVerlag für neue Wissenschaft GmbHPostfach 10 11 10, D-27511 BremerhavenTelefon: (04 71) 9 45 44 - 0Telefax: (04 71) 9 45 44 77Email: vertrieb@nw-verlag.deInternet: www.nw-verlag.de

ISSN 0943-9331ISBN 978-3-86509-800-9

Bergisch Gladbach, März 2008

Kurzfassung – Abstract

Schadstoffgehalte von Bankettmaterial

Es wurde eine Datenauswertung von Schadstoffge-halten in Bankettmaterial an 840 Proben und 40Parametern durchgeführt. Bei getrennter Betrach-tung der Straßentypen zeigen sich Autobahnen alsdie am stärksten belasteten Straßen. Hier ist fürBlei, Cadmium, Kupfer und Zink sowohl bei denFeststoffgehalten als auch bei den Eluatgehaltenein deutlicher Unterschied zu den deutlich wenigerbelasteten Bundes-, Landes- und Kreisstraßen zusehen. Die Vorsorgewerte vieler Stoffe sind an Au-tobahnen deutlich häufiger überschritten. Bei denanderen Schwermetallen tritt dieser Unterschiednicht in Erscheinung. Die Feststoffgehalte der orga-nischen Schadstoffe PAK, MKW, PCB und EOXüberschreiten häufig die Vorsorgewerte.

Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass 95 % derEluatkonzentrationen von Blei, Zink und Cadmiumebenso wie von Chlorid, Sulfat, Cyanid, Arsen,Nickel, Chrom und Quecksilber die Geringfügig-keitsschwellen und Prüfwerte für Sickerwasser un-terschreiten. Bei Kupfer dagegen wird die Geringfü-gigkeitsschwelle auch bei niedrigen Verkehrsstär-ken oft überschritten, und bei den Autobahnen lie-gen mehr als 50 % der Messwerte oberhalb desZ0/Z0*-Wertes für die uneingeschränkte Verwer-tung von Bodenmaterial. Über 90 % der Kupfer-Eluatwerte unterschreiten jedoch den derzeit gülti-gen Prüfwert der Bodenschutzverordnung.

Auf Anregung des UBA wurden Säulenversuche mitfeldfrischem Bankettmaterial durchgeführt. Es istvorgesehen, diese Methode zukünftig zur Bewer-tung der löslichen Schadstoffanteile in Böden undmineralischen Abfällen anzuwenden. Die Versuchezeigten eine sehr starke Bindung der PAK und allerSchwermetalle außer Kupfer an das Bankettmate-rial. Die Geringfügigkeitsschwellen der LAWA wer-den von allen Stoffen außer Kupfer eingehalten.

Eine vergleichende Auswertung von Labor- undFelduntersuchungen zur Reinigungsleistung vonStraßenbankettböden und Entwässerungseinrich-tungen zeigte für MKW, PAK und alle Schwermetal-le sehr guten Rückhalt der eingetragenen Konzen-trationen und Frachten mit Wirkungsgraden von 70 bis 95 %. Kupfer erreichte in Sandböden nureinen Fracht-Wirkungsgrad von 50 %, die Konzen-

trationen im Sickerwasser überschritten jedochnicht die Prüfwerte der Bodenschutzverordnung.

Anhand dieser Informationen wurden problemati-sche Stoffe in Bankettmaterial identifiziert. Das sindKupfer, polychorierte Biphenyle (PCB) und extra-hierbare halogenierte Kohlenwasserstoffe (EOX).Die Recherche möglicher Ursachen ergab, dassder Abrieb von kupferhaltigen Bremsbelägen dieHauptquelle für hohe Kupfergehalte und wahr-scheinlich auch für die hohen eluierbaren Anteile imBankett ist. Er ist nach Angaben des UBA und derEU-Kommission auch eine Hauptquelle für Kupfer-emissionen insgesamt. Eine vergleichbar eindeuti-ge Quelle konnte für die hohen PCB- und EOX-Konzentrationen mancher Bankettproben nicht ge-funden werden.

Das belastete Material emittiert nicht, sondern bin-det weiterhin Schadstoffe. Die partikulären Stoffeim Straßenabfluss tragen zum Erhalt der Schad-stoffbindungsfähigkeit in den Banketten bei. Inso-fern steht einer weiteren Verwendung oder Verbleibim Bankett durch Umlagerung lediglich die umstrit-tene Einstufung als zu entsorgender Abfall entge-gen, nicht jedoch die Funktionsfähigkeit in Bezugauf die Reinigungsleistung.

Quellen und Rückhalthaltevermögen des Bankettsfür PCB und EOX sollten geprüft werden. Die Emis-sionen von Kupfer aus dem Straßenverkehr solltendeutlich gesenkt werden.

Pollutant content in roadside soil material

At the border of rural roads and highways dust andwear debris are deposited. They accumulate at thegrassy shoulder of the roads and often getabundantly covered with vegetation. In Germanythis built-up soil material is scraped off every five totwelve years to ensure the drainage of the roadsand maintain road safety. The resulting 2.3 milliontons of roadside soil material (Bankettmaterial)consist mainly of mineral particles, but also ofhumus, plant residues and contaminants.

Data concerning the pollutant content in roas sidesoil material, including 840 samples and 40parameters, were analysed. A separate analysis ofthe road types showed that motorways were the

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most highly stressed roads. They showed asignificant difference for lead, cadmium, copper andzinc in the eluate and solids content whencompared to the less traffic loaded federal, national,and regional roads. The precautionary values ofmany substances were significantly more oftenexceeded on motorways. Other heavy metals donot show this pattern. The solids content ofpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), mineral-oil-based hydrocarbons (MOH), polychlorinatedbiphenyls (PCB) and extractable, halogenatedhydrocarbons (EOX) often exceed theprecautionary values.

The results further showed that 95% of the eluateconcentrations of lead, zinc, cadmium chloride,sulphate, cyanide, arsenic, nickel, chromium andmercury were below the negligibility thresholds andthe test values for soil seepage water. However thenegligibility threshold for copper was oftenexceeded, even for low traffic loads. On motorways,more than 50% of the measured values were abovethe Z0/Z0* values for unrestricted use of soilmaterial. However, more than 90% of the coppereluate values were below the currently valid testvalue of the Soil Protection Ordinance.

Column tests with roadside soil material freshlyobtained from the field were performed. The testsshowed strong retention of PAH and all heavymetals except copper. The negligibility thresholds ofthe LAWA (German Working Group on water issuesof the Federal States and the Federal Government)were not exceeded by any material except copper.

A comparative evaluation of laboratory and fieldinvestigations concerning the cleaning effect ofroad shoulder soils and drainage devices showedthat concentrations and charges of MOH, PAH andheavy metals were very well retained. Efficienciesof 70 to 95% were achieved. The charge retentionefficiency for copper in sandy soils was only 50%,but the concentrations in the soil seepage water didnot exceed the test values of the Soil ProtectionOrdinance.

The results were used to identify critical substancesin the hard shoulder material. They include copper,PCB and EOX. An investigation of possible causesindicated the wear of brake liners containing copperas a main source for the high copper content andpossibly also for the high content of eluablecomponents in the hard shoulder. According toliterature, this also contributes a major share of theoverall copper emission. No obvious source of this

kind could be found for the high PCB and EOXconcentrations found in some samples. Thestressed material does not release the pollutants,but continues to bind them. The particular matter inthe road effluent contributes towards retaining theability of a hard shoulder covered with soil andgrass to bind pollutants. The only obstacle to thefurther use of roadside soil material or to itsretention in the hard shoulder is the disputedclassification as waste to be disposed of, whereastheir continued cleaning capacity seems to be anadvantage.

Sources of PCB and EOX and the retentioncapability of the hard shoulder for these substancesshould be investigated. The emissions of copperfrom road traffic should be significantly reduced.

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Inhalt

1 Einführung und Stand der Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Bankett und Banketterhaltung . . . . . . . 7

1.2 Stoffeintrag in Bankette . . . . . . . . . . . . 10

1.3 Gegenstand der Untersuchung . . . . . . 12

2 Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1 Datenquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.2 Vergleich mit Vorsorgewerten, Zuordnungswerten und Prüfwerten . . . 13

2.3 Säulenversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.1 Hintergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.3.2 Methodenbeschreibung . . . . . . . . . . . . 16

2.3.3 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.4 Methoden- und Standortbeschrei-bung der zitierten Untersuchungen zum Schadstoffrückhalt im Bankett . . . 19

3 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.1 Datenauswertung von Bankett-material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.1.1 Schwermetalle in Feststoff und Eluaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.1.2 Organische Schadstoffe . . . . . . . . . . . . 26

3.1.3 Weitere Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.1.4 Zuordnung der Ergebnisse zu Z-Werten für die Verwertung mineralischer Abfälle . . . . . . . . . . . . . . 30

3.2 Säulenversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.2.1 PAK in Feststoff und Eluat . . . . . . . . . . 33

3.2.2 Schwermetalle und anorganische Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.3 Rückhaltewirkung von Bankett-material und Straßenrandböden . . . . . . 37

4 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.1 Vergleichbarkeit der Unter-suchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.2 Mögliche Quellen auffälliger Stoffe im Bankettmaterial . . . . . . . . . . . 39

4.2.1 Kupfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.2.2 PAK, MKW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.2.3 PCB, EOX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.3 Empfehlungen zum Umgang mit Bankettmaterial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

4.4 Zukünftig zu beachtende Stoffe . . . . . . 47

5 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.1 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.2 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

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1 Einführung und Stand der Forschung

1.1 Bankett und Banketterhaltung

Bankette sind der „unmittelbar neben der Fahrbahnoder dem befestigten Seitenstreifen liegende Teilder Straße” (FGSV 2000a). Sie gehören wie auchdie Böschungen zum Erdkörper der Straße undsind zum Schutz gegen Erosion und zur Einbindungdes Bauwerkes in die Landschaft meistens miteiner Grasnarbe bedeckt. Sie erfüllen die bautech-nische Funktion, den beim Befahren der Straßeauftretenden seitlichen Druck aufzufangen unddamit die befestigten Teile des Straßenkörpers zustützen und das Oberflächenwasser abzuleiten. Siemüssen aus Sicherheitsgründen von Hindernissenfreigehalten werden, auch Verkehrszeichen,Schutzplanken und andere Teile der Straßenaus-stattung sind mit einem Sicherheitsabstand vombefestigten Teil der Straße aufzustellen.

Bild 1 zeigt die im Straßenbauregelwerk vorgege-benen Gefälle, die für die Funktionen des Bauwer-kes eingehalten werden müssen. Zur Sicherstel-lung der Entwässerung der Fahrbahn oder befes-tigter Verkehrsnebenflächen müssen Bankette (un-befestigte Seitenstreifen) eine Neigung zur Bö-schung hin aufweisen, dazu sind sie mit einer Quer-neigung von 12 % nach außen anzulegen. Sie sindetwa 3 cm tiefer an den Rand der befestigtenFlächen anzuschließen. Durch geeignete Maßnah-men ist dem Hochwachsen der Seitenstreifen ent-gegenzuwirken, z. B. durch Schälen der Bankette.Werden die Fahrbahn oder befestigte Verkehrsne-benflächen nicht über den Seitenstreifen entwäs-sert, erhält der Seitenstreifen eine Querneigungvon 6 % (FGSV 2005).

An Straßen mit freier Entwässerung über Bankettund Böschung wächst das Bankett im Lauf derJahre hoch. Ursache dafür ist der Eintrag von Stäu-ben, beispielsweise aus Abrieben von Reifen, Fahr-bahn und Fahrzeugen, die luftgetragen und mitdem Straßenabfluss in das Bankett gelangen. Aberauch gröbere Stoffe, z. B. aus Ladungsverlustenvon schlecht abgedeckten Lkw, tragen zum Hoch-wachsen der Bankette bei.

Hochgewachsene Bankette stellen ein Hindernisfür den Straßenabfluss dar, sodass die Gefahr vonAquaplaning steigt. Die längere oder gar dauerndeFeuchthaltung der Ränder der Straßendecke führtzu häufigeren Bauwerksschäden durch Verwitte-rung und Frostaufbrüche. Zur Erhöhung der Ver-kehrssicherheit und zur Erhaltung der Bauwerkewerden deshalb die Bankette reguliert, sodass dievorgegebenen Gefälleverhältnisse wieder herge-stellt werden. Dieses Bankettschälen oder Ban-kettfräsen erfolgt nach einer Umfrage bei den bun-desdeutschen Meistereien in Abständen von fünfbis zwölf Jahren (KOCHER/WIRTZ 2004, sieheauch Bilder 2 und 3). Bankettregulierungen wer-den fast ausschließlich an Außerortsstraßen mitfreier Entwässerung über das Bankett durchge-führt. Sie sind eine anerkannte und notwendigeMaßnahme zur Bauwerkserhaltung und zur Ver-kehrssicherung.

Aufgrund einer teilweise ungeklärten Rechtslagebestehen seit einigen Jahren große Unsicherhei-ten, wie mit Bankettmaterial umgegangen werdensoll. Das beim Fräsen oder Schälen früher häufigpraktizierte Verschieben oder Verblasen von Ban-kettmaterial in den Straßenseitenraum wird von vie-len Umweltbehörden sehr kritisch gesehen. Sie lei-ten aus der in einigen Bundesländern eingeführtenVollzugshilfe zu § 12 der Bodenschutzverordnungdie Forderung nach Einhaltung der Vorsorgewerteder Bodenschutzverordnung beim Einsatz des Ban-kettmaterials ab.

Bankettmaterial hält diese Vorsorgewerte oft nichtein, genügt dagegen aber häufig den Zuordnungs-werten der LAGA-Mitteilung 20 zur Verwertung mi-neralischer Abfälle für den offenen Einbau. DieseRegelung ist jedoch nicht in allen Bundesländerneingeführt, und Bankettmaterial fällt wegen seinesGehaltes an Humus und Pflanzenresten eigentlichnicht in ihren Geltungsbereich. Im Erdbau wird Ban-kettmaterial bisher wegen seiner als ungünstig an-gesehenen bautechnischen Eigenschaften ungernverwendet.

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Bild 1: Randausbildung von Straßen ohne Bord (VELSKE2002)

Dies führt dazu, dass weit mehr Bankettschälgutauf Deponien landet, als es aufgrund seines hohenmineralischen Anteils von meist über 90 % und auf-grund seiner vergleichsweise niedrigen Schadstoff-gehalte notwendig wäre.

Im Rahmen des Projektes „Entwicklung eines Ent-sorgungskonzeptes für Abfälle im Bereich vonStraßen- und Autobahnmeistereien” (BALD et al.2003) wurde ein Fragebogen zur Praxis der Entsor-gung von Abfällen aus der betrieblichen Straßenun-terhaltung an alle Straßen- und Autobahnmeiste-reien (SM/AM) verschickt. Der Rücklauf war mit fast90 % auswertbaren Antworten von 823 verschick-ten Fragebögen sehr hoch, sodass die Ergebnisseals repräsentativ gelten können. Im Rahmen desProjektes „Untersuchungen zur Abfallentsorgungan Bundesfernstraßen, Teil III” (WIRTZ et al. 2003)wurde daraus eine Datenbank aufgebaut, die alleErgebnisse des Fragebogens aus dem vorgenann-ten Projekt enthält. Die Fragen 26 bis 29 diesesFragebogens befassen sich mit Bankettschälgut.

Es wurden unter anderem Informationen zu Schäl-häufigkeit, Maßnahmen zur Reduzierung derSchälmenge, Prüfung auf Schadstoffe sowie zupraktizierten Entsorgungswegen und deren Kostenabgefragt. In den „Untersuchungen zur Abfallent-sorgung an Bundesfernstraßen, Teil: Bankettschäl-gut” (KOCHER/WIRTZ 2004) wurden die Ergebnis-se ausgewertet. Daraus werden hier einige Auszü-ge vorgestellt.

Die Meistereien haben jeweils Streckenabschnittebzw. ein Netz zwischen 30 bis 480 km Länge zu be-treuen. Darin nimmt bei den AM der Anteil vierstrei-figer Streckenabschnitte die Hauptlänge ein, beiSM sind es die zweistreifigen. Die zeitlichen Ab-stände der Schälungen an einem Standort liegenmeist zwischen 5 und 12 Jahren. Dabei wird an Au-tobahnen in etwas längeren Zeitabständen ge-schält als an Bundes- und Landesstraßen (Bild 3).Die Abschnitte werden üblicherweise nach Bedarf,also nach der Höhe des aufgewachsenen Banket-tes, ausgewählt. Dadurch ergibt sich, dass im Som-

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Bild 2: Wie wird Bankett geschält? Beispiele von oben links nach unten rechts: a) Schälen mit seitlichem Verschieben, b) Fräsenmit Aufnehmen, c) Fräsen mit Verblasen, d) Grabenräumen mit Aufnehmen

mer jeweils ein entsprechender Anteil des Straßen-netzes, für das eine Meisterei zuständig ist, regu-liert wird. Dieser lässt sich aus den Schälabständenmit etwa vier bis acht Prozent des Netzes schätzen.

Deswegen ist es auffällig, dass zum Befragungs-zeitpunkt viele der Meistereien keine Bankettschä-lungen durchführten (Bild 4). Das betrifft insbeson-dere die Autobahnmeistereien. Trotz der anerkann-ten Notwendigkeit, hochgewachsene Bankette ausGründen der Verkehrssicherheit und Bauwerkser-haltung zu regulieren, werden die Maßnahmen inden letzten Jahren sehr häufig zurückgestellt odervollständig ausgesetzt. Die Bemerkungen, die inden Fragebögen dazu abgegeben wurden, zeigen,dass die Gründe vor allem in Schwierigkeiten mitder Lagerung, Wiederverwendung oder Entsorgungdes Materials liegen (Rechtsfragen und Kosten-gründe).

Die Befragung aller Straßen- und Autobahnmeiste-reien zum Aufkommen und Verbleib von Bankett-material durch die BASt (KOCHER/WIRTZ 2004)

ergab, dass die Bankette häufig nicht reguliert wer-den, da unklar ist, was mit überschüssigem Ban-kettmaterial geschehen soll. Die Etats der Meiste-reien enthalten keine Mittel für die teilweise gefor-derte aufwändige Entsorgung. Aus den Antwortenauf die Frage zum Verbleib des Bankettmaterials inderselben Untersuchung ging hervor, dass zum Be-fragungszeitpunkt große Anteile des Materials imStraßenseitenraum belassen wurden, in Forst- undLandwirtschaft Verwendung fanden oder auf einfa-chen Erddeponien abgelagert werden konnten. Da-durch ergeben sich für das Jahr 2001 geschätzteEntsorgungskosten für die klassifizierten Straßenaller Bundesländer von ca. 5 Mio. € (Bild 5).

Das geschätzte jährliche Aufkommen von Bankett-material beträgt bundesweit für alle klassifiziertenStraßen etwa 2,3 Mio. Tonnen (Tabelle 1). Bis zurHälfte davon wird auf Deponien verbracht.

Die Forderung nach Einhaltung der Vorsorgewertedes Bodenschutzgesetzes auch bei technischenBauwerken verringert zunehmend den Anteil vonBankettmaterial, der im Straßenbauwerk verbleibt

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Bild 3: Zeitliche Abstände von Bankettschälungen der Auto-bahnmeistereien an Autobahnen und der Straßenmeis-tereien an Bundes- und Landesstraßen

Bild 4: Anteil der Meistereien, die keine Bankettschälungendurchführen, nach Meistereityp und Bundesländern(Stand Befragung 2001)

Bild 5: Änderung der geschätzten bundesweit anfallenden Ent-sorgungskosten für Bankettschälgut von klassifiziertenStraßen

Tab. 1: Streckenlängen und Verkehrsstärken der klassifiziertenStraßen (ELSNER 2007, DIW 2006) und geschätzteMengen von Bankettschälgut nach Straßenklassen(aus KOCHER/WIRTZ 2004 und KUKOSCHKE 1998)

Netz-länge

(km)

DTV

Kfz/24h

Lkw-Anteil

(%)

Bankett-material

(Mio. t/a)

Autobahnen 12 174 49 400 15,4 0,12

Bundesstraßen 40 969 9 340 8,2 0,41

Landesstraßen 87 278 3 789 8,8 0,87

Kreisstraßen 91 046 1 665 8,3 0,91

Summe 231 467 - - 2,31

oder direkt wieder eingesetzt wird. Änderungen imDeponierecht führten aber auch zu höheren Anfor-derungen bei der Deponierung, auch wenn das Ma-terial nur schwach belastet ist. Je nach Verfügbar-keit geeigneter Anlagen entstehen dadurch deutlichhöhere Entsorgungskosten und zum Teil unverhält-nismäßig weite Transportwege.

Zur Einschätzung der zukünftigen Kostenentwick-lung wurden in KOCHER/WIRTZ (2004) zwei Sze-narien erstellt, ein pragmatisches mit nur relativ ge-ringen Änderungen der Entsorgungswege (Szena-rio A) und eines, das eine strenge Interpretation derrechtlichen Vorgaben und dadurch große Verschie-bungen der Verwertungs- und Entsorgungswegeenthält (Szenario B). Danach ist mit einer Steige-rung der bundesweiten Kosten von ca. 5 Mio. € proJahr in 2001 auf 30 Mio. € pro Jahr (Szenario A) bisüber 80 Mio. € pro Jahr (Szenario B) zu rechnen(Bild 5). KUKOSCHKE (1998) berechnete für einvergleichbares Szenario Kosten von 115 Mio. € proJahr, dieser Betrag enthält noch zusätzlich Trans-portkosten von fast 50 %. Die Berücksichtigung derTransportkosten ist mit größeren Unsicherheitenbehaftet als die der Entsorgungskosten, da sichdurch Deponieschließungen auch deutlich weitereWege als 2001 ergeben können. Durch Verlänge-rung von Transportwegen können die in Bild 5 ge-schätzten Kosten auch noch deutlich höher ausfal-len.

1.2 Stoffeintrag in Bankette

Zu den Besonderheiten straßennaher Bödengehören kontinuierlicher Schadstoffeintrag durchluftgetragene Deposition und diskontinuierlicherEintrag durch Straßenabfluss und Spritzwasser.Dabei liefern die mit dem Straßenabfluss transpor-tierten Stoffe, in 1 m Entfernung vom befestigtenFahrbahnrand gemessen, meistens den höchstenAnteil am Stoffeintrag (Bild 6).

Durch den Straßenverkehr werden beträchtlicheStoffmengen freigesetzt, die zum größten Teil mitdem Straßenabflusswasser und als Staubnieder-schlag in den Straßenseitenraum transportiert wer-den. Zum überwiegenden Teil stammen diese Stof-fe vom Abrieb verschiedenener Komponenten imSystem Fahrzeug-Straße, das heißt von Reifen-,Bremsbelag-, Kupplungs- und Fahrbahnabrieb(MUSCHACK 1990, HILLENBRAND et al. 2005).Ein großer Anteil davon wird mit dem Straßenab-flusswasser und als Staubniederschlag in den

Straßenseitenraum transportiert. Dabei handelt essich vor allem um Schwermetalle sowie um schwerflüchtige und eher langsam biologisch abbaubareorganische Schadstoffe. Sie sind vorwiegend anPartikel gebunden, können aber auch teilweisegelöst vorliegen (XANTHOPOULOS 1990, MAKE-PEACE et al. 1995, KOCHER/WESSOLEK 2003).Die Abgase der Kfz dagegen liegen durch verbes-serte Motor- und Abgasreinigungstechnik vorwie-gend als Gase und feinverteilte Stäube vor, sodasssie weiter transportiert werden können. Sie werdenhier nicht betrachtet.

Auch eine Studie des UBA (HILLENBRAND et al.2005) zeigt, dass der Bereich Kraftfahrzeuge eineerhebliche Bedeutung bei den Emissionen und dif-fusen Einträgen von Kupfer, Zink und Blei in Ge-wässer und Böden hat. Als hauptsächliche straßen-verkehrsbedingte Quellen der drei Schwermetallewurden Emissionen aus Reifenabrieb mit 1.620 tZink/a, Bremsabrieb mit 930 t Kupfer/a, 61,5 t Blei/aund 309 t Zink/a und Emissionen aus Fahrbahn-abrieb mit 149 t Zink/a ermittelt. Die Autoren erwar-ten, dass die Bleiemissionen aus Bremsbelägenund in geringeren Mengen aus Reifenabrieb, Aus-wuchtgewichten und sonstigen fahrzeugspezifi-schen Quellen durch die EU-Altfahrzeugverord-nung sinken werden. Die Emissionen von Kupfer,die nach HILLENBRAND et al. überwiegend ausBremsbelägen stammen, und die von Zink, das vor-wiegend dem Reifenabrieb entstammt, werdennach Schätzungen der Autoren aber ansteigen.Das Verhältnis der aus dem Straßenverkehr freige-

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Bild 6: Anteile der Pfade am Stoffeintrag im Bankett an derBAB 7 nördlich von Hannover, Entfernung vom Fahr-bahnrand 1 m, Sommer 2000 (KOCHER/WESSOLEK2003)

setzten Mengen innerorts und außerorts wird aufetwa 1 zu 3 geschätzt. Als Hauptsenke aller dreiStoffe werden außerorts die Böden neben denStraßen gesehen. Den Autoren lagen allerdingskeine Daten zum Anteil der Straßen mit Hochbor-den und zu Einleitungen in Gewässer vor.

Straßenabflusswasser zeigt gegenüber Nieder-schlagswasser erhöhte Konzentrationen anSchwermetallen und verschiedenen organischenSchadstoffen. Die wichtigsten davon sind Pb, Zn,Cd, Cu, Ni, Cr, Taustoffe wie NaCl, CaCl2 und or-ganische Stoffe wie PAK, MKW, MTBE (LE-GRET/PAGOTTO 1999, MAKEPEACE et al. 1995,GOLWER 1999). Diese Stoffe werden durchStraßenabfluss, Spritzwasser und luftgetragenenTransport zum angrenzenden Bankett und auf dieBöschung transportiert. Der stark betroffene Be-reich umfasst ca. 1 m Entfernung von der Straße,da hier ein großer Anteil des Straßenabflusses ver-sickert (LECHNER/LUDWIG 1987, KOCHER/WESSOLEK 2003). Wenn der Straßenabfluss starkbefahrener Straßen dagegen gesammelt und inOberflächengewässer abgeleitet wird, kann das dieUrsache relevanter Gewässerbelastung sein.

Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dassdie Schadstoffkonzentrationen in straßennahen Bö-den von der Verkehrsstärke der Straße und von derEntfernung der Beprobungspunkte vom Straßen-rand abhängen. Daraus kann wegen der Verschie-denheit der lokalen Bedingungen und der Bankett-und Bodeneigenschaften aber kein allgemeiner Zu-sammenhang abgeleitet werden. Trotzdem nehmeni. d. R. die Gesamtkonzentrationen der Schadstoffemit zunehmender Entfernung bis zum Hintergrund-wert ab (HARRISON/JOHNSTON 1985, LAGER-WERFF/SPECHT 1970, WHEELER/ROLFE 1979,WIGINGTON et al. 1986, weitere in BOLLER et al.2005, DIERKES/GEIGER 1999, KOCHER/WESSO-LEK 2003, NADLER/MEIßNER 2004). Die Reich-weite der messbar erhöhten Konzentrationen inBöden ist dabei stark standort- und stoffabhängigund kann nach einer Literaturauswertung zwischen1 m und über 100 m liegen (KOCHER/PRINZ 1998).Die Reichweite der deutlich erhöhten Schadstoffein-träge ist mit der des Spritzwassers gleichzusetzenund lässt sich mit etwa fünf bis zehn Meter angeben(KOCHER/WESSOLEK 2003, KOCHER/TÄUMER/WESSOLEK 2003, GOLWER 1991, 1999).

Die Sorption von Schwermetallen an Bodenpartikelfindet schon im Straßenstaub und Sediment statt.Das ist das Ergebnis einer Untersuchung von Blei

und Chrom in Straßenstäuben und Sedimenten ausSickerschächten (MURAKAMI et al. 2006). GelbeMarkierungsfarben wurden in derselben Untersu-chung als Quellen für Blei und Chrom an stark be-fahrenen Straßen ermittelt. Eisenhaltige Materialien(bzw. rostfreier Stahl) sind zusätzliche Quellen fürChrom. Blei wird von den Autoren immer noch als „In-dikatorschadstoff” für verkehrsbedinge Belastung an-gesehen, obwohl in Japan seit 1977 kein verbleitesBenzin mehr verkauft wird. Es sind auch im straßen-nahen Staubniederschlag in Deutschland noch er-höhte Bleikonzentrationen zu finden (KOCHER2006). In dickeren Sedimentschichten aus Sicker-schächten (soaka way sediment) fanden MURAKAMIet al. (2006) viel höhere Metallgehalte als im Stra-ßenstaub oder als in dünnen Sedimentschichten.Dies sehen sie als Hinweis auf einen Rückhalt deruntersuchten Stoffe über die schon in den Sediment-schichten vorhandene Konzentration hinaus an.

Nur von relativ wenigen Standorten sind Messun-gen von Konzentrationen im Grundwasser (GRA-NATO et al. 1995; Mikkelsen et al. 1996; GOLWER1973, 1999) oder im Bodensickerwasser (REINIR-KENS 1996) veröffentlicht. Eine Zusammenstellungund Umweltbewertung der tatsächlich genutztenMöglichkeiten zur Versickerung von Straßenablauf-wasser wurden von LANGE (1996) anhand derAuswertung von Literaturdaten durchgeführt. Dortwird auch auf das hohe Infiltrationsvermögen deruntersuchten Bankette und Böschungen hingewie-sen, das dazu führt, dass Oberflächenabfluss nichtsehr häufig auftritt. Im ersten Meter vom versiegel-ten Fahrbahnrand können dementsprechend stän-dig hohe Bodenfeuchtegehalte und hohe Infiltrati-ons- und Perkolationsraten, die gelegentlich auchbis in größere Entfernung reichen, festgestellt wer-den (SPEERSCHNEIDER 1992, KOCHER/TÄU-MER/ WESSOLEK 2003).

Dies führt zur Verlagerung mobiler Stoffe wie Tau-salze. Gleichzeitig wird durch die Rückhaltewirkungder straßennahen Böden im Lauf der Nutzungs-dauer der Straßen ein großer Anteil der wenigermobilen eingetragenen Stoffe im Straßenseiten-raum akkumuliert. Das ist die Ursache für die er-höhten Schadstoffgehalte im Bankettmaterial. Bis-her sind jedoch keine Untersuchungen veröffent-licht worden, in denen der zurückgehaltene Anteilder eingetragenen Stoffe praxisrelevant beschrie-ben wird. Deshalb werden im vorliegenden BerichtDaten aus verschiedenen Untersuchungen inBezug auf den Wirkungsgrad des Schadstoffrück-haltes ausgewertet (siehe Kapitel 3.3).

11

1.3 Gegenstand der Untersuchung

Die Schadstoffgehalte aus dem Straßenverkehr inBankettmaterial sind in der Regel niedrig, über-schreiten aber an stark befahrenen Straßen häufigdie Vorsorgewerte der Bundesbodenschutzverord-nung (BBodSchV, BMU 1999). Durch eine unklareRechtslage sind Verwertung und Entsorgung vonBankettmaterial teilweise problematisch. Zudemwurden in letzter Zeit in einzelnen Bundesländernstark erhöhte Konzentrationen an Schadstoffenfestgestellt, die bisher nicht als straßenverkehrsre-levant galten, insbesondere polychlorierte Biphe-nyle (PCB).

Eine bestehende Datensammlung der BASt vonBankettmaterialproben aus mehreren Bundeslän-dern wird im vorliegenden Projekt durch aktuelleDaten aus den anderen Flächenländern ergänzt,mit älteren Literaturdaten verglichen und statistischausgewertet. Insbesondere werden Untersuchun-gen zu löslichen Anteilen der Stoffe einbezogen, dadiese für mögliche Umweltschäden durch Trans-port der Schadstoffe und für die Bewertung vonMöglichkeiten zur Verwertung des Bankettmateri-als besonders relevant sind. Es wird ermittelt, obdie neu festgestellten Schadstoffe tatsächlichflächenhaft auftreten und durch den Straßenver-kehr bedingt sind. Ergebnisse einer bundesweitenBefragung aller Straßen- und Autobahnmeisterei-en, die 2001 im Rahmen eines externen FE-Pro-jektes durchgeführt wurde, werden ebenfalls ein-bezogen. Die Auswertung der breiten Datengrund-lage ist insbesondere für die in Arbeit befindlicheRichtlinie zum Umgang mit Bankettmaterial vonBedeutung, aber auch für die Überarbeitung vonRegelwerken zur Straßenentwässerung, beispiels-weise der „Richtlinien zur Anlage von Straßen, TeilEntwässerung” (RAS Ew, FGSV 2005) und der„Richtlinien für Straßen in Wasserschutzgebieten”(RiStWag, FGSV 2002b).

Ergebnisse einer bundesweiten Datenauswertungvon Bankettproben vermitteln eine Übersicht zurSchadstoffsituation. Es werden Stoffe identifiziert,die häufig zu Überschreitungen der bisherigen Zu-ordnungswerte führen. Anhand der Zuordnung vonStraßenklassen und Verkehrsstärken zu diesenProben werden Empfehlungen für einen differen-zierten Umgang mit dem Material gegeben.

2 Methoden

2.1 Datenquellen

Auf der Basis unveröffentlichter Messdaten derBundesländer von Bankettschälungen wurde eineDatenbank aufgebaut. Die darin enthaltenen 840Proben wurden in den letzten Jahren im Rahmenvon Bankettregulierungsmaßnahmen in Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersach-sen, Sachsen-Anhalt, Nordrhein-Westfalen, Rhein-land-Pfalz, Hessen und Baden-Württemberg ent-nommen. Die Daten werden in den Ländern meistnicht zentral erfasst und sind deswegen schwer zu-gänglich. Die in der Datenbank vertretenen Bun-desländer und Standorte decken die in Deutsch-land verbreiteten Bedingungen hinsichtlich der Ver-kehrsstärken, der Besiedlungsdichte und der zu er-wartenden Böden bzw. Bodenmaterialien gut ab.

Die Feststoffgehalte der Schwermetalle wurden ausdem Königswasseraufschluss bestimmt, wie esnach LAGA und u. a. für die Vorsorgewerte in derBodenschutzverordnung vorgesehen ist. Die Eluat-gehalte wurden aus dem Eluat mit Wasser nachDIN 38414 – 4 (10/1984) bestimmt. Dieses Verfah-ren ist in den LAGA-Mitteilungen vorgesehen undebenfalls in der Bodenschutzverordnung zur Ab-schätzung der Sickerwasserkonzentrationen. Vonden untersuchten organischen Schadstoffen liegennur Feststoffwerte vor. Für PAK wurden meist dasMerkblatt LUA NRW Nr. 1 und DIN ISO 13877(beide in der Bodenschutzverordnung genannt) an-gewandt und von einem Labor eine Methode in An-lehnung an EPA 8100. Die Arbeiten werden jeweilsan akkreditierte Labors vergeben.

Für die statistische Gesamtauswertung der Ban-kettdaten wurde für die Werte unterhalb der Be-stimmungsgrenze deren halber Wert eingesetzt.Generell lagen die von den Labors angegebenenBestimmungsgrenzen deutlich unter den jeweiligenVorsorge- oder Zuordnungswerten, mit der Aus-nahme von MKW. Hier liegt bei manchen Untersu-chungen die Bestimmungsgrenze bei 50 oder 100mg/kg und der Zuordnungswert Z0 bei ebenfalls100 mg/kg. Hier sind auch Methodenunterschiedehäufig. Es werden auch nicht immer die Kettenlän-gen C10-C40 analysiert, jedoch wurden die Ergeb-nisse mit anderen Kettenlängen bei der Schluss-auswertung nicht berücksichtigt.

Mittelwert und Standardabweichung sind verbreite-te Maße zur Beschreibung einer Datengruppe.

12

Schadstoffgehalte in Umweltmedien sind meistensnicht normal verteilt, sondern ihre Verteilungen sindlinksschief, mit sehr vielen kleinen Werten und we-nigen hohen Werten. Sie weisen häufig eine Nor-malverteilung der logarithmierten Werte auf (Log-Normalverteilung). Arbeiten, die große Mengen vonSchadstoffmessungen in Böden verarbeitet haben,sind ebenfalls zu diesem Ergebnis gekommen, bei-spielsweise die Untersuchung der Länderarbeitsge-meinschaft Boden zur Ableitung von Boden-Hinter-grundwerten (LABO 1995).

Daher werden hier zur Einschätzung der Abwei-chungen weitere Größen ermittelt, die die Vertei-lung der Daten besser beschreiben. Das Minimumist der kleinste vorkommende Wert, entsprechenddas Maximum der größte. 10- und 90-Perzentilsowie der Median (= 50-Perzentil) geben jeweilsan, unterhalb von welchem Zahlenwert 10 %, 90 %bzw. 50 % der Werte liegen. Diese Größen sindnicht so anfällig gegen einzelne sehr hohe odersehr niedrige Werte wie Mittelwert und Standardab-weichung und geben deshalb einen robusteren Ein-druck von der Verteilung der Beobachtungen.

2.2 Vergleich mit Vorsorgewerten, Zu-ordnungswerten und Prüfwerten

Die Tabelle 2 enthält eine beispielhafte Zusam-menstellung von Hintergrundwerten und die Vor-sorgewerte der Bodenschutzverordnung. Als „Hin-tergrundwerte I” sind Werte der LABO (2004) an-gegeben. Sie wurden für Grünland auf Oberbodenaus Sand, Geschiebemergel, Löss und perigla-ziären Deckschichten über Carbonatgestein zu-sammengestellt. Es handelt sich um das 50-Per-zentil. Die Werte für periglaziäre Deckschichten

über Tongesteinen und basischen Magmatiten lie-gen teilweise deutlich höher. Die „Hintergrundwer-te II” sind Ergebnisse aus einer Literaturauswer-tung (KOCHER/PRINZ 1998). Sie wurden aus imFreiland gemessenen Schadstoff-Querprofilen anStraßen abgeleitet, die Entfernungsbereiche von 0-25 m bis zu 0-260 m vom Fahrbahnrand umfas-sen. Dabei wurde jeweils der niedrigste gemesse-ne Wert des Querprofiles verwendet und aus die-sen für alle Querprofile der Mittelwert berechnet.Es wurden zwischen 30 (Quecksilber) und 120(Blei) Querprofile je Element ausgewertet. Sieberücksichtigen damit auch ggf. siedlungsbedingterhöhte Hintergrundgehalte, die nicht direktstraßenverkehrsbedingt sind. Sie liegen im mittle-ren Bereich der von der LABO für Grünland ermit-telten Hintergrundwerte.

Eine umfangreichere Zusammenstellung enthaltendie Tabellen 3 und 4. Dort sind zum Vergleich auchPrüfwerte der Bodenschutzverordnung aufgeführt.Diese dienen für die jeweilige Nutzung zur Abgren-zung, ob der Verdacht einer schädlichen Bodenver-änderung ausgeräumt werden kann oder ob eineeingehendere Prüfung stattfinden muss.

Ebenso sind Zuordnungswerte für die Verwertungvon Bodenmaterial nach den „Technischen RegelnBoden” der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall(LAGA; 2004 a) einbezogen. Diese Werte sind in ei-nigen Bundesländern eingeführt. Weitere Zuord-nungswerte wurden von der LAGA im Eckpunkte-papier für die geplante Verordnung des Bundes zurVerwertung von Bodenmaterial in bodenähnlichenAnwendungen und Überarbeitung der Bundesbo-denschutzverordnung vorgeschlagen (LAGA2004b) und wurden hier aufgrund der Diskussionenum die geplante Verwertungsverordnung aufge-nommen.

13

Tab. 2: Feststoffgehalte im Boden: Hintergrundwerte I (LABO 2004), Hintergrundwerte II (KOCHER/PRINZ 1998) und Vorsorge-werte der Bodenschutzverordnung

BBodSchV

Stoff Dimension Hinter-

grundwerte I

Hintergrund-

werte II

Vorsorgewert

Sand

Vorsorgewert

Schluff

Vorsorgewert

Ton

Blei mg/kg TS 16 – 42 30 40 70 100

Cadmium mg/kg TS 0.15 – 0.40 0.27 0.4 1 1.5

Chrom (gesamt) mg/kg TS 7 – 33 18.3 30 60 100

Kupfer mg/kg TS 4.9 – 21 11.7 20 40 60

Nickel mg/kg TS 1.3 – 29 14.7 15 50 70

Quecksilber mg/kg TS < 0.08 0.06 0.1 0.5 1

Zink mg/kg TS 19 – 85 47 60 150 200

14

Tab. 3: Bezugswerte für anorganische Schadstoffe im Bodenfeststoff aus Bodenschutzverordnung, LAGA-Mitteilung 20 TechnischeRegeln Boden Stand: 31.08.2004, Eckpunktepapier Boden (LAGA 2004b). Die Zahlenwerte Z0 und Z0* darin sind identischmit LAGA Technische Regeln Boden 2004)

Erläuterungen zu Tabelle 3 bei Tabelle 4

BBodSchVEP Boden LAGA

31.08.2004

LAGA TRBoden 2004

Stoff Dimension Vorsorge-

wert

Sand

Vorsorge-

wert

Schluff

Vorsorge-

wert

Ton

Vorsorge-

wert

<= 8 %

Humus

Vorsorge-

wert

> 8 %

Humus

Prüfwert

Park- und

Freizeit-

anlagen

Prüfwert

Industrie-

und

Gewerbe-

flächen

Maßnah-

menwert

Grünland

Z0

(Sand)

Z0

(Lehm/

Schluff)

Z0

(Ton)

Z0*1) Z1 Z2

Arsen mg/kg TS – – – – – 125 140 50 10 15 20 15 2) 45 150

Blei mg/kg TS 40 70 100 – – 1.000 2.000 1.200 40 70 100 140 210 700

Cadmium mg/kg TS 0.4 1 1.5 – – 50 60 20 0.4 1 1.5 1 3) 3 10

Chrom (gesamt) mg/kg TS 30 60 100 – – 1.000 1.000 – 30 60 100 120 180 600

Kupfer mg/kg TS 20 40 60 – – – –1.300

(200)20 40 60 80 120 400

Nickel mg/kg TS 15 50 70 – – 350 900 1.900 15 50 70 100 150 500

Thallium mg/kg TS – – – – – – – 15 0.4 0.7 1 0.7 4) 2.1 7

Quecksilber mg/kg TS 0.1 0.5 1 – – 50 80 2 0.1 0.5 1 1 1.5 5

Zink mg/kg TS 60 150 200 – – – – – 60 150 200 300 450 1.500

Cyanide, gesamt mg/kg TS – – – – – 50 100 – 3 10

Tab. 4: Bezugswerte für organische Schadstoffe im Bodenfeststoff aus Bodenschutzverordnung, LAGA-Mitteilung 20 TechnischeRegeln Boden, Stand: 31.08.2004, Eckpunktepapier Boden (LAGA 2004b). Die Zahlenwerte Z0 und Z0* darin sind identischmit LAGA Technische Regeln Boden 2004

BBodSchVEP Boden LAGA

31.08.2004

LAGA TRBoden 2004

Stoff Dimension Vorsorge-

wert

Sand

Vorsorge-

wert

Schluff

Vorsorge-

wert

Ton

Vorsorge-

wert

<= 8 %

Humus

Vorsorge-

wert

> 8 %

Humus

Prüfwert

Park-

und Frei-

zeitanla-

gen

Prüfwert

Industrie-

und

Gewer-

beflächen

Maßnah-

menwert

Grünland

Z0

(Sand)

Z0

(Lehm/

Schluff)

Z0

(Ton)

Z0*1) Z1 Z2

TOC (Masse-%) – – – – – – – –0.5

(1.0)5)0.5

(1.0)5)0.5

(1.0)5)0.5

(1.0)5) 1.5 5

EOX mg/kg TS – – – – – – – – 1 1 1 16) 31) 10

Kohlenwasser-

stoffemg/kg TS – – – – – – – – 100 100 100

200

(400)7)300

(600)

1.000

(2.000)

BTX mg/kg TS – – – – – – – – 1 1 1 1 1 1

LHKW mg/kg TS – – – – – – – – 1 1 1 1 1 1

PCB6 mg/kg TS – – – 0.05 0.1 2 40 0.2 0.05 0.05 0.05 0.1 0.15 0.5

PAK16 mg/kg TS – – – 3 10 – – – 3 3 3 3 3 (9)3) 30

Benzo(a)pyren mg/kg TS – – – 0.3 1 – – – 0.3 0.3 0.3 0.6 0.9 3

Erläuterungen zu Tabellen 3 und 4: 1) maximale Feststoffgehalte für die Verfüllung von Abgrabungen unter Einhaltung bestimmter Randbedingungen (siehe „Ausnahmen von der Regel” für die Verfül-

lung von Abgrabungen in Nr. II.1.2.3.2 in LAGA 2004 b) 2) Der Wert 15 mg/kg gilt für Bodenmaterial der Bodenarten Sand und Lehm/Schluff. Für Bodenmaterial der Bodenart Ton gilt der Wert 20 mg/kg 3) Der Wert 1 mg/kg gilt für Bodenmaterial der Bodenarten Sand und Lehm/Schluff. Für Bodenmaterial der Bodenart Ton gilt der Wert 1,5 mg/kg 4) Der Wert 0,7 mg/kg gilt für Bodenmaterial der Bodenarten Sand und Lehm/Schluff. Für Bodenmaterial der Bodenart Ton gilt der Wert 1,0 mg/kg 5) Bei einem C:N-Verhältnis > 25 beträgt der Zuordnungswert 1-Masse-%. 6) Bei Überschreitung ist die Ursache zu prüfen. 7) Die angegebenen Zuordnungswerte gelten für Kohlenwasserstoffverbindungen mit einer Kettenlänge von C10 bis C22. Der Gesamtgehalt, bestimmt nach E DIN

EN 14039 (C10 bis C40), darf insgesamt den in Klammern genannten Wert nicht überschreiten

Tabelle 5 enthält Hintergrundwerte von Boden-sickerwasser aus Lysimetern und Grundwasser,Geringfügigkeitsschwellenwerte, Prüfwerte fürSickerwasser und die im Eckpunktepapier (LAGA2004b) vorgesehenen Z0/Z0*-Werte für Bodenma-terial zur Verwertung. Die Geringfügigkeitsschwel-lenwerte (GFS) für Grundwasser wurden von derLänderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) abge-leitet und zur Anwendung empfohlen (LAWA 2004).Sie stellen die umweltfachliche Grundlage zur Ab-grenzung erheblicher von geringfügig erhöhtenStoffkonzentrationen im Grundwasser dar. Es istgeplant, die GFS bei der vorgesehenen Überarbei-tung der Bodenschutzverordnung als Prüfwertefestzusetzen. Dadurch ergibt sich für die meistenStoffe eine Verschärfung bisher bestehender Anfor-derungen.

2.3 Säulenversuche

2.3.1 Hintergrund

Zur Unterstützung der Datenlage zur Ausgestaltungder Bundesverwertungsverordnung und Boden-schutzverordnung wurden zusätzlich zur Datenaus-wertung in Zusammenarbeit mit der Bundesanstaltfür Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannoverund der Universität Tübingen, Institut für Ange-wandte Geowissenschaften, Säulenversuchedurchgeführt. Auf der Basis einer neuen, aus einemumfangreichen BMBF-Verbundvorhaben abgeleite-ten Methode wurde das Elutionsverhalten von feld-frischem Bankettschälgut untersucht. Die Entste-hung und Bedeutung dieser Methode sollen kurzbeleuchtet werden.

Aus verschiedenen Rechtsbereichen werden An-forderungen an Böden und Material gestellt, dasdie durchwurzelbare Bodenzone bildet oder zurHerstellung einer durchwurzelbaren Bodenzoneeingesetzt werden soll. Diese Anforderungen be-treffen nicht nur Feststoffgehalte verschiedener

15

Tab. 5: Hintergrundwerte Bodensickerwasser aus Lysimetern und Grundwasser, Geringfügigkeitsschwellenwerte, Prüfwerte fürSickerwasser und Z0/Z0*-Werte für Bodenmaterial zur Verwertung

Parameter Einheit Hintergrundwerte ausLysimetern 1) 95-Per-

zentil/Median

HintergrundwerteGrundwasser2), 3)

GFS LAWA Prüfwert Sicker-wasser

BBodSchV

Z0/Z0*-Wert Eck-punktepapierBoden LAGA

2004

pH-Wert – 8,9/7,3 – – – 6,5 – 9,5

El. Leitfähigkeit µS/cm 1.500/680 – – – 250

Chlorid mg/L – 2,5 – 50 (6.000) 2) 250 – 30

Sulfat mg/L – 3,5 – 100 (1.000) 2) 240 – 20

Cyanid µg/L – – 5 (50)* 50/10 ** 5

Arsen µg/L 7,4/0,72 5 10 10 14

Blei µg/L 6/0,28 5 7 25 40

Cadmium µg/L 0,96/0,14 0,5 0,5 5 1,5

Chrom (gesamt) µg/L 26/4,6 2,5 7 (Cr III) 50 12,5

Kupfer µg/L 34/4,0 10 14 50 20

Nickel µg/L 170/8,9 10 14 50 15

Quecksilber µg/L < 0,14 0,1 0,2 1 < 0,5

Zink µg/L 290/19 200 58 500 150

15 PAK µg/L - - 0,20 0,20 -

Quellen: 1) BIELERT/HEINRICHS/BECKER (1999)2) HÖLTING (1991)3) GFS-Konzept LAWA (2004)

* 50 µg/L, wenn kein freies Cyanid vorliegt

** 10 µg/L für leicht freisetzbares Cyanid

Schadstoffe, sondern auch Konzentrationen imversickernden Bodenwasser bzw. Grundwasser.Im Bodenschutzrecht sind das die Prüfwerte fürSickerwasser in der Bodenschutzverordnung(BMU 1999) und im Wasserhaushaltsrecht die vonder Länderarbeitsgemeinschaft Wasser empfohle-nen Geringfügigkeitsschwellen (GFS) für Grund-wasser (LAWA 2004).

Um die schwierige und aufwändige direkte Bepro-bung der Bodenlösung zu vermeiden, wird durchverschiedene Verfahren versucht, die Bodenlösungbzw. Grundwasser im Labor aus Bodenprobennachzubilden. An diesen Lösungen/Eluaten werdendann die Schadstoffkonzentrationen bestimmt. Diebisher angewandten Verfahren sind die Elution mit10 Teilen Wasser („S4-Eluat”, DIN 38414-S4) undder Bodensättigungsextrakt („BSE”, BMU 1999).Das Problem dieser Verfahren ist, dass durch „na-turferne” Aufbereitung der Proben unerwünschteEffekte auftreten. Ein Beispiel dafür ist die Freiset-zung organischer Substanz, die auch Schadstoffemobilisieren kann, die vorher im Boden gebundenwaren. Da Bodenproben ein sehr breites Spektrumphysikalisch-/chemischer Eigenschaften aufwei-sen, sind manche Versuchsschritte schlecht repro-duzierbar, beispielsweise die Zugabe von Wasser„bis zur Fließgrenze”. Insgesamt führt dies zu un-genügend reproduzierbaren und ungenauen Er-gebnissen.

Eine der Aufgaben des BMBF-Verbundvorhabens„Sickerwasserprognose” (BMBF 2001) war die Ent-wicklung eines neuen Verfahrens, das diese Nach-teile vermeidet. Es soll den Test verschiedenerWasser-/Feststoffverhältnisse ermöglichen, ohneZerkleinerung der Proben auskommen und wennmöglich Filtrationsschritte vermeiden.

Das Ergebnis der zusammenfassenden Auswer-tung des Verbundvorhabens durch den For-schungsbeirat und das LANUV NRW sind Metho-den zur Durchführung von Säulenversuchen undein Schütteltest. Für beides liegen inzwischen Normentwürfe vor (E DIN 19528/-29, Juli 2007). Sieenthalten Anleitungen für

1. einen Säulenversuch von ca. 2 Tagen Dauer fürdie „grundlegende Charakterisierung” des Pro-benmaterials (rechnerische Kontaktzeit Perko-lat/Probe ca. 5 Stunden, Perkolation bis zumWasser-Feststoff-Verhältnis (W/F) 4:1, Entnah-me mehrerer Proben bei verschiedenen W/F-Verhältnissen),

2. einen Säulenschnelltest für eine Übereinstim-mungsuntersuchung (wie 1., das Eluat wird bisW/F 2 in einem Gefäß gesammelt und dannanalysiert),

3. einen Schütteltest von 24 h Dauer mit 2-L-Was-ser/kg-Probe (W/F 2:1) für die „Übereinstim-mungsuntersuchung” des Materials.

Versuche 1 und 2 sind für die Bestimmung organi-scher und anorganischer Stoffe im Eluat geeignet,Versuch 3 nur für die Bestimmung anorganischerStoffe.

2.3.2 Methodenbeschreibung

2.3.2.1 Mischprobenherstellung

Die Einzelproben wurden aus 8 Spateneinstichenvon 12 cm Tiefe, in 50 cm Entfernung vom Fahr-bahnrand, jeweils im 5-m-Abstand entnommen. Eswurde jeweils alle 5 Meter parallel zur Straße 12-15cm tief in 50 cm Entfernung vom Fahrbahnrand einQuader ausgestochen. Dieser wurde geviertelt, undaus den gegenüberliegenden Ecken je ca. 200-300Gramm von 0 bis 10 cm Tiefe abgetrennt. Alle 16Stücke je Probe wurden in einer großen Schale auslebensmittelechtem Kunststoff vereinigt, von Handleicht zerkleinert, lange Grashalme und Wurzelnentfernt, die Teilproben gut durchmischt und alsMischprobe in einen 6-L-Gefrierbeutel gefüllt. Diewenigen Steine > 32 mm wurden von Hand ausge-lesen.

2.3.2.2 Versuchsdurchführung

Bei einem Säulenversuch wird das zu untersuchen-de Substrat in eine Glassäule gefüllt. Die Übergän-ge zu den Schraubverschlüssen werden mit Quarz-sand aufgefüllt. Doppelt destilliertes Reinstwasserwird aus dem Vorratsgefäß mittels einer Peristal-tikpumpe mit konstanter Förderrate durch die senk-recht stehende Säule gepumpt. Sie wird dabeiunter vollständig wassergesättigten Bedingungenin der Regel von unten nach oben durchströmt.

Zur Bestimmung des Wasser-/Feststoffverhältnis-ses ist es wichtig, das genaue Volumen sowie denWassergehalt des eingefüllten Substrates zu ken-nen. Für die Analyse des Eluates sind folgendeWasser-/Feststoffverhältnisse zur Probenentnahmefestgelegt:

Eluat-1 0-0,25 l/kg TS,

Eluat-2 0,25-050 l/kg TS,

16

Eluat-3 0,50-1,00 l/kg TS,

Eluat-4 1,00-2,00 l/kg TS,

Eluat-5 2,00-3,00 l/kg TS.

A.) Versuchsvorbereitung

Glassäulen waschen, mit HNO3 und Aceton kondi-tionieren und trocknen. Auf der Flasche mit Edding-Stift eine Strecke von 25 cm kennzeichnen. Zur Ab-dichtung das Gewinde an beiden Öffnungen derSäule mit Teflonband umwickeln. An der Unterseiteder Säule einen Schraubverschluss (mit Bohrungund Septum versehen) bis zum Anschlag aufdre-hen. Säule in ein Stativ einspannen, ca. 2 cm Glas-wolle einfüllen und andrücken. Darauf Quarzsand(Baumarkt, ca. 1-3 mm, mehrmals mit dest. Wassergewaschen) bis zur unteren Markierung der Mess-strecke einfüllen und verdichten.

Da das Prüfgut im feldfeuchten Zustand eingewo-gen wird, muss der Wassergehalt bestimmt und imMessprotokoll notiert werden.

Zur Feststellung des Tara-Gewichtes wird die Säulenun gewogen. Anschließend wird das Prüfgut biszur oberen Markierung eingefüllt. Dabei muss dasMaterial alle 3-5 cm durch Klopfen bzw. Rütteln ver-dichtet werden. Nach Erreichen der oberen Markie-rung wird die Säule wieder gewogen und das Net-togewicht im Messprotokoll notiert.

Nach der Wägung wird Quarzsand bis ca. 2 cmunter den oberen Rand eingefüllt, der Rest wird mitGlaswolle verfüllt. Eine Schraubkappe mit Bohrungund Septum verschließt die Säule.

Die mit Probenbezeichnung bzw. Labornummer be-schriftete Glassäule wird nun an den Stativklem-men befestigt. Mit der Spitze einer Laborspritzewird ein kleines Loch in jedes Septum gestochen,damit sich das V2A-Rohr leichter in das Septumeinstechen lässt. Das Rohr an der Säulenuntersei-te wird mit dem Schlauch der Peristaltikpumpe ver-bunden, da das Wasser die Säule von unten nachoben durchströmen muss. Das V2A-Rohr an derOberseite der Säule leitet das Eluat in eine Vorrats-flasche.

Bei der Probenentnahme für die organische Analy-tik besteht die Probenflasche aus Braunglas. Siewird mit einer Schaubkappe (mit Bohrung und Sep-tum) verschlossen, das V2A-Rohr wird durch dasSeptum hindurchgestochen. Dabei ist auf eine aus-reichende Entlüftung des Gefäßes zu achten.

B.) Versuchsablauf

Vor Versuchsbeginn müssen die Säulen gleich-mäßig aufgesättigt werden. Bei einer Durchflussra-te von ca. 18 ml/Minute wird Reinstwasser vonunten nach oben durch die Säule gedrückt. Dabeiist auf eine ausreichende Entlüftung am oberenEnde der Säule zu achten. Wenn nach 90 Minutenalle Säulen gleichmäßig durchfeuchtet wordensind, kann die Messung beginnen. Jeder Versuchs-durchlauf dauert insgesamt 90 Stunden (Montagbis Freitag).

Die Durchflussmenge wird an der Peristaltikpumpeauf 0,33 ml/Minute eingestellt. Die erste Probenent-nahme erfolgt nach genau 6 Stunden, dann hat sicheine Eluatmenge von 110-120 ml angesammelt.Der zweite Flaschenwechsel erfolgt nach weiteren12 Stunden am nächsten Morgen um 8 Uhr (ca.240-250 ml), jeder weitere Wechsel nach jeweils 24Stunden (ca. 500 ml). (...)

Falls sich die Länge der Versuchsstrecke von nor-malerweise 25 cm durch Schrumpfung oder Quel-lung des Versuchsgutes ändert, muss die aktuelleLänge bei Versuchsende in das Messprotokoll ein-getragen werden.

C.) Analytik

Von jeder Eluatprobe werden sofort nach Endeeiner Messreihe der pH-Wert und die elektrischeLeitfähigkeit bestimmt. Danach muss das Eluat ge-filtert werden, da sich in den meisten FällenSchwebstoffe gelöst haben und die Probe verunrei-nigen. Dazu wird das Eluat mit einer Hebelspritzedurch einen Filter (0,45 µm) gedrückt. Danach kön-nen Anionen und Kationen sowie Schwermetalle imDOC, ICP-OES sowie ICP-MS gemessen werden.

(Abschnitte A – C: BGR 2007)

Zur Bestimmung organischer Schadstoffe, wie z. B.PAK, wird das ungefilterte Eluat des Säulenver-suchs zentrifugiert und dann extrahiert und analy-siert.

2.3.3 Probenahme

Es wurden an zehn Straßenstandorten Proben vonBankettmaterial entnommen (siehe Tabelle 6). JeStandort wurde eine Mischprobe aus acht Einzel-proben hergestellt. Die jeweils ca. vier kg Proben-material < 32 mm wurden am selben Tag feldfrischund ungesiebt der BGR übergeben, dort in den un-

17

verschlossenen Tüten gekühlt aufbewahrt und in-nerhalb weniger Tage eluiert. (Bild 7a, b).

Die Randbedingungen der Säulenversuche (zuläs-sige Säulendimensionen, Einbaumächtigkeiten,Aufsättigung, Kontaktzeiten und Probenahmezeit-punkte) wurden so gewählt, wie sie bei den Unter-suchungen für die Modellberechnungen desLANUV festgesetzt wurden (BGR 2007). Dies ent-spricht weitgehend dem Vorgehen, wie es im Ent-wurf der inzwischen vorliegenden DIN 19528 be-schrieben ist, und ist im Kapitel 2.3.2.2 zusammen-gefasst.

Tabelle 6 zeigt die Probenahmestandorte und ihrewichtigsten Eigenschaften. Die Proben wurden zumgroßen Teil an Standorten entnommen, deren Vor-geschichte und Belastungssituation aus vorherigenUntersuchungen bekannt sind. Die Standorte derProben 2 bis 5, 7, 9 und 10 sind in KOCHER/WES-SOLEK (2003) beschrieben, der Standort derProbe 1 in KOCHER (2006). Bei den Standorten 2-5, 7, 9 und 10 handelt es sich um Sandböden. AmStandort 1 ist die Böschung stark umgelagert undhoch verdichtet, es wurde viel Fremdmaterial imBankett eingebaut (poröser Basaltgrus). Daherwurde zusätzlich ein Standort an der BAB A 7 auf

18

Bild 7b: Aufbau Säulenversuche (Foto: BGR)

Bild 7a: Versuchskomponenten beim Säulenversuch (Quelle:BGR/Dr. Hansjörg WEIß, Tübingen)

Tab. 6: Probenahmestandorte für die Säulenversuche

Lfd. Nr. Straße DTVKfz/24 h

Lage zurStraße

Tiefe(cm)

Textur Durchwur-zelung

Steingehalt Bemerkungen

1 A 61, Beckenheim 75.000 Lee/Ostseite 0-8Bankettmaterial +

Lehm + Basaltgrusschwach < 5 %

mit Schutzplanke, Asphaltdecke

2 A 7, Berkhof I 70.000 Lee/Ostseite 0-10Bankettmaterial,

sandigstark < 2 %

ohne Schutzplanke, Betondecke

3 A 7, Berkhof II 70.000 Lee/Ostseite 0-10Bankettmaterial,

sandigstark < 2 %

ohne Schutzplanke, Betondecke

4 A 7, Fallingbostel I 50.000 Lee/Ostseite 0-10Bankettmaterial,sandig-schluffig

stark > 5 %ohne Schutzplanke,

Betondecke

5 A 7, Fallingbostel II 50.000 Lee/Ostseite 0-10Bankettmaterial,sandig-schluffig

stark > 5 %mit Schutzplanke,

Betondecke

6 A 7 Hildesheim I 60.000 Lee/Ostseite 0-10Bankettmaterial,

schluffig, über Lösslehm

mittel < 2 %ohne Schutzplanke,Fahrbahn Asphalt,

Standstreifen Beton

7 B 214, Altencelle 17 500 Luv/Westseite 0-10Bankettmaterial,

sandigmittel < 2 %

ohne Schutzplanke,Asphaltdecke

8A 7 Hildesheim II,

nördlich AS Drispenstedt

60.000 Luv/Westseite 0-10Bankettmaterial,

schluffig, über Lösslehm

mittel < 2 %

ca. 15 m nördlich beginnt eine Schutz-

planke, Entwässerungzum Mittelstreifen,Fahrbahn Asphalt,

Standstreifen Beton

9B 188,

Gifhorn West17.500 Südseite 0-10

Bankettmaterial,Lehm, Splitt

sehrschwach

5-10 %, vorwiegend

Splitt

ohne Schutzplanke,Asphaltdecke,

Probe bei Entnahmesehr nass

10B 214,

Flackenhorst17.500 Luv/Westseite 0-10

Bankettmaterial,sandig

stark < 2 %ohne Schutzplanke,

Asphaltdecke

Lössboden (Hildesheimer Börde) ausgewählt. Die A 7 hat dort eine Verkehrsstärke von etwa 60.000Kfz/d, der Abschnitt wurde etwa 1995 sechsstreifigausgebaut.

Die Proben 1 bis 6 und 8 repräsentieren Autobah-nen überdurchschnittlicher Verkehrsstärke, die Pro-ben 7, 9 und 10 sehr stark befahrene zweistreifigeBundesstraßen. Die durchschnittlichen Verkehrs-stärken auf vergleichbaren Straßen finden sich inTabelle 1. An allen Standorten außer Nr. 8 erfolgtdie Entwässerung der gesamten Breite ab Mittel-streifen im freien Abfluss über das Bankett. AmStandort 8 erfolgt die Entwässerung der gesamtenBreite ab Bankett zum Mittelstreifen hin, sodassdas Bankett Spritzwasser, jedoch keinen Straßen-abfluss erhält. Mit der Bezeichnung „Bankettmateri-al” in Tabelle 6 ist dunkles, humoses Oberboden-material aus akkumulierten Stäuben gemeint, nichtdas Baumaterial des Straßendammes. Dieses wirdbei hochgewachsenen Banketten und einer Bepro-bungstiefe von 10 cm fast nie erfasst.

Bei der Probenahme gab es zweimal Auffälligkei-ten: Die Probe 8 ist die einzige der zehn Proben,die an einer Stelle des Banketts entnommen wurde,wo die Entwässerung zum Mittelstreifen gerichtetist. Sie war deutlich weniger schwärzlich gefärbt alsdie anderen Proben und wies nur humoses Braunauf. Trotz Vorregen war sie auch deutlich trockenerals alle anderen Proben. Die Probe 9 war durchRegen und Straßenabfluss so nass, dass sie vordem Herstellen der Mischprobe über Nacht beiRaumtemperatur vorgetrocknet werden musste, biskein Wasser mehr austrat.

2.4 Methoden- und Standortbeschrei-bung der zitierten Untersuchun-gen zum Schadstoffrückhalt imBankett

Die Ergebnisse der hier kurz vorgestellten Studienwerden in Kapitel 3.3 eigenen Messergebnissengegenübergestellt.

DIERKES und GEIGER (1999) untersuchten denSchadstoffrückhalt in Bankettböden. Dazu wurdenan fünf Autobahnstandorten Lysimeter mit freierDrainage in das Bankett eingebaut. Je Standortkamen drei Lysimeter mit 0.4 m Durchmesser und0.3 m Höhe aus rostfreiem Edelstahl zur Anwen-dung. Sie wurden im Bankett in 1 m Entfernung vonder befestigten Fahrbahnfläche installiert, indem je

eine ungestörte Bodensäule von 0 bis 0.3 m Tiefedurch Eindrücken der angeschärften Lysimeter-wand gewonnen wurde. Um Randumläufigkeitenabzuschätzen, wurden Sickerwasser aus demRandbereich und dem Kernbereich der Lysimetergetrennt beprobt.

Die gewählten Autobahnen und Bundesstraßen hat-ten Verkehrsstärken (DTV) zwischen 35.000 und90.000 Kfz pro Tag. Es wurden Standorte mit lehmi-gem und kalkhaltigem Bankettmaterial ausgewählt.Die Gehalte an organischem Kohlenstoff lagen bei 7bis 10 Massen-%, die pH-Werte bei 7.1 bis 7.7. Dieoberste Bodenschicht zeigte oft starke Bioturbation,sodass viele Grobporen vorhanden waren. DerKalkgehalt der oberen Bodenschichten war 0.3 bis5.6 Massen-%, der der unteren Bodenschichten undFrostschutzschichten 10 bis 70 Massen-%.

Das Sickerwasser wurde alle zwei Wochen beprobtund auf Schwermetalle und Mineralölkohlenwas-serstoffe (MKW) und polycyclische aromatischeKohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die Schad-stofffrachten im Sickerwasser wurden berechnet.Zusätzlich wurden drei ebenso große Säulen mitBankettmaterial für Labortests entnommen. Diesewurden in gleichartigen Lysimetern mit echtemStraßenablaufwasser beaufschlagt. Diese zusätzli-chen Wassermengen und Schadstofffrachten ent-sprachen etwa der Infiltrationsrate von 20 Jahren.Aus den Ergebnissen der Laborlysimeter wurdendie Schadstoffretentionsraten (Wirkungsgrade) be-rechnet.

Die Studie von KOCHER und WESSOLEK (2003)befasst sich mit der Verlagerung von straßenver-kehrsbedingten Schadstoffen in straßennahenBöden. Dazu wurden die Konzentrationen von Blei,Cadmium, Kupfer und Zink in Bodenfeststoff und Bo-denlösung ermittelt. Es wurden Standorte auf sandi-gen, kalkfreien Böden mit vergleichsweise niedrigenpH-Werten (3.5 bis 7.2 in 0.01M CaCl2, Mittelwert5.6) an je vier Autobahnen und Bundesstraßen aus-gewählt. Dabei wurde darauf geachtet, dass dieStandorte seit mindestens 10 Jahren nicht mehrbaulich verändert worden waren. Die benachbartennatürlichen Böden waren ab einer Entfernung von 3bis 5 m vom befestigten Fahrbahnrand weitgehendungestört. Es handelte sich um Podsole, podsoligeund pseudovergleyte Braunerden und sandig-schluf-fige Gleye. Die Bankette waren aus anstehendemBodenmaterial aufgeschüttet, meist feinsandigerMittelsand und mittelsandiger Feinsand. Die Stand-orte hatten Verkehrsstärken (DTV) zwischen 50.000

19

und 90.000 Kfz/Tag auf den Autobahnen und 15.000bis 20.000 auf den Bundesstraßen.

An jedem Standort wurden 16 Saugkerzen in denEntfernungen 1 m, 2.5 m, 5 m und 10 m vom Fahr-bahnrand und, je nach Vegetation, in 1.0 oder 1.5 mTiefe eingebaut. In jeder Entfernung wurden 4Saugkerzen parallel betrieben, um eine Mischprobeaus einem größeren Bodenvolumen und mehr Bo-denlösung zu gewinnen. Von 1999 bis 2001 wurdenalle drei bis vier Wochen Proben der Bodenlösungentnommen. Der Straßenabfluss wurde an einemder Autobahnstandorte mit einer direkt am Fahr-bahnrand angeschlossenen PVC-Rinne beprobt.Die Konzentrationen von Pb, Cd und Cu in Boden-lösung und Straßenabfluss wurden an allen Pro-ben, MKW und PAK nur an ausgewählten Probenbestimmt. Mit Klimadaten aus dem Raum Hannoverund den im Bankett ermittelten Randbedingungenwurden Abflussmenge und Grundwasserneubil-dung berechnet. Die eingetragenen und ausgetra-genen Schadstofffrachten wurden aus den gemes-senen Konzentrationen und transportierten Was-sermengen ermittelt.

LANGE et al. (2001) untersuchten die Reinigungs-leistung von zwei Entwässerungsbecken für Stra-ßenablaufwasser. Es wurden ein Betonbecken(RiStWag-Abscheider) und ein gedichtetes Erd-becken mit vorgeschaltetem Absetzbecken ausge-wählt. Beide Becken erhalten den größten Teil ihresZuflusses von Autobahnen, die DTV-Werte vonetwa 70.000 Kfz/Tag aufweisen. Der Straßenab-fluss wird in Regenwasserkanälen und gepflaster-ten Gräben gesammelt; eine Vorreinigung desWassers durch Sedimentation auf grasbedecktenBanketten oder Gräben findet nur bei sehr starkenRegenereignissen statt, da nur dann grasbedeckteFlächen überströmt werden. Beide Becken liegen inder Nähe von Köln, etwa 5 km voneinander ent-fernt. So kann davon ausgegangen werden, dassdie klimatischen Bedingungen vergleichbar sind.

Das Betonbecken hat ein Einzugsgebiet von 7.6 ha.Davon sind 88 % versiegelte Fläche (Autobahn undgepflasterte Gräben) und 12 % grasbedeckte Ban-kette und Böschungen. Die Höhe des Dauerstausim Becken beträgt im Mittel 1.5 m, das Dauerstau-volumen 275 m3 Die maximal einstaubare zusätzli-che Wassermenge beträgt 790 m3. Der Auslassführt unter einer Betontauchwand hindurch. DasBecken arbeitet als Leichtstoffabschscheider undAbsetzbecken und hat nur einen geringen hydrauli-schen Retentionseffekt. Das spezifische Speicher-volumen beträgt 118 m3/ha.

Das Erdbecken hat ein Einzugsgebiet von 5.13 ha.Davon sind 69 % versiegelt (Autobahn und ge-pflasterte Gräben), und 31 % grasbedeckte Ban-kette und Böschungen. Die Höhe des Dauerstausim Becken beträgt im Mittel 0.8 m, das Dauerstau-volumen 720 m3 und die Wasseroberfläche bei die-ser Einstauhöhe 910 m2. Das Becken ist ziemlichdicht mit Schilf und Rohrkolben bewachsen (Phrag-mites australis, Typha latifolia), nur wenig freieWasserfläche ist übrig. Die maximal einstaubarezusätzliche Wassermenge beträgt 1.130 m3 unddas spezifische Speichervolumen 318 m3/ha.

Die Konzentrationen von Pb, Cd, Cu, Zn, PAK undMKW wurden im Straßenablaufwasser und imBeckenablauf gemessen. Die zu- und ablaufendenWassermengen wurden ermittelt, um die Frachtenberechnen zu können.

3 Ergebnisse

3.1 Datenauswertung von Bankett-material

Im folgenden Abschnitt werden die Schadstoffkon-zentrationen aus einer umfangreichen Auswertungvon Bankettproben vorgestellt. Die 840 Probenwurden in den letzten Jahren im Rahmen von Ban-kettregulierungsmaßnahmen in Schleswig-Hol-stein, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen,Sachsen-Anhalt, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Hessen und Baden-Württemberg entnom-men. Etwa 32 % der Proben stammen von Auto-bahnen, 30 % von Bundesstraßen, 31 % von Lan-desstraßen und 6 % von Kreisstraßen. Proben vonAutobahnen und Bundesstraßen sind also hier imVerhältnis zu ihrem Anteil am Straßennetz sehrdeutlich überrepräsentiert (siehe Tabelle 1). DieStraßen wiesen durchschnittliche tägliche Ver-kehrsstärken (DTV) zwischen 300 Kfz/24 h und158.000 Kfz/24 h auf. Der Mittelwert der Verkehrs-stärke beträgt 24.000, der Median 9.900 Kfz/24 h(Tabelle 7). Die Proben wurden in der für die Regu-lierung geplanten Schälentfernung und -tiefe ent-

20

Tab. 7: Verkehrsstärken und Anteile an Schwerverkehr (SV) derProbenahmestandorte

Anzahl n

Minimum Median Mittel-wert

90-Perzentil

Maxi-mum

DTV 669 302 9.934 24.306 68.000 158.000

SV 398 50 633 3240 12.000 23.295

% SV 398 1,0 9,2 10,9 20,7 30,4

nommen, das entspricht etwa 0 bis 10 cm Tiefe und0 bis 1 m, maximal 2 m Entfernung vom Rand derbefestigten Fläche.

In allen folgenden Grafiken ist auf der x-Achse dieVerkehrsstärke dargestellt (DTV, Kfz/24h im Jah-resmittel und Mittel der Wochentage). Es handeltsich ausschließlich um Proben von klassifiziertenStraßen. Die Stoffgehalte sind jeweils auf der y-Achse aufgetragen. Die Straßentypen sind durchunterschiedliche Signaturen dargestellt. Diese sindin allen Schadstoff-DTV-Diagrammen dieselben:

3.1.1 Schwermetalle in Feststoff und Eluaten

Die Tabelle 8 und 9 enthalten statistische Kenn-größen für die Schwermetallgehalte im Bodenfest-stoff und im Eluat der Proben. Für die meisten derdargestellten Parameter ist schon anhand dergroßen Unterschiede der Median- und Mittelwertedie Linksschiefe der Verteilungsfunktionen zu er-kennen. Das heißt, dass es gemessen am Mittel-

wert wesentlich mehr niedrige Messwerte als hohegibt. Wenige hohe Messwerte führen zu Mittelwer-ten, die teilweise mehr als doppelt so hoch liegenwie die Medianwerte. Stoffe, bei denen das nichtder Fall ist, sind im Bodenfeststoff nur Thallium (Tl)und Arsen (As). In den Eluaten der Bankettprobensind für etwas mehr Stoffe Mittelwerte und Medianähnlich: Cadmium (Cd), Chrom (Cr) und Nickel (Ni).An den danach folgenden Darstellungen der Ein-zelmesswerte gegen die Verkehrsstärke (Bilder 8bis 24) ist zu sehen, dass diese Stoffe jeweils kaumeinen Zusammenhang mit der Verkehrsstärke zei-gen und auch häufig unterhalb der Vorsorge- bzw.Zuordnungswerte liegen.

Die Vorsorgewerte der Bodenschutzverordnungund die Z0-Werte für die Verwertung von Boden-material sind nach Bodenart (Korngrößenvertei-lung) abgestuft. Es sind Werte für die BodenartenSand, Lehm/Schluff und Ton angegeben. Für dieGrafiken wurden die Werte für die BodenartenLehm/Schluff eingesetzt. Die Werte für die Boden-

21

Tab. 9: Schwermetallgehalte im Eluat (Schüttelversuch W/F 1:10)

Anzahl

n

Min 10-

Perzentil

Median Mittelwert 90-

Perzentil

95-

Perzentil

99-

Perzentil

Max Standard-abw.

As mg/L 479 0,00125 0,0015 0,0025 0,0042 0,0050 0,0111 0,0463 0,0820 0,0074

Pb mg/L 543 0,001 0,002 0,005 0,011 0,020 0,036 0,110 0,230 0,021

Cd mg/L 538 0,00005 0,00025 0,0005 0,0005 0,0005 0,0010 0,0020 0,0030 0,0004

Cr mg/L 459 0,0005 0,001 0,003 0,003 0,006 0,008 0,009 0,033 0,003

Cu mg/L 538 0,0005 0,005 0,0140 0,0228 0,0483 0,0572 0,0875 1,5000 0,0664

Ni mg/L 480 0,0005 0,001 0,005 0,004 0,010 0,010 0,014 0,023 0,003

Hg mg/L 479 0,00001 0,00005 0,00010 0,00043 0,00015 0,00015 0,00200 0,05000 0,00395

Zn mg/L 542 0,003 0,009 0,010 0,037 0,089 0,166 0,316 0,410 0,059

Tl mg/L 160 0,00010 0,00010 0,00010 0,00025 0,00050 0,00050 0,00116 0,00150 0,00024

Tab. 8: Schwermetallgehalte im Feststoff (Königswasseraufschluss)

Anzahl

n

Min 10-

Perzentil

Median Mittelwert 90-

Perzentil

95-

Perzentil

99-

Perzentil

Max Standard-abw.

Pb (mg/kg) 713 2,5 14 41 116 320 457 759 2.000 177

Zn (mg/kg) 721 4,6 44 127 228 482 672 1.784 4.590 371

Cd (mg/kg) 712 0,03 0,10 0,25 0,98 2,00 2,60 6,96 118 4,69

Cu (mg/kg) 705 0,2 9,3 36,0 54,8 120 161 310 912 73

Ni (mg/kg) 531 3,4 6,4 21,0 42,3 127 154 205 295 50,2

Hg (mg/kg) 516 0,013 0,025 0,10 0,18 0,25 0,30 1,46 10,0 0,61

Cr (mg/kg) 531 0 8,3 24,2 41,5 110 137 208 287 44,4

Tl (mg/kg) 155 0,015 0,208 0,25 0,23 0,25 0,25 0,25 0,25 0,06

As (mg/kg) 499 0,50 2,23 5,00 5,47 8,10 11,3 34,0 79,0 6,33

art Ton werden zusätzlich angegeben, weil auf-grund günstiger pH-Werte und relativ hoher Hu-musgehalte ein guter Stoffrückhalt im Bankett er-wartet werden kann, der für viele Stoffe mit demRückhalt in tonigen Böden vergleichbar ist. Da derStraßenrandbereich ständigen Stoffeinträgen ausdem Verkehr unterliegt, kann eventuell für das Ve-schieben und den Wiedereinbau von Bankettmate-rial ein höherer Bewertungshorizont gewählt wer-den. Für die geplante Bundesverwertungsverord-nung ist hierfür der doppelte Vorsorgewert oder derZ0*-Wert in der Diskussion. Um grafisch deutlich zumachen, für welche Stoffe eine solche Regelungwünschenswert wäre, um Bankettmaterial imStraßenraum weiterverwenden zu können, sind diedoppelten Vorsorgewerte für Ton in den Grafikendargestellt.

Für die Bewertung der löslichen Gehalte in Boden-proben ist keine Unterscheidung nach Bodenartenvorgesehen. Auch hier sind zusätzlich zu den Prüf-werten für Sickerwasser, den Geringfügigkeits-schwellen und den Z0/Z0*-Werten die doppeltenVorsorgewerte für die Bodenart Ton dargestellt.

Prüfwerte oder Maßnahmenwerte der Boden-schutzverordnung im Bodenfeststoff für Flächenvergleichbarer Nutzung (Tabellen 3 und 4) werdenvon den Proben weit unterschritten. Diese Bezugs-werte sind in den Grafiken nicht dargestellt.

Blei, Cadmium, Kupfer und Zink gehören zu denStoffen, von denen schon seit langem verkehrsbe-dingte Anreicherungen in Straßenrandböden be-kannt sind. Die Feststoffwerte von Blei, Kupfer,Zink und Cadmium liegen häufig oberhalb der Vor-sorgewerte. Dennoch ist für die Feststoffkonzen-trationen, die in den Grafiken dargestellt sind, dieAbhängigkeit zur Verkehrsstärke der Probenahme-standorte eher undeutlich, weil der Wertebereichder Konzentrationen bei jeder Verkehrsstärke sehrgroß ist. Trotzdem treten vor allem bei höherenVerkehrsstärken hohe Konzentrationen häufigerund niedrige seltener auf als bei geringer Ver-kehrsstärke.

Wenn nach Straßentypen getrennt ausgewertetwird, ist aber auch eine deutliche Abhängigkeit derKonzentrationen vom Straßentyp zu erkennen. DieTabellen 10 und 11 zeigen die Medianwerte derklassifizierten Straßen für Schwermetalle im Fest-stoff und Eluat. Sowohl in den Bildern 8 bis 15 alsauch in den Tabellen 10 und 11 zeigen sich Auto-bahnen als die am stärksten belasteten Straßen.Hier ist für Blei, Cadmium, Kupfer und Zink sowohlbei den Feststoffgehalten als auch bei den Eluatge-halten ein klarer Unterschied zu den deutlich weni-ger belasteten Bundes-, Landes- und Kreisstraßenzu sehen. Diese liegen bei Blei, Zink und Cadmiumim Vergleich zu den Geringfügigkeitsschwellen undPrüfwerten niedrig.

22

23

Bild 8: Blei im Feststoff, mg/kg

Bild 10: Zink im Feststoff, mg/kg

Bild 9: Blei im Eluat, mg/L

Bild 11: Zink im Eluat, mg/L

Bild 12: Cadmium im Feststoff, mg/kg Bild 13: Cadmium im Eluat, mg/L

Bild 14: Kupfer im Feststoff, mg/kg Bild 15: Kupfer im Eluat, mg/L

24

Tab. 11: Konzentrationen in Bankettmaterial differenziert nach Straßentypen – Stoffe im Eluat

Tab. 10: Konzentrationen in Bankettmaterial differenziert nach Straßentypen – anorganische Stoffe im Feststoff

Pb (mg/kg)

Zn (mg/kg)

Cd (mg/kg)

Cu (mg/kg)

Ni (mg/kg)

Hg (mg/kg)

Cr (mg/kg)

Tl (mg/kg)

As (mg/kg)

CN (mg/kg)

Median alle Daten 41 127 0,25 36,0 21,0 0,10 24,2 0,25 5,00 0,250

Median BAB 242 338 1,50 84,6 24,0 0,15 35,0 0,25 5,10 0,250

Median BS 38 119 0,25 31,2 11,7 0,05 14,9 0,25 3,41 0,250

Median LS 26 87 0,25 27,3 24,0 0,09 24,2 0,25 5,00 0,250

Median KS 26 105 0,25 32,0 45,0 0,15 40,0 0,25 5,00 0,250

Anzahl Messwerte n

Alle klassifizierten Straßen 713 721 712 705 531 516 531 155 499 144

BAB 171 171 169 171 130 105 130 20 99 21

BS 237 245 238 229 171 173 171 40 170 37

LS 227 227 227 227 177 181 177 66 177 63

KS 70 70 70 70 45 49 45 26 45 20

LF(µS/cm)

Cl mg/L

SO4mg/L

TOC mg/L

NH4(mg/L)

Nitrit mg/L

CN (mg/L)

As mg/L

Pb mg/L

Cd mg/L

Cr mg/L

Cu mg/L

Ni mg/L

Hg mg/L

Zn mg/L

Tl (mg/L)

MedianalleDaten

166 3,50 1,00 6,90 0,030 0,130 0,003 0,0025 0,005 0,0005 0,003 0,0140 0,005 0,00010 0,010 0,00010

MedianBAB

184 3,00 2,70 7,40 0,070 0,222 0,003 0,0025 0,009 0,0005 0,003 0,0210 0,005 0,00010 0,021 0,00050

MedianBS

153 6,66 1,10 6,20 0,023 0,209 0,003 0,0025 0,005 0,0005 0,001 0,0140 0,002 0,00005 0,020 0,00010

MedianLS

152 2,30 1,00 6,10 0,015 0,023 0,003 0,0025 0,005 0,0004 0,004 0,0120 0,005 0,00010 0,010 0,00010

MedianKS

144 3,70 1,00 8,65 0,040 0,135 0,0 0,0025 0,005 0,0003 0,005 0,0100 0,005 0,00010 0,010 0,00010

Anzahl Messwerte n

Alleklassifi-ziertenStraßen

580 379 258 266 147 9 180 479 543 538 459 538 480 479 542 160

BAB 143 69 29 69 21 4 21 115 163 158 116 157 116 116 162 21

BS 188 153 87 49 32 2 46 157 165 165 155 166 157 156 165 44

LS 182 124 109 98 56 1 69 144 148 148 140 148 144 144 148 66

KS 50 29 29 34 22 2 28 46 50 50 44 50 46 46 50 26

25

Bild 16: Nickel im Feststoff, mg/kg

Bild 18: Chrom im Feststoff, mg/kg

Bild 17: Nickel im Eluat, mg/L

Bild 19: Chrom im Eluat, mg/L

Bild 20: Quecksilber im Feststoff, mg/kg Bild 21: Quecksilber im Eluat, mg/L

Bild 22: Arsen im Feststoff, mg/kg Bild 23: Arsen im Eluat, mg/L

Die Feststoffgehalte der restlichen Metalle (Bilder16 bis 24) liegen vorwiegend unterhalb der Vorsor-gewerte für Lehm/Schluff. Ausnahmen sind dieKonzentrationen von Nickel und Chrom, die an vie-len Straßen mit niedriger Verkehrsstärke relativhohe Werte aufweisen. Bei vielen Daten aus demBundesland Hessen war den Laborberichten derHinweis beigefügt, dass im Herkunftsgebiet geogenerhöhte Nickel- und Chromgehalte vorhanden sind.Teilweise wird dort regional anstehendes vulkani-sches Hartgestein mit erhöhten Nickel- und Chrom-gehalten im Fahrbahnoberbau eingesetzt (BBPW2006).

Erhöht sind auch weniger als 5 % der Messwertefür Quecksilber an Landesstraßen. Die erhöhtenKonzentrationen lassen keinerlei Zusammenhangzur Verkehrsstärke erkennen. Hier liegen sehrwahrscheinlich Einzelfälle mit lokalen Belastungenvor, keine straßenverkehrsbedingten Ursachen.

Bemerkenswert ist, dass die Eluatgehalte aller Pa-rameter außer Kupfer vollständig oder bis auf we-nige Messwerte unterhalb der derzeit gültigenPrüfwerte der Bodenschutzverordnung für denPfad Boden-Grundwasser liegen. Diese Wertewurden zum Schutz des Grundwassers in das Bo-denschutzrecht aufgenommen und sind zur Be-wertung von Bodensickerwasser bei seinem Ein-tritt ins Grundwasser abgeleitet worden. Für dieÜberarbeitung der Bodenschutzverordnung istnach Angabe des BMU vorgesehen, die Geringfü-gigkeitsschwellen (GFS) der LAWA als neue Prüf-werte festzusetzen. Diese liegen für alle Parame-ter außer Arsen deutlich niedriger als die zurzeitgültigen Prüfwerte. Die GFS werden von Chlorid,Sulfat, Cyanid, Arsen, Nickel, Chrom und Queck-silber bei 95 % oder mehr der Proben eingehalten.Für alle weiteren Parameter im Eluat außer Leit-fähigkeit und Kupfer halten mehr als 95 % der

Messwerte die Z0/Z0*-Werte ein. Das belegt diestarke Bindung der meisten Schadstoffe an dasBankettmaterial und den für Schwermetallsorptiongünstigen pH-Wert-Bereich von 7 bis 8.

Problematisch sind die hohen Eluatgehalte vonKupfer (50-55 % der Werte über GFS). Bei denEluatgehalten von Cadmium liegen viele Wertegenau auf der Höhe der GFS bzw. knapp oberhalbdes Z0/Z0*-Wertes (Bild 13). Die Ursache ist einezu ungenaue Bestimmungsgrenze der Analysela-bors. Für Zink liegen 20-25 % der Werte, für Bleica. 35 bis 40 % der Werte über der Geringfügig-keisschwelle. Die GFS sollen im Grundwasser gel-ten, und die Bestimmung der Eluatgehalte imSchüttelversuch ist als geeignete Methode zurNachbildung von Sickerwasserwerten umstritten.Das sollte bei der Bewertung dieser Ergebnisseberücksichtigt werden. Interessant hierzu sind dieErgebnisse der „realitätsnäheren” Gewinnung vonEluatproben mit der Methode der Säulenversuche,deren Ergebnisse in Kapitel 3.2 vorgestellt wer-den.

3.1.2 Organische Schadstoffe

Die Zusammenstellung statistischer Kenngrößenfür die organischen Schadstoffe im Bodenfeststoffzeigt ebenso wie für die Schwermetallgehalte oftsehr deutliche Unterschiede zwischen Medianwer-ten und Mittelwerten (Tabelle 12). Ausgenommendavon sind der Summenparameter für Benzol, To-luol und Xylol (BTX), Benzol als Einzelparameter,der Phenolindex und der Summenparameter fürleichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe(LHKW). Fast alle Messwerte dieser Stoffe sinddeutlich entfernt von den Vorsorge- bzw. Zuord-nungswerten Z0 (Bilder 25 bis 31). Die Stoffe,deren Mittelwerte die größten Abweichungen vonden Medianwerten zeigen, weisen dagegen auchin den Darstellungen der Einzelmesswerte dasauffälligste Verhalten auf. Wenige sehr hohe Messwerte der sechs untersuchten polychloriertenBiphenyle (6 PCB) und des Summenparametersfür extrahierbare organische halogenierte Verbin-dungen (EOX) dominieren bei hohen Verkehrs-stärken das Bild (Bilder 27 und 28).

Für die Bewertung der Gehalte organischer Fest-stoffe in Bodenproben ist keine Unterscheidungnach Bodenarten vorgesehen. Der Anforderungs-wert zur Verwertung von Bodenmaterial unter-scheidet sich bei manchen Stoffen nach der An-zahl der bei der Analytik erfassten Stoffe eines

26

Bild 24: Thallium im Feststoff, mg/kg

Summenparameters. Wenn alle Kohlenstoffket-tenlängen von C10 bis C40 bei der MKW-Bestim-mung einbezogen werden, liegt der dazugehörigeZ0*-Wert mit 400 mg/kg doppelt so hoch wie beider Erfassung eines kleineren Spektrums von Ket-tenlängen. Da die vorliegenden Messwerte für KWdie Kettenlängen C10 bis C40 umfassen, wurdedieser Wert in dem Bild 26 verwendet.

Des Weiteren gibt es für PAK in der Bodenschutz-verordnung zwei Vorsorgewerte, deren Höhe vomHumusgehalt des Bodens abhängig ist. Es wirdzwischen Proben mit Humusgehalten von 8 % undniedriger und solchen mit über 8 % Humusanteil

unterschieden. Da der Mittelwert der Humusgehal-te in den untersuchten Bankettproben bei 7 % liegt,sind hier beide Werte eingetragen. Die Vorsorge-werte und Z0-Werte der verschiedenen Bodenar-ten (Sand, Lehm/Schluff, Ton) sind dagegen gleichund liegen als zweifarbige Linie übereinander.

PAK, B(a)P und KW weisen viele Messwerte ober-halb der Vorsorgewerte auf. Auch die doppeltenVorsorgewerte werden von PAK und B(a)P rechthäufig überschritten. Den Z0*-Wert für die Ketten-längen C10 bis C40 von den Kohlenwasserstoffenüberschreiten dagegen von weniger als 10 % derMesswerte.

27

Tab. 12: Organische Schadstoffgehalte im Feststoff

Anzahl

n

Min 10-

Perzentil

Median Mittel-wert

90-

Perzentil

95-

Perzentil

99-

Perzentil

Max Stan-dard-abw.

Naphthalin (mg/kg) 161 0,00 0,00 0,01 0,10 0,15 0,22 1,91 2,85 0,35

B(a)P (mg/kg) 496 0 0 0,14 0,43 0,89 1,51 4,20 20,41 1,24

16 PAK EPA (mg/kg) 547 0 0,250 1,50 4,56 9,1 16,0 40,3 164,6 13,0

6 PCB (mg/kg) 160 0,005 0,005 0,005 0,198 0,57 1,40 2,43 4,05 0,54

KW C10-C40 (mg/kg) 714 5,0 25,0 81 128 279 381 736 1700 149

BTX (mg/kg) 166 0,050 0,100 0,100 0,109 0,100 0,250 0,250 0,250 0,038

EOX (mg/kg) 342 0,0 0,1 0,25 1,69 2,00 8,51 28,5 51,1 5,63

Benzol (mg/kg) 157 n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. n. –

Phenolindex (mg/kg) 164 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,013 0,023 0,002

Summe LHKW (mg/kg) (= LCKW) 155 0,0005 0,0019 0,1.000 0,0749 0,1.000 0,1.000 0,1000 0,1000 0,0414

Bild 25: PAK (16 PAK/EPA) im Feststoff, mg/kg Bild 26: KW (C10-C40) im Feststoff, mg/kg

In Bild 25 ist auch der Vorsorgewert der Boden-schutzverordnung für Böden mit Humusgehaltenvon 8 Massen-% oder mehr eingefügt. Über 90 %der PAK-Messwerte der untersuchten Bankettpro-ben liegen unterhalb dieses Vorsorgewertes.

BTX und LHKW überschreiten die Vorsorgewertenicht. Besonders auffällig sind dagegen die zumTeil sehr hohen Messwerte für PCB und EOX, diealle bei hohen Verkehrsstärken auftreten (Bilder 27und 28). Die Konzentrationsverteilung der PCB-und EOX-Messwerte unterscheidet sich allerdingsvon Stoffen, die bekanntermaßen durch den Stra-ßenverkehr freigesetzt werden, wie PAK, MKW,Blei oder Zink. Bei diesen treten Messwerte sowohl

im Vergleich mit den Vorsorgewerten als auch inBezug auf die Verkehrsstärke in einer relativ breitenVerteilung auf. PCB und EOX dagegen weisen vieleWerte nahe oder unterhalb der Vorsorgewerte bzw.Z0-Werte auf, kaum Messwerte im mittleren Kon-zentrationsbereich und wenige extrem hohe Werte,alle an Autobahnen (Tabelle 13). PCB werden beider Extraktion für die Bestimmung von EOX mit er-fasst, die beiden Größen enthalten also teilweisedieselbe Information. Darauf wird bei der Diskussi-on näher eingegangen.

3.1.3 Weitere Parameter

Weitere Parameter, die für die Beurteilung der Ver-wertungsmöglichkeiten und für die Deponierbarkeitvon Bankettmaterial interessant sein können, sindin der Tabelle 14 zusammengestellt.

Für die Bewertung der löslichen Gehalte in Boden-proben ist keine Unterscheidung nach Bodenartenvorgesehen. Der Anforderungswert zur Verwertungvon Bodenmaterial unterscheidet sich nur bei Cya-nid je nach der Geschwindigkeit der Löslichkeit(freies Cyanid 10 µg/L, Gesamtcyanid 50 µg/L).

Auffällige Werte sind in Tabelle 14 und den Bildern32 bis 35 die elektrische Leitfähigkeit und die Hu-

28

Bild 29: B(a)P im Feststoff, mg/kg Bild 30: BTX im Feststoff, mg/kg

Bild 31: LHKW im Feststoff, mg/kg

Bild 28: EOX im Feststoff, mg/kgBild 27: PCB im Feststoff, mg/kg

musgehalte (Glühverlust). Die erhöhte Leitfähigkeitwird vermutlich vorwiegend durch den Einsatz vonTausalz hervorgerufen, auf den aus Verkehrssiche-rungsgründen nicht verzichtet werden kann. DieWerte bleiben aber praktisch immer unterhalb desdoppelten Vorsorgewertes. Die Humusgehalte sindmit einem Mittel von 7 % relativ hoch, liegen aberim Bereich natürlicher Böden. Möglicherweise istein Teil des Glühverlustes durch organische Staub-einträge (Gummiabrieb) hervorgerufen, dazu liegenjedoch keine Daten vor. Eventuell leistet dieser Ab-rieb einen Beitrag zum festgestellten hohen Schad-stoffrückhalt im Bankettmaterial, darauf wird in derDiskussion eingegangen.

Sowohl pH-Werte wie auch Leitfähigkeiten in denEluaten sind mit den Ergebnissen anderer Untersu-chungen im Straßenabfluss vergleichbar (Tabelle15). Dort treten allerdings an Einzelproben sehr viel

höhere Leitfähigkeitswerte auf, die auf Messungenim Straßenabfluss im Winter zurückgehen.

29

Tab. 13: Konzentrationen in Bankettmaterial differenziert nach Straßentypen – organische Stoffe im Feststoff

B(a)P PAK EPA(mg/kg)

6 PCB (mg/kg)

KW C10-C40 (mg/kg)

BTX(mg/kg)

EOX (mg/kg)

LHKW (mg/kg)

Median alle Daten 0,14 1,48 0,005 81 0,100 0,25 0,1000

Median BAB 0,13 2,70 1,015 129 0,100 4,45 0,1000

Median BS 0,12 1,07 0,005 70 0,100 0,25 0,1000

Median LS 0,18 1,60 0,005 63 0,100 0,25 0,1000

Median KS 0,10 0,48 0,005 69 0,100 0,23 0,1000

Anzahl Messwerte n

Alle klassifizierten Straßen 492 543 160 710 166 345 155

BAB 87 105 21 176 21 38 21

BS 181 194 44 242 50 149 39

LS 184 195 66 219 66 125 66

KS 42 48 26 69 26 29 26

Tab. 14: Weitere Parameter im Feststoff und Eluat

Anzahl

n

Min 10-

Perzentil

Median Mittelwert 90-

Perzentil

95-

Perzentil

99-

Perzentil

Max Standard-abw.

TOC Boden (M.-%) 194 0,01 1,00 2,94 3,01 5,48 5,99 7,69 8,26 1,77

AT4 (mg O2/gTS x4) 57 0,05 0,05 0,58 0,69 1,36 1,58 2,23 2,42 0,53

CN (mg/kg) 144 0,10 0,25 0,25 0,37 0,81 1,19 1,39 2 0,30

pH-Wert Boden in CaCl2 263 4,34 5,73 6,73 6,66 7,50 7,60 7,81 8,30 0,70

pH-Wert Eluat 596 4,41 6,80 7,51 7,54 8,31 8,60 9,01 10,7 0,65

el. LF (µS/cm) 580 11 65 166 171 284 339 427 669 94

Cl (mg/L) 379 0,2 0,5 3,50 8,24 19,0 29,7 63,2 96 12,5

SO4 (mg/L) 258 0,23 0,5 1,00 2,05 4,12 7,71 15,69 20,50 2,85

TOC (mg/L) 266 0,25 2,60 6,90 8,56 18,9 23,0 27,8 32,0 6,35

Glühverlust (M.-%) 155 1,7 3,60 6,37 6,94 11,5 12,4 13,7 14,4 3,0

CN (mg/L) 180 0,0010 0,0025 0,0025 0,0033 0,0050 0,0050 0,0086 0,0140 0,0016

NH4 (mg/L) 147 0,01 0,02 0,03 0,12 0,33 0,44 1,37 1,40 0,23

Nitrit (mg/L) 9 0,010 0,020 0,130 0,186 0,425 0,468 0,502 0,510 0,181

Tab. 15: pH-Werte und Leitfähigkeit in Straßenabflusswasseraus Literaturdaten (aus DIEHL 2001, oberer Wert: Me-dian, unten: Wertebereich)

Quelle Ort und Zeitpunktder Messung

pH-Wert Leitfähigkeit[µS/cm]

DIEHL (2001)

Deutschland, Autobahn A 7,

DTV 70.000 (Sommer 2000)

9,78

6,8-10,65

111

70-150

BARBOSA/HVITVED-JACOBSEN (1999)

Portugal, Gebirgsstraße,

DTV 6.000 (vor 1999)

6,4

5,9-7,2

43

8,8-183,8

LEGRET/PAGOTTO(1999)

Frankreich, Autobahn A 11,

DTV 12.000 (1995/1996)

7,4

6,3-7,9

280

60-17.620

LYGREN et al. (1984) Norwegen, Autobahn E 6,

DTV 10.000 (1982)

7,4

6,7-9,1

688

27-5870

3.1.4 Zuordnung der Ergebnisse zu Z-Wertenfür die Verwertung mineralischer Abfälle

Die Auswertung aller einzelnen Messwerte ergibtdie in den Tabellen 16 und 17 zusammengestelltenZuordnungen. Es ist jeweils der Prozentanteil derMessungen, der in die jeweilige Klasse fällt, ange-geben.

Bei Blei, Kupfer sowie Zink, B(a)P und PAK tretenam häufigsten Überschreitungen der Vorsorgewer-te der Bundesbodenschutzverordnung bzw. der Z0-Werte im Bodenfeststoff auf. Für die meisten Para-meter liegen aber höchstens 10 % der Messwerteim Bereich von Z2 und höher. Blei und B(a)P wei-sen dagegen mehr als 10 % der Werte im Bereich

von Z2 oder höher auf. Auffällig sind die 11 % Mess-werte für PCB im Bereich > Z2, bei gleichzeitig we-nigen Werten im Bereich Z0 bis Z2. In der vorlie-genden Auswertung lagen 30 Messungen vor.

Im Eluat dagegen sind außer teilweise erhöhtenLeitfähigkeitswerten nur die Kupfergehalte auffällig(Tabelle 17). Diese liegen bei einem Drittel der Pro-ben im Bereich von Z 1.2. Alle Parameter außerKupfer und Leitfähigkeit weisen keine oder bishöchstens 6 % der Werte über Z0 auf. Es tretenkeine Werte im Bereich von Z 1.1 auf, da die fest-gesetzten Eluatwerte mit den Z0-Werten identischsind. Eluatwerte oberhalb von Z2 wurden ebenfallsnicht festgestellt.

30

Bild 32: Elektrische Leitfähigkeit im Eluat, µS/cm Bild 33: Chlorid im Eluat, mg/L

Bild 34: Sulfat im Eluat, mg/L Bild 35: Cyanid im Eluat, mg/L

Bei den Substanzen Arsen, Cyanid, Quecksilber,Thallium, BTX und LCKW im Feststoff sowie Cya-nid, Quecksilber und Thallium im Eluat traten trotzzahlreicher Messwerte keine oder nur wenige er-höhte Werte und keine Überschreitungen von Z0-Werten nach LAGA M20 (2004c) auf. Für dieseStoffe ist der Straßenverkehr vermutlich keine rele-

vante Quelle, zumindest kommt es nicht zu einerAnreicherung in den Banketten.

Als grafische Beispiele sind die Einzelmesswertefür Blei im Feststoff und Kupfer im Eluat in den Bil-dern 36 und 37 dargestellt. Für beide Parameterzeigen sich deutlich erhöhte Gehalte in den Proben.

31

Tab. 16: Zuordnung der Messwerte zu Z-Werten LAGA (2004c) – Feststoffgehalte (Angaben in Prozent, gerundet)

%Pb

mg/kgZn

mg/kgCd

mg/kgCu

mg/kgNi

mg/kgCr

mg/kgBaP

mg/kgPAK EPA

mg/kg6 PCB mg/kg

MKW mg/kg

BTX mg/kg

EOX mg/kg

<= Z0 64 60 77 55 74 81 66 67 71 100 100 87

Z0* 12 21 0 26 12 12 13 0 8 0 0 0

Z1 6 8 20 15 8 5 6 22 3 0 0 5

Z2 17 9 3 4 6 2 16 8 7 0 0 3

> Z2 2 1 0 0 0 0 0 2 11 0 0 5

Tab. 17: Zuordnung der Messwerte zu Z-Werten LAGA (2004c) – Eluatgehalte (Angaben in Prozent, gerundet)

%LF

µS/cmCl

mg/LSO4mg/L

As mg/L

Pb mg/L

Cd mg/L

Cr mg/L

Cu mg/L

Ni mg/L

Zn mg/L

<= Z0 84 95 100 97 95 96 100 67 99 94

Z 1.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Z 1.2 16 3 0 1 2 4 0 30 0 2

Z2 0 2 0 2 3 0 0 3 0 4

> Z2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bild 36: Bleikonzentration im Bodenfeststoff in 0 bis 10 cm Tiefe und 0 bis 2 m vom Rand der befestigten Fahrbahn an Straßen ver-schiedener Klassen und Verkehrsstärke. V = Vorsorgewert, P = Prüfwert der Bodenschutzverordnung für Industrie- und Ge-werbeflächen

Viele der Messwerte liegen über den Z0-Werten,fast alle unter den Z2-Werten der LAGA M20(2004c). Keiner der Messwerte liegt über den nut-zungsbezogenen Prüfwerten der Bodenschutzver-ordnung. Bei allen anderen Stoffen, die in Stra-ßennähe deutlich erhöhte Werte zeigen, liegen dieEinzelmesswerte weniger hoch im Vergleich zu denVorsorge-, Prüf- und Zuordnungswerten (siehe Ta-belle 8 und 9). Eine Abhängigkeit der Konzentratio-nen von der Verkehrsstärke ist bei allen Stoffen nurschwach oder gar nicht erkennbar.

Es wurde außerdem eine Bewertung der komplettenDatensätze für jede Probe nach LAGA M20 (2004c)durchgeführt. Dabei wurde für jeden Parameter dieEinhaltung der verschiedenen Zuordnungswerte ge-prüft und dann für alle Parameter einer Probe die je-weils höchste Zuordnungsklasse ermittelt. DieserKlasse wird die Probe als Ganzes dann zugeordnet.Das entspricht genau dem Verfahren, wie eine Char-ge Bankettmaterial bei Abgabe als Abfall anhand derzugehörigen Probe/n bewertet werden würde.

Dabei zeigt sich, dass die Berücksichtigung derFeststoffgehalte und Eluatgehalte für mehr als 70 % der Proben von Bundes-, Landes- und Kreis-straßen zu einer Einstufung als Material führt, dasim Bereich der Z0- oder Z1-Werte liegt und damitfür den offenen Einbau geeignet wäre (Bild 38). Im

Einflussbereich der Stoffeinträge aus dem Straßen-verkehr sollte solches Bankettmaterial ohne Unter-suchung umgelagert oder für kleine Ausbesse-rungsmaßnahmen eingesetzt werden können. AnAutobahnen dagegen weisen etwa 60 % der Pro-ben eine Einstufung als Z2- oder höher belastetesMaterial auf. Hier ist eine Untersuchung auf Schad-stoffgehalte vor einer Verwendung auf Straßen-grundstücken bzw. vor der Abgabe zur Verwertungan Dritte erforderlich.

32

Bild 37: Kupferkonzentration im Eluat in Proben aus 0 bis 10 cm Tiefe und 0 bis 2 m vom Rand der befestigten Fahrbahn an Straßenverschiedener Klassen und Verkehrsstärke. P = Prüfwert der Bodenschutzverordnung für Sickerwasser

Bild 38: Zuordnung der Proben zu Z-Werten (LAGA M20 2004)nach Straßenklassen; BAB = Autobahnen, BS = Bun-desstraßen, LS = Landesstraßen, KS = Kreisstraßen

3.2 Säulenversuche

3.2.1 PAK in Feststoff und Eluat

Die Konzentration aller 16 EPA-PAK im Feststoffder 10 Bankettproben (Tabelle 18) liegt zwischenMedian und 90-Perzentil der Proben aus der Ge-samtauswertung der Bankettdaten (Tabelle 12).Dem Spektrum an Verkehrsstärken, das durch dieuntersuchten 10 Standorte abgedeckt wird, ent-spricht ein relativ hoher PAK-Gehalt im Feststoff.Die Methodik der Extraktion und Bestimmung derhier dargestellten Werte sind direkt mit den Mess-werten in Tabelle 12 vergleichbar.

Im Gegensatz dazu ist die Elution im Säulenver-such eine Methode, deren Ergebnisse nicht direktmit der Elution mit dem „S4-Eluat” (W/F 1:10, 24 hSchütteln) vergleichbar sind. Allerdings stellt dieAnalytik der sehr geringen PAK-Gehalte, die sichin den Wasserproben der Eluate einstellen, hoheAnsprüche an die Labors. Aus diesem Grund wur-de in den letzten Jahren dieser Parameter nichtmehr als Zuordnungswert der LAGA M 20 geführtund deswegen auch bei den konventionellenEluatproben nicht bestimmt (s. Tabelle 9 mit denEluatkonzentrationen der Gesamtauswertung).Deshalb können die Ergebnisse in Tabelle 19 nicht

33

Tab. 18: Feststoffgehalte PAK (µg/kg)

ProbeNr.

Nap Any Ace Fln Phe Ant Fth Py BaA Chr BbF-BkF

BaP Inde-no

DahA BghiP Summe 16EPA-PAK

1 34 < 15 < 15 < 15 77 < 15 163 165 83 118 234 79 86 < 20 197 1.236

2 28 < 15 < 15 < 15 98 21 527 490 447 464 1.403 662 725 154 703 5.723

3 62 22 < 15 < 15 119 29 695 622 634 571 1.850 934 1.232 250 1.171 8.190

4 38 < 15 < 15 < 15 114 < 15 249 223 127 181 392 164 211 38 311 2.048

5 34 < 15 < 15 < 15 98 26 185 171 147 253 416 152 160 29 259 1.932

6 36 < 15 < 15 < 15 113 < 15 172 155 75 106 230 88 83 < 20 174 1.233

7 < 15 19 < 15 < 15 162 48 806 613 543 623 1.167 535 418 94 389 5418

8 30 < 15 < 15 < 15 58 < 15 111 88 65 80 166 64 55 < 20 83 799

9 < 15 < 15 28 43 861 186 1.740 1.163 760 743 1.144 558 363 69 344 8.002

10 < 15 < 15 < 15 < 15 67 < 15 185 153 131 153 355 173 168 24 167 1.577

Quarz-sand

< 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 20 < 20 < 20 < 20 < 20 < BG

Abkürzungen der PAK: Nap: Naphthalin; Any: Acenaphthylen; Ace: Acenaphthen; Fln: Fluoren; Phe: Phenanthren; Ant: Anthracen; Fth: Fluoranthen; Py: Pyren; BaA: Benz(a)anthracen; Chr: Chrysen; BbF-BkF: Benzo(b)fluoranthen/Benzo(k)fluoranthen; BaP: Benzo(a)pyren; Indeno: Indeno(1,2,3-c,d)pyren; DahA: Dibenz(a,h)anthracen; BghiP: Benzo(g,h,i)perylen

Tab. 19: Eluatgehalte PAK; Proben aus Säulenperkolat entnommen bei Wasser/Feststoffverhältnis zwischen 1:1 und 2:1 (W/F 1-2);in mg/L

ProbeNr.

Nap Any Ace Fln Phe Ant Fth Py BaA Chr BbF-BkF

BaP Indeno DahA BghiP Summe 16EPA-PAK

1 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.00

2 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.02 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.01 0.03

3 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.04 0.02 0.03 < 0,01 0.05 0.14

4 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.00

5 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.00

6 0.04 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.04

7 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.02 0.02 0.01 0.02 0.07 0.03 0.02 < 0,01 0.04 0.23

8 0.02 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.02

9 0.02 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.02

10 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0.03 0.01 0.02 < 0,01 0.03 0.10

mit den Ergebnissen anderer Straßenstandorteverglichen werden, sondern nur mit den Geringfü-gigkeitsschwellen der LAWA (GFS), den Z0/Z0*-Werten des Eckpunktepapiers und den Prüfwertender Bodenschutzverordnung. Davon sind von derMethode der Probengewinnung her eigentlich nurGFS und Prüfwerte für den direkten Vergleich ge-eignet, da die Ableitung der Z0-Werte für 1:10-Eluate aus Schüttelversuchen erfolgte.

Nach Angabe des Labors der Universität Tübingenwaren die Eluate leicht braun gefärbt. Dies hataber keine Auswirkungen auf die Qualität der Er-gebnisse für PAK. Probe 7 überschreitet den Prüf-wert der Bodenschutzverordnung für Sickerwas-ser von 0,2 µg/L, der identisch mit dem GFS-Wertist (Tabelle 20)

3.2.2 Schwermetalle und anorganische Parameter

Die Bilder 39 bis 48 zeigen die Mittelwerte undStandardabweichungen der Ergebnisse der Säu-lenversuche für Leitfähigkeit, pH-Wert, Chloridge-halt und die Schwermetalle. Die x-Achse zeigt an-steigend die Erhöhung des Wasser-/Feststoff-Ver-hältnisses (L/S), dem die Proben im Verlauf desSäulenversuches ausgesetzt sind. Es ist ein Maßfür die Menge an Wasser, das die Probe durch-strömt hat, aber wegen der gleichmäßig eingestell-ten Durchflussgeschwindigkeit indirekt auch eineDarstellung der seit Versuchsbeginn vergangenenZeit.

Sehr deutlich wird, dass fast alle Parameter mitihren Mittelwerten und Standardabweichungenbeim Wasser-/Feststoffverhältnis von etwa zwei un-terhalb der Geringfügigkeitsschwellen oder Z0/Z0*-Werte bleiben. Nur bei den Bleigehalten im Eluatliegt die obere Grenze der Standardabweichungetwas darüber. Allerdings ist der hohe Kupfergehaltder Eluate, der schon bei den konventionellenEluatuntersuchungen festgestellt wurde, hier nochwesentlich verstärkt.

Eine differenzierte Darstellung der Mittelwerte undStandardabweichungen für die drei Proben vonBundesstraßen und sieben Proben von Autobah-nen (Bild 43) ergibt ein nur wenig besseres Bild.Zwar liegen die Kupferwerte der Proben von Bun-desstraßen anfangs gleich hoch, im Versuchsver-lauf aber deutlich niedriger als die der Autobahnen.Aber auch bei den Bundesstraßen liegt der Mittel-wert der Eluatkonzentrationen deutlich über GFSund Z0/Z0*-Wert. Insbesondere bei Probe 5 weisenKupfer- und Nickelgehalte beim Wasser-/Feststoff-verhältnis von 2 extrem hohe Werte auf (Tabelle21). Im Versuchsverlauf davor und danach sind die

34

Tab. 20: Bewertung der PAK-Feststoffkonzentrationen undEluatwerte aus Säulenversuchen

Lfd.Nr.

Standort Summe 16EPA-PAK(mg/kg)

Summe 16EPA-PAK(mg/kg)

> Z0

Summe 16EPA-PAK

(µg/L)

Summe 16EPA-PAK

(µg/L) > GFS LAWA

1A 61,Meckenheim

1,24 0,00

2 A 7, Berkhof I 5,72 5,72 0,03

3 A 7, Berkhof II 8,19 8,19 0,14 0,14

4A 7, Fallingbostel I

2,05 0,00

5A 7, Fallingbostel II

1,93 0,00

6 A 7, Hildesheim I 1,23 0,04

7 B 214, Altencelle 5,42 5,42 0,23 0,23

8 A 7, Hildesheim II 0,80 0,02

9B 188, Gifhorn West

8,00 8,00 0,02

10B 214, Flackenhorst

1,58 0,10

Bild 39: Säuleneluate: Verlauf der el. Leitfähigkeit Bild 40: Säuleneluate: Verlauf der pH-Werte

35

Bild 41: Säuleneluate: Verlauf der Chloridgehalte Bild 42: Säuleneluate: Verlauf der Bleigehalte

Bild 43: Säuleneluate: Verlauf der KupfergehalteBild 44: Kupfer in den Eluaten getrennt nach Proben von Auto-

bahnen und Bundesstraßen

Bild 45: Säuleneluate: Verlauf der Cadmiumgehalte Bild 46: Säuleneluate: Verlauf der Zinkgehalte

Bild 47: Säuleneluate: Verlauf der Nickelgehalte Bild 48: Säuleneluate: Verlauf der Chromgehalte

Werte für Kupfer zwar wie oben beschrieben hoch,liegen jedoch im Bereich der anderen Proben. Auchdie Nickelkonzentration vor und nach der Entnah-me des Eluates 4 liegt im Konzentrationsbereichder anderen Proben (Tabelle 22). Das Material istsandig/schluffig und stammt von der A7 bei Falling-bostel. Die Ursache für die hohen Einzelwerte

konnte nicht ermittelt werden. Diese beiden Mess-werte wurden für die Berechnung der Mittelwertenicht verwendet.

Die Schwermetallfeststoffgehalte der 10 Proben derSäulenversuche konnten aus Kapazitätsgründenbisher nicht bestimmt werden. Dazu liegen jedoch

36

Tab. 21: Ausgewählte Eluatgehalte der anorganischen Parameter beim Wasser-/Feststoffverhältnis (L/S) von 2:1

Probe L/S-Verhältnis[l/kg TS]

El. LF(µS/cm)

PH (-) As µg/L Cd µg/L Cl mg/L Cr µg/L Cu µg/L Ni µg/L Pb µg/L Zn µg/L

1 1,8 426 7,77 3,7 0,476 20,2 3,67 432,25 19,14 9,2 160,8

2 2,2 491 7,85 < 1,5 0,128 17,5 1,95 82,89 3,9 2,71 25,42

3 2,3 535 7,83 < 1,5 0,376 5,84 3,34 255,13 8,01 5,15 54,78

4 2,1 364 7,48 < 1,5 0,557 152 4,78 376,58 6,9 30,65 132,21

5 2,5 201 7,6 4,5 0,181 15,7 2,86 1767,9 140,43 6,84 272,36

6 2,6 596 7,77 4,4 0,274 212 3,16 57,55 8,49 5,62 28,98

7 2,2 247 7,83 3,5 0,145 6,71 1,44 140,03 6,83 1,68 35,96

8 2,0 275 8,12 5,3 0,151 15 1,57 68,24 8,02 1,83 28,03

9 1,6 280 7,75 4,1 0,896 5,64 4,79 156,01 10,59 8,73 93,98

10 2,3 300 7,74 < 1,5 0,106 0,76 0,57 8,11 5,43 0,51 30,98

Tab. 22: Eluatgehalte der anorganischen Parameter in den Säuleneluaten

umfangreiche Daten anderer Proben vor, die in Ta-belle 8, Kapitel 3.1, vorgestellt sind. Bei den PAK-Analysen der 10 Proben wurden keine außerge-wöhnlichen Gehalte festgestellt, und die Ergebnis-se der Säuleneluate (Tabelle 19) deuten auch nichtauf Abweichungen der Feststoffgehalte gegenüberProben von vergleichbaren Straßen hin (Tabellen 8und 22).

3.3 Rückhaltewirkung von Bankettma-terial und Straßenrandböden

Anhand einer weitergehenden Auswertung eigenerDaten und Literaturdaten aus zwei gut dokumen-tierten Quellen wurde die Reinigungswirkung ver-schiedener Behandlungsmöglichkeiten, die anAußerortsstraßen in Deutschland verbreitet sind,untersucht. Die Reinigungsleistung durch zwei ver-schiedene Entwässerungsbecken wird mit der Ver-sickerung des Straßenabflusses durch zwei Grup-pen von Böden, die in Bankette eingebaut waren,verglichen.

Für Straßenrandböden (KOCHER/WESSOLEK2003), Bankettlysimeter (DIERKES/GEIGER 1999)und zwei Typen von Entwässerungsbecken(LANGE et al. 2001) wurden der Eintrag und Aus-trag von Schwermetallen, Mineralölkohlenwasser-stoffen (MKW) und polycyclischen aromatischenKohlenwasserstoffen (PAK) ermittelt. Die beprobtenStandorte lagen vorwiegend an Autobahnen, dieStraßen hatten im Untersuchungszeitraum Ver-kehrsstärken zwischen 35-90.000 Kfz/d (Autobah-nen) und 15-20.000 Kfz/d (Bundesstraßen). Die un-tersuchten Straßenrandböden sind sandig und wei-sen ohne Straßeneinfluss niedrige pH-Werte auf,

die Böden in den Bankettlysimetern wiesen neutra-le pH-Werte auf und enthielten z. T. große Anteilean kalkhaltigem Schotter. Eines der Entwässe-rungsbecken ist ein Betonbecken, das andere eingedichtetes Erdbecken mit vorgeschaltetem Ab-setzbecken. Der Eintrag und Austrag von Schwer-metallen, MKW und PAK wurden in den Straßen-randböden, in Bankettlysimetern und in den Zu-und Abläufen der Entwässerungsbecken bestimmt,der Stoffrückhalt wurde für jede Reinigungsmög-lichkeit berechnet und verglichen. Eine zusammen-fassende Beschreibung der in den Originalarbeitenuntersuchten Standorte und verwendeten Metho-den findet sich in Kapitel 2.4.

In den Tabellen 23 und 24 sind die Konzentrationender Messungen aller drei Studien vergleichend aus-gewertet. In Tabelle 24 ist für die untersuchten or-ganischen Schadstoffe der Anteil der Konzentrati-onsmesswerte eingetragen, der unterhalb des Prüf-wertes für den entsprechenden Stoff liegt. Dieserkann als Wirkungsgrad für das Einhalten niedrigerKonzentrationen in den Abflüssen der Becken bzw.Sickerwässern der Bankettschichten betrachtetwerden.

Außerdem sind in Tabelle 23 der pH-Wert-Bereichder Wasserproben und in Tabelle 24 das Alter derStandorte im Sinne einer Standzeit angegeben. Eskann davon ausgegangen werden, dass an denmeisten Straßenstandorten seit dem Bau derStraße Veränderungen im Bankett- oder Bö-schungsbreich stattgefunden haben. Dabei wurdedas Bodenmaterial aber möglicherweise nur umge-lagert, sodass die Standzeit wahrscheinlich höherist als die seit der letzten Baumaßnahme verstri-chene Zeit. Für das Erdbecken kann davon ausge-

37

Tab. 23: Konzentrationsbereiche der Schwermetalle und pH-Werte (Originaldaten KOCHER/WESSOLEK 2003; DIERKES/GEIGER1999; LANGE et al. 2001)

Konzentrationen im pH-Wert(-) Cadmium(µg/L)

Kupfer (µg/L) Blei (µg/L) Zink (µg/L)

Straßenabfluss 7.2-8.5 0.5-2.4 62-98 11-27 812-1.832

Bodenlösung in 1-.5 m Tiefe, Substrat sandig, kalkfrei, 1 m Entfernung vom Fahrbahnrand

7.1-7.6 < 0.1-0.33 3.6-32 < 0.5-1.56 < 50-142

Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat sandig, kalkfrei,2.5 m Entfernung vom Fahrbahnrand

5.5-7.7 < 0.1-0.33 4.4-29 < 0.5-1.53 < 50-73

Bodenpassage Laborlysimeter, 0.3 m Mächtigkeit, kalk-haltig, 1 m Entfernung vom Fahrbahnrand

7.4-7.7 < 0.4 31-50 < 5-11 44-274

Bodenpassage Freilandlysimeter, 0.3 m Mächtigkeit,kalkhaltig, 1 m Entfernung vom Fahrbahnrand

7.4-8.0 0.5-0.9 26-52 < 4-5 160-490

Ablauf Betonbecken 6.6-7.9 Meist < 0.2 100 39 380

Ablauf Erdbecken 6.3-7.9 Meist < 0.2 27 21 87

Prüfwert Sickerwasser (BBodSchV) 5 50 25 500

gangen werden, dass seit dem Bau kein wesentli-cher Sedimentaustrag stattgefunden hat, sodassdie Standzeit des Sedimentmaterials im Becken derZeit seit dem Bau etwa gleichzusetzen ist. Am Erd-becken zeigte sich im Lauf der zweijährigen Unter-suchungszeit, dass das Sediment aus dem Beckenbei sehr starken Regenereignissen teilweise oderganz ausgeräumt wurde, sodass die „Standzeit” mitunter zwei Jahren anzusetzen ist.

Die Bilder 49 und 50 zeigen vergleichend denFrachtwirkungsgrad der verschiedenen Verfahrenfür die untersuchten Schadstoffe. Es zeigt sich,dass sogar an Standorten mit sandigen kalkfreienBöden mit niedrigen pH-Werten die breitflächigeVersickerung über das Bankett effektiver für den

Rückhalt der Schwermetalle Pb, Cd und Zn ist alsbeide Beckentypen. Das gilt sowohl für die Kon-zentrationsbereiche der Zu- und Abläufe (Tabellen23 und 24) als auch für die Frachten dieser Stoffe.Für Cu ist dagegen die Reinigungsleistung des Erd-beckens höher als die der Bodenpassage, insbe-sondere verglichen mit der Passage durch die kalk-freien Sandböden (Bild 49).

Für die Konzentrationen der organischen Schad-stoffe ist das Ergebnis der Verfahren vergleichbar(Tabelle 24), nur das Betonbecken erreicht bei wei-tem nicht denselben Stoffrückhalt. Zum Vergleichder Frachtwirkungsgrade der PAK und MKW warenfür die Bodenpassage nicht genug Daten verfügbar,sodass nur die deutlich höhere Rückhaltefähigkeitdes Erdbeckens für MKW und PAK hervorgehobenwerden kann (Bild 50). Das Betonbecken hatte gra-vierende Probleme, weil während des Versuchs-zeitraumes durch zwei Starkregenereignisse dievorher abgelagerten Sedimente mobilisiert und

38

Tab. 24: Alter der Standorte und Konzentrationsbereiche der MKW und PAK im Vergleich zu Prüfwerten; n. b. = nicht bestimmt (Ori-ginaldaten KOCHER/WESSOLEK 2003; DIERKES/GEIGER 1999; LANGE et al. 2001)

Konzentrationen im: Alter des Standortes(Jahre)

MKW Anteil der Werte unter

dem Prüfwert

PAK (16/EPA) Anteil der Werte unter

dem Prüfwert

Straßenabfluss - 10 % 0 %

Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat sandig, kalkfrei,1 m Entfernung vom Fahrbahnrand

Mindestens 20, bis < 70

97 % 97 %

Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat sandig, kalkfrei,2.5 m Entfernung vom Fahrbahnrand

Mindestens 20, bis < 70

97 % 97 %

Bodenpassage Laborlysimeter, 0.3 m Mächtigkeit, kalk-haltig, 1 m Entfernung vom Fahrbahnrand

24 + 20 zusätzlicheJahresfrachten

n. b. n. b.

Bodenpassage Freilandlysimeter, 0.3 m Mächtigkeit,kalkhaltig, 1 m Entfernung vom Fahrbahnrand

24 0.1 mg/L (bis 0.8,

analytische Probleme)n. b.

Ablauf Betonbecken ?, < 2 40 % 0 %

Ablauf Erdbecken Mehrere Jahre 97 % 80 %

Prüfwert Sickerwasser (BBodSchV) 0.2 mg/L 0.2 µg/L

Bild 49: Vergleich der Frachtwirkungsgrade – Rückhalt vonSchwermetallen in Böden und Entwässerungsbecken

Bild 50: Vergleich der Frachtwirkungsgrade – Rückhalt vonMKW und PAK in den zwei Entwässerungsbecken

ausgetragen wurden. Das ist eine Hauptursache fürden geringen Wirkungsgrad des Betonbeckens indieser Untersuchung. Durch eine Umgestaltungdes Einlaufes und ggf. der Tauchwände kann aberein wesentlich besserer Schadstoffrückhalt erreichtwerden (GROTEHUSMANN/KASTING/KUNZE,2006)

Es zeigte sich, dass die Passage von nicht gesam-meltem Straßenablaufwasser durch bewachsenenBakettboden, selbst wenn dieser aus kalkfreiemSand besteht, zu besserem Rückhalt und niedrige-ren Schadstoffkonzentrationen im Sickerwasserführt, als es die hier untersuchten Entwässerungs-becken in ihrem Ablauf erreichen konnten.

Für Cu kann die beste Reinigungsleistung mit demErdbecken und durch den bewachsenen kalkhalti-gen Boden erreicht werden. Bei MKW zeigen so-wohl die Passage durch bewachsenen Boden alsauch das Erdbecken gute Reinigungsleistung, we-sentlich besser als das Betonbecken. Auch für denPAK-Rückhalt sind Bodenpassage und Erdbeckensehr viel wirkungsvoller als das Betonbecken. Fürdie Problematik der Ausräumung des Beton-beckens durch Starkregenereignisse wurden durchGROTEHUSMANN/KASTING/KUNZE (2006) Lö-sungsvorschläge erarbeitet und geprüft. Durch diebreitflächige Entwässerung über das Bankett oderggf. den Bau von Erdbecken kann diese Problema-tik ebenfalls vermieden werden.

Bei der Behandlung von Straßenabflüssen vor derEinleitung in Oberflächengewässer werden seit ei-niger Zeit auch Retentionsbodenfilteranlagen ein-gesetzt. Zur Ermittlung der Reinigungsleistung die-ser Anlagen wurden halbtechnische Bodenfilterver-suche durchgeführt (KASTING/GROTEHUSMANN2007). Die Ergebnisse dieser Untersuchung zei-gen, dass es durch den Eintrag von Feststoffen, diemit dem Fahrbahnabfluss auf den Filter aufge-bracht werden, zu einer Zunahme des Ton- undSchluffgehaltes, der Eisen-, Mangan-, und Alumi-niumoxide und der organischen Substanz in deroberen Filterschicht kommt. Die Reinigungsleistungdes Filters wird so durch bessere Filtration und Ad-sorption erhöht. Durch den Stoffeintrag währendder Betriebszeit verringert sich also die Bedeutungdes eingesetzten Filtermaterials für die Reinigungs-leistung der Bodenfilteranlage. Diese Ergebnissekönnen auf Straßenbankette übertragen werden,da die infiltrierende Menge an Straßenabfluss dortvergleichbar oder etwas geringer ist (KOCHER/WESSOLEK 2003).

Eine umfangreiche und langjährige Untersuchung ineiner Lysimeteranlage an einer Kreisstraße beiAugsburg zum Test verschiedener platzsparenderVersickerungsvarianten für Straßenablaufwasser(NADLER A., MEIßNER E. 2004) sowie eine sehrdetaillierte Untersuchung von Straßenbanketten aufSchadstoffeinträge und ihren Schadstoffrückhalt(BOLLER et al. 2005) belegen beide ebenfalls dielangjährig sehr gute Reinigungsleistung von Banket-ten.

4 Diskussion

4.1 Vergleichbarkeit der Untersuchun-gen

Die Vergleichbarkeit von Bankettuntersuchungen,die nach LAGA M20 erhoben wurden, mit Daten,die nach Bodenschutzrecht erhoben wurden, haltenwir im vorliegenden Fall für gegeben. Die großeStreubreite der gefundenen Werte bei den Bankett-untersuchungen entsteht eher aufgrund der unter-schiedlichen Verkehrsstärken und Ablagerungsbe-dingungen am Fahrbahnrand, nicht aufgrund vonmethodenbedingten Unterschieden. Die Auswirkun-gen nicht auszuschließender Methodenunterschie-de auf Ergebnisse der vorliegenden Auswertungwerden als unbedeutend angesehen.

4.2 Mögliche Quellen auffälliger Stoffeim Bankettmaterial

Mit der vorliegenden Untersuchung konnte gezeigtwerden, dass die untersuchten anorganischen Stof-fe trotz zum Teil recht hoher Gehalte im Bankett-material sehr gut gebunden werden. Im Eluat oderSickerwasser sind nur leichtlösliche Bestandteilewie beispielsweise Chorid zu finden. Die Geringfü-gigkeitsschwellen und die Z0/Z0*-Werte für die un-eingeschränkte Verwertung von Bodenmaterialwerden von den Eluatgehalten der meisten Probennicht überschritten. Dies bestätigen außer den aus-gewerteten Bankettanalysen auch umfangreicheFelduntersuchungen verschiedener Autoren unterrealistischen Bedingungen an Straßen.

Ein Stoff, der nicht so gut zurückgehalten wird, istKupfer.

Tabelle 25 zeigt die Unterschreitung bzw. Über-schreitung der Bezugswerte für Eluate durch die90-Perzentile der Messwerte aller Proben. Über-

39

schreitungen der Leitfähigkeitswerte werden hiernicht näher betrachtet, da sie vorwiegend durchden Tausalzeinsatz bedingt, zur Zeit unvermeidlichund nicht persistent sind. Alle 90-Perzentile derSchadstoffe halten die Prüfwerte der Bodenschutz-verordnung ein. Das 90-Perzentil von Kupfer hältden Prüfwert der Bodenschutzverordnung ein,überschreitet aber die Geringfügigkeitsschwelleund den Z0/Z0*-Wert des Eckpunktepapiers derLAGA. Bei der ausschließlichen Betrachtung derProben mit DTV < 20.000 verändern sich die 90-Perzentile, sie liegen bis auf Arsen tiefer. Die Zu-ordnung der Über- und Unterschreitungen verän-dert sich aber dadurch nicht.

Für organische Stoffe liegen nur zehn Eluatwertefür PAK aus den Säulenversuchen vor. Das 90-Per-zentil davon unterschreitet sowohl den Prüfwert derBodenschutzverordnung als auch die Geringfügig-keitsschwelle der LAWA.

Aufgrund der Konzentrationsverteilung in Boden-feststoff und Eluaten, des Verhaltens bei den Säu-lenversuchen und der bekannten oder vermutetenQuellen können die untersuchten Schadstoffe undParameter in Gruppen eingeteilt werden:

A Feststoff bzw. Eluat oder beides unproblema-tisch: Quecksilber, Thallium, Chlorid, Sulfat,Cyanid, BTX, LHKW.

B Geogen z. T. erhöhte Gehalte, kaum verkehrs-abhängig, Eluat unproblematisch: Nickel,Chrom, Arsen.

C Verkehrsbedingt, Feststoff erhöhte Gehalte,Eluat unproblematisch: Blei, Zink, Cadmium.

D Vermutlich verkehrsbedingt, Feststoff erhöht,nur wenige oder keine Eluatwerte vorhanden,Rückhalt durch starke Bindung an Humusgehal-te im Bankett: EPA-PAK, B(a)P, MKW, 6 PCB,EOX.

E Verkehrsbedingt, Feststoff erhöhte Gehalte,Eluat ebenfalls: Kupfer.

Als auffällig werden hier die Gruppen D und E be-trachtet, also Kupfer, MKW, PCB und EOX, einge-schränkt auch PAK, da die Eluat-Datenbasis nichtsehr umfangreich ist. Für Kupfer überschreitet das90-Perzentil die Z0/Z0*-Werte des Eckpunktepapie-res. Für die organischen Stoffe liegen nur wenigebzw. keine Eluatwerte vor, sodass der Stoffrückhaltnur vermutet und nicht geprüft werden kann. Umeine bessere Einschätzung möglicher Quellen derorganischen Stoffe zu geben, werden die Stoffgrup-pen jeweils kurz vorgestellt. Die Angaben sind über-wiegend aus Bodenschutz- und Altlastenwebsitesder Landesumweltämter entnommen. Die entspre-chenden Links sind am Ende des Literaturverzeich-nisses zusammengestellt.

4.2.1 Kupfer

HILLENBRAND et al. (2005) haben eine umfang-reiche Zusammenstellung von Literaturwerten derGehalte von Blei, Kupfer und Zink in Bremsbelä-gen, Reifen und Fahrbahnabrieb erarbeitet. Die

40

Tab. 25: Unterschreitung bzw. Überschreitung der Bezugswerte für Eluate durch die 90-Perzentile der Messwerte aller Proben undder Proben mit Verkehrsstärken unter 20.000 Kfz/24 h; für PAK liegen Säuleneluate von 10 Proben vor

Parameter Einheit 90-Perzentil Bakettdaten

90-Perzentil Bakettdaten DTV

< 20.000

GFS LAWA Prüfwert SickerwasserBBodSchV

Z0/Z0*-Wert EckpunktpapierBoden LAGA

pH-Wert - 8,31 8,2 +

El Leifähigkeit µS/cm 284 278 -

Chlorid mg/L 19 20 + +

Sulfat mg/L 4,12 4,82 + +

Arsen µg/L 5,0 8,9 + + +

Blei µg/L 20 20 - + +

Cadmium µg/L 0,5 0,5 + + +

Chrom (gesamt) µg/L 6,0 5,0 + +

Kupfer µg/L 48,3 38,4 - + -

Nickel µg/L 10 10 + + +

Quecksilber µg/L 0,15 0,15 + + +

Zink µg/L 89 70 - + +

PAK EPA µg/L 10 Säuleneluate: 0,14 + +

Zinkabtragsrate der Oberfläche von Straßenaus-rüstungsgegenständen wie Schutzplanken undVerkehrsschildern wurde geschätzt. Durch Kombi-nation dieser Gehalte mit mittleren Abriebsratenhaben sie fahrzeugspezifische Emissionsraten undAbriebraten für verzinkte Oberflächen berechnetund Gesamtemissionsmengen der drei Metalle ab-geschätzt. Daraus sind in Tabelle 26 die für Stra-ßenverkehr und Straßenausrüstung spezifischenWerte zusammengestellt. Die Angabe zur Fahr-bahnabriebsrate aus MUSCHACK (1989) mit 1mm/a für Autobahnen und 0,8 mm/a für Bundes-straßen ist möglicherweise zu hoch. Beim Vergleichder Emissionsraten in Tabelle 26 zeigt sich jedoch,dass dies auf die Abschätzung der Gesamtemissi-on keinen großen Einfluss hat.

Für Kupfer ist die Freisetzung aus diffusen Quellengleich oder sogar höher als der Gesamtausstoßaus Großanlagen. So betrug nach einer Erhebungder EU (EU-Kommission 2006) in den Jahren 2001-2003 der jährliche Ausstoß an Kupfer durch denStraßenverkehr in der EU-25 insgesamt 260 Ton-nen, beinahe das Doppelte der Menge, die ein-schlägigen Rechtsvorschriften unterliegende Groß-anlagen in der EU-25 im Jahr 2004 freigesetzthaben. Als Hauptursache für die Emission von Kup-fer in die Atmosphäre sehen die Autoren den Kup-feranteil in Pkw-Bremsen. Auch in der Landwirt-schaft wird Kupfer in größeren Mengen eingesetzt,vor allem als Fungizid. Die Aufwandmenge inDeutschland beträgt nach Angabe von HILLEN-BRAND et al. etwa 320 t/a. Der größte Teil davonverbleibt direkt in den landwirtschaftlich genutztenBöden.

Im Widerspruch zu den EU-Angaben steht dieMenge, die HILLENBRAND et al. (2005) für dieFreisetzung von Kupfer aus Bremsabrieb mit 930 t

Kupfer pro Jahr allein in Deutschland ermittelthaben. Die Autoren erwarten, dass die Emissionenvon Kupfer, die nach ihren Quellen überwiegendaus Bremsbelägen stammen, weiter ansteigen wer-den. Sie weisen darauf hin, dass für die hohen Kup-fergehalte in Bremsbelägen keine technische Not-wendigkeit bestehe, da im Ersatzteilmarkt auchkupferfreie Bremsbeläge erhältlich seien.

Die in Tabelle 26 abgeschätzten Daten weisengroße Unsicherheiten auf. Beispielsweise ergabensich bei der Ermittlung der fahrzeugspezifischenEmissionsfaktoren relativ breite Spannen, derenStandardabweichungen so groß sind wie die Mittel-werte. Das sollte bei der Bewertung berücksichtigtwerden. Für die ebenfalls berechneten Einträge derdrei Schwermetalle in Gewässer konnten HILLEN-BRAND et al. anhand von Daten aus Regenwas-serkanälen und Kläranlagen eine Plausibilisierungvornehmen, die eine sehr gute Übereinstimmungerbrachte. Für die Einträge in Böden ist das nichtohne weiteres möglich, da hier bisher keine ver-gleichbaren Daten vorliegen. Insofern ist die Stoff-bilanzierung für Bankettmaterial in Tabelle 27 einBeitrag zur Verbesserung der Informationslage.

Auf Basis der Datenauswertung von Bankettproben(Tabelle 27) und der Mengenverteilung von Bankett-material von klassifizierten Straßen wurde fürSchwermetalle der Stoffbestand in Bankettmaterialberechnet (Tabelle 28). Bei Schwermetallen machendie Hintergrundwerte meist einen großen Anteil desStoffbestandes aus. Dieser Anteil wurde berechnetund vom Gesamtstoffbestand subtrahiert. So kanndie Zusatzbelastung fahrbahnnaher Standorte mitSchwermetallen durch den Straßenverkehr undStraßenausrüstung abgeschätzt werden.

41

Tab. 26: Gesamtabrieb und Gesamtemissionsraten von Kupfer, Blei und Zink aus dem Straßenverkehr und Straßenausrüstung (Zu-sammenstellung nach HILLENBRAND et al. 2005)

Abrieb (t/a) Kupfer (t/a) Blei (t/a) Zink (t/a)

Fahrbahn 1.737.120 4,3 7,1 149

Verlust und Korrosion von Auswuchtgewichten aus Blei n. b. n. b. 8,77 n. b.

Bremsbeläge 12.350 928 61,5 309

Reifen 111.420 n. b. 2,69 1.620

Summe Emission Fahrzeugverkehr n. b. 932 80,1 2.078

Davon außerorts freigesetzt n. b. 685 58,9 1.528

Einträge aus Kfz in den Boden (direkt/diffus weitverteilt) n. b. 356/441 37,3/29,7 1.215/455

Eintrag aus Straßenausrüstung in Böden n. b. n. b. n. b. 207

Die Zusammenstellung des in Bankettmaterial ent-haltenen Stoffbestandes in Tabelle 28 kann unter-schiedliche Verteilungen durch Strecken mit undohne Schutzplanken oder auf Böden mit verschie-denen Eigenschaften nicht berücksichtigen. Auchist die Wahl eines pauschalen Hintergrundwertesfür alle Standorte eine starke Vereinfachung. Bei-spielsweise sind die hohen Zusatzbelastungen vonNickel und Chrom an Kreisstraßen sicher ein Effekthöherer Hintergrundwerte als der hier verwende-ten. Dadurch können sich auch geringe negativeWerte ergeben, diese wurden hier gleich null ge-setzt.

Teilweise ist der Stoffbestand, der aus den Hinter-grundwerten berechnet wird, größer als der aus derZusatzbelastung. Dies zeigt zwar auch Schwächenbei der Wahl der Hintergrundwerte, macht aberauch deutlich, dass viele der Proben im Schwan-

kungsbereich der gesteinsabhängigen Hintergrund-werte liegen, obwohl die Hintergrundwerte in Tabel-le 2 ohne Böden aus stark belasteten natürlichenGesteinen zusammengestellt wurden. Die Entfer-nung von Bankettmaterial aus dem Straßenseiten-raum würde diesen Bereich weniger von Schad-stoffen entfrachten als es auf den ersten Blick beiBetrachtung der Gesamtschadstoffgehalte er-scheint.

Böden haben eine Filter- und Pufferfunktion fürviele Schadstoffe. Diese ist im Fall von Bankettma-terial ebenfalls nachgewiesen und langjährig wirk-sam, auch wenn durch vorangegangene Einträgeschon erhöhte Konzentrationen vorliegen. Die ein-zige Ausnahme sind die hier festgestellten erhöhtenKupfergehalte im Eluat. Die löslichen Anteile desSchwermetalls Kupfer im Bankett sind deutlichgrößer als bisher bekannt war. Dies wurde sowohl

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Tab. 27: Stoffkonzentrationen in Bankettmaterial und Hintergrundwerte II aus Tabelle 2 für die klassifizierten Straßentypen

Blei Zink Cadmium Kupfer Nickel Quecksilber Chromgesamt

Stoffkonzentrationen (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)

Median alle Daten 41 127 0,25 36,0 21,0 0,10 24,2

Median Autobahnen (BAB) 242 338 1,50 84,6 24,0 0,15 35,0

Median Bundesstraßen (BS) 38 119 0,25 31,2 11,7 0,05 14,9

Median Landesstraßen (LS) 26 87 0,25 27,3 24,0 0,09 24,2

Median Kreisstraßen (KS) 26 105 0,25 32,0 45,0 0,15 40,0

Hintergrundwerte 30 47 0,27 11,7 14,7 0,06 18,3

Tab. 28: Stoffbestand von Schwermetallen in Bankettmaterial gesamt und abzüglich der Hintergrundwerte II aus Tabelle 2 für dieklassifizierten Straßentypen

Bankett-material

Blei Zink Cadmium Kupfer Nickel QuecksilberChromgesamt

(Mio. t/a) (t/a) (t/a) (t/a) (t/a) (t/a) (t/a) (t/a)

Stoffbestand in BSG

Alle klassifizierten Straßen 2,31 95,4 293,4 0,578 83,2 48,5 0,231 55,9

BAB 0,12 29,0 40,6 0,180 10,2 2,9 0,018 4,20

BS 0,41 15,6 48,8 0,103 12,8 4,8 0,021 6,11

LS 0,87 22,4 75,7 0,218 23,8 20,9 0,078 21,1

KS 0,91 23,7 95,1 0,228 29,1 41,0 0,137 36,4

Stoffbestand ohne Hintergrundwerte (Zusatzbelastung)

Alle klassifizierten Straßen 26,1 184,8 0 56,1 14,6 0,09 13,6

BAB 25,4 34,9 0,15 8,7 1,12 0,01 2,0

BS 3,3 29,5 0 8,0 0 0,00 0

LS 0 34,8 0 13,6 8,1 0,03 5,1

KS 0 52,3 0 18,5 27,6 0,08 19,7

an Laboranalysen als auch bei Feldversuchen fest-gestellt. In größerer Tiefe treten noch erhöhte Kon-zentrationen auf. Aber auch auf den empfindlichs-ten Böden, kalkfreien Sandböden, ist ein Rückhaltvorhanden. Nach einer Sickerstrecke von einemMeter wird die Geringfügigkeitsschwelle für Kupferan den vier untersuchten stark befahrenen Bundes-straßen und an zwei der vier untersuchten Auto-bahnstandorten eingehalten (KOCHER/WESSO-LEK 2003).

Es sollte darüber nachgedacht werden, ob es einewirksame und angemessene Vorsorgemaßnahmeist, Bankettmaterial von der Emissionsquelle zuentfernen, solange diese weiterbesteht. Das Mate-rial erfüllt im direkten Einflussbereich der straßen-verkehrsbedingten Stoffeinträge sehr wirksam dieFunktion, deponierbare Stäube und Inhaltsstoffedes Straßenabflusswassers zu binden und zurück-zuhalten.

Es wäre dessen ungeachtet wünschenswert, dieKupferemissionen und damit die Einträge von Kup-fer in den Straßenseitenraum stark zu reduzieren.Dadurch würde sich auch die hier nicht betrachteteFreisetzung von Kupfer in den luftgetragenenTransport verringern, die nach HILLENBRAND etal. einen großen Anteil der straßenverkehrsbeding-ten Kupferemissionen ausmacht und zur weit ver-teilten diffusen Belastung von Böden, Gewässernund Lebewesen beiträgt.

4.2.2 PAK, MKW

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe(PAK) bilden eine Stoffgruppe von organischen Ver-bindungen, die aus mindestens zwei und mehrerenmiteinander verbundenen Benzolringen bestehen.PAK sind überwiegend chemisch neutral und unpo-lar. Sie sind nur sehr gering wasserlöslich. Mit zu-nehmender Anzahl Ringe bzw. mit zunehmenderMolekülgröße sind PAK schwerer flüchtig undschwerer löslich in Wasser. PAK sind natürlicherBestandteil von Kohle und Erdöl. Der bei der Ver-kokung von Steinkohle anfallende Teer enthälthohe Anteile an PAK. Daher ist seine Verwendungim Straßenbau und z. B. als Dachpappe in der BRDseit etwa 1970 verboten. Im Gegensatz dazu ent-hält das bei der schonenden Destillation von Erdölentstehende Bitumen nur geringe Spuren an PAK.

PAK entstehen bei der Pyrolyse (unvollständigeVerbrennung) von organischem Material (z. B.Kohle, Heizöl, Kraftstoff, Holz, Tabak) und sind des-wegen weltweit nachzuweisen. Der überwiegende

Anteil der PAK stammt heute aus anthropogenenProzessen, sie können aber auch natürlichen Ur-sprungs sein (Waldbrände).

Insgesamt weisen die PAK eine geringe Löslichkeitauf. Während Naphthalin noch mit ca. 30 mg/L re-lativ gut löslich ist, kann Benzo(a)pyren nur mit ma-ximal 2 µg/L gelöst werden, d. h., mit zunehmendermolarer Masse nimmt die Löslichkeit schnell ab.Gleichzeitig nimmt auch die Tendenz zur Sorptionzu. Höhermolekulare PAK mit vier und mehr Ringenliegen in der Luft und im Boden überwiegend parti-kelgebunden vor (Chrysen, Pyren, Benzo(a)anthra-cen, Dibenzo(a,h)anthracen, Benzo(b)fluoranthen,Benzo(k)fluoranthen, Benzo(a)pyren, Benzo(g,h,i)perylen, Indeno(1,2,3-cd)pyren). NiedermolekularePAK mit zwei und drei Ringen liegen in der Luftauch gasförmig vor, im Untergrund teilweise gelöstim Sicker- oder Grundwasser (Naphtalin, Acenaph-tylen, Acenaphten, Anthracen, Phenanthren, Fluo-ren). Generell gelten PAK bis 3 Ringe als gut ab-baubar, danach nimmt die Abbaubarkeit wegen Ab-nahme der Bioverfügbarkeit stark ab. Dies führtdazu, dass im Lauf der Zeit eine relative Anreiche-rung höherkerniger PAK stattfinden kann.

Fast alle PAK, die aus mehr als vier Benzolringenbestehen, sind nachweislich karzinogen (krebserre-gend). Wegen ihrer Persistenz, ihrer Toxizität undihrer ubiquitären Verbreitung haben PAK einegroße Bedeutung als Schadstoffe in der Umwelt.Bereits in den 1980er Jahren hat die amerikanischeBundesumweltbehörde (USEPA) aus den mehrerehundert zählenden PAK-Einzelverbindungen 16Substanzen in die Liste der „Priority Pollutants” auf-genommen. Diese 16 „EPA-PAK” werden seitdemhauptsächlich und stellvertretend für die ganzeStoffgruppe analysiert.

Benzo(a)Pyren (B(a)P) ist ein aus 5 Benzolringenbestehender polycyclischer aromatischer Kohlen-wasserstoff (PAK) und stark kanzerogen. Er ent-steht wie PAK allgemein beim Erhitzen von organi-schem Material unter Luftabschluss und bei unvoll-ständiger Verbrennung.

Mineralölkohlenwasserstoffe (KW/MKW) sind Ver-arbeitungsprodukte von Rohölen, z. B. Ottokraft-stoffe, Diesel, Heizöle, Motoröle oder Schweröle.Die MKW fassen daher eine Vielzahl von Sub-stanzgruppen zusammen, die wiederum aus zahl-reichen Einzelsubstanzen bestehen.

MKW werden bevorzugt unter aeroben Bedingun-gen biologisch abgebaut. Mit zunehmender Ketten-

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länge oder Verzweigung weisen die Alkane eine ab-nehmende Wasserlöslichkeit und damit abnehmen-de Bioverfügbarkeit auf. Der Abbau der langketti-gen n-Alkane nimmt deshalb mehr Zeit in Anspruch.Insgesamt führen die unterschiedlichen Abbauge-schwindigkeiten zu einer Fraktionierung der MKWin Boden oder Grundwasser. Die aerobe biologi-sche Abbaubarkeit ist gut für Molekülgrößen vonC4-C17, dagegen nur mäßig für längere Ketten undIso- oder Cycloalkane.

Die chemische Analytik auf KW C10-C40 erfolgtgaschromatografisch. Die dabei gefundenen Mo-lekülgrößen repräsentieren etwa die folgendenStoffe: C5-C10: Ottokraftstoffe; C10-C21: Diesel-kraftstoff, C9-C23: Heizöl EL; C10-C16: Kerosin;C17-C40: Schmieröle.

Dass PAK und MKW durch den Straßenverkehremittiert werden, ist schon lange bekannt. Durchverbesserte Fahrzeugtechnik und Katalysatorenhaben sich die Emissionen in den letzten Jahr-zehnten deutlich verringert. Eine Stoffbilanzierungvergleichbar der der Schwermetalle ist nicht be-kannt. Die Rückhaltung von MKW und PAK in Ban-kettböden konnte von mehreren Autoren nachge-wiesen werden (KOCHER/WESSOLEK 2003, BOL-LER et al. 2005). Für die organischen SchadstoffePAK und MKW wurde wie für die Schwermetalleeine starke Bindung an die Bodensubstanz, vorallem an den Humusanteil des Oberbodens bzw.des Bankettmaterials, festgestellt. Im Unterschiedzu Schwermetallen und anderen anorganischenParametern liegen allerdings nur wenige Messwer-te der eluierbaren Anteile vor. Hier lieferten die Säu-lenversuche wichtige neue Informationen für PAK.An neun von zehn beprobten Standorten an Auto-bahnen und stark befahrenen Bundesstraßen wur-den die PAK-Geringfügigkeitsschwelle für Grund-wasser und der Prüfwert der Bodenschutzverord-nung für den Pfad Boden-Grundwasser schon imEluat des Bankettmaterials eingehalten.

4.2.3 PCB, EOX

Polychlorierte Biphenyle (PCB): Die chemischeGrundstruktur dieser Stoffgruppe ist das Biphenyl-Molekül. Die 209 Kongenere unterscheiden sichdurch Anzahl und Stellung von Chloratomen. Ana-lysiert werden 6 besonders umweltrelevante Kon-genere.

Folgende Anwendungsbereiche lagen für offeneSysteme vor: Weichmacher für Lacke, Harze undKunststoffe; Imprägnier- und Flammschutzmittel für

Papier, Gewebe und Imprägnierfarben; Schmier-mittel; Beschichtung von Transparent- und Durch-schlagpapier; Zusatzstoff in Klebstoffen und Kitten;Zusatz zu Insektiziden zur Verlängerung der Wirk-dauer. Die Hauptanwendung PCB-haltiger Fugen-massen im Betonfertigbau fand zwischen 1955 und1975 statt. Das Verwendungsmaximum lag zwi-schen 1964 und 1972. Anwendungsbereiche insog. geschlossenen Systemen (PCB sind durch einGehäuse gegenüber der Umwelt abgeschottet)sind: Isolier- und Kühlflüssigkeit für Transformato-ren und Gleichrichter; Hydraulikflüssigkeit in Hub-werkzeugen (vor allem im Bergbau); Zusatzdielek-trikum in Starkstromkondensatoren; Wärmeüberträ-gerflüssigkeit in Kühlsystemen und Radiatoren. Bisetwa 1981-83 enthielten nahezu alle Kleinkonden-satoren als Elektroisolierflüssigkeit PCB. Die Ver-wendung von PCB wurde 1978 auf sog. geschlos-senen Systeme beschränkt. Die Produktion vonPCB wurde in der BRD 1982 eingestellt. Die maß-gebliche gesetzliche Regelung ist die PCB-Verbots-verordnung von 1989. Kontaminationen der Raum-luft sind in der Mehrzahl auf PCB-haltige Fugen-massen, PCB-haltige Anstriche oder LeckagenPCB-haltiger Kondensatoren zurückzuführen

PCB sind nur gering flüchtig. Die biologische Ab-baubarkeit ist gering, die Verbindungen sind sehrstabil. PCB kommen natürlich nicht vor. Sie wirkenimmuntoxisch. Es findet eine Anreicherung in derNahrungskette statt, da PCB lipophil u. gering ab-baubar sind. Der Abbau im Boden ist extrem lang-sam, mit zunehmender Chlorierung nimmt die Ab-baubarkeit ab. Die Wasserlöslichkeit ist sehr gering,dadurch weisen die PCB nur eine geringe Mobilitätauf. Sie adsorbieren leicht an Huminsäure u. Eisen-oxiden, auch dies verringert die Mobilität. Allerdingszeigen neuere Untersuchungen zur Mobilität wider-sprüchliche Ergebnisse, die vermutlich u. a. mit derArt der eingesetzten Stoffe und Modellsysteme zu-sammenhängen.

Extrahierbare Halogenierte Kohlenwasserstoffe(EOX) sind ein Summenparameter für schwerflüch-tige organische Halogene, die mit einem unpolarenLösungsmittel wie Hexan extrahierbar sind, PCB,Dioxine, Furane, Pestizide sind darin enthaltenbzw. werden bei Extraktion und Analyse mit erfasst.

Für mehrere bisher nur wenig untersuchte organi-sche Stoffgruppen wurden zum Teil deutlich erhöh-te Gehalte im Bankettmaterial festgestellt. Das be-trifft PCB und EOX. Diese Stoffgruppe ist als prio-ritäre Verunreinigung der Gruppe der „persistant or-ganic pollutants” (POPs) eingestuft, da die Be-

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standteile in der Natur nicht oder kaum vorkommen,nur sehr wenig biologisch abbaubar sind, sich sehrgut in biologischen Geweben akkumulieren und so-wohl chronische als auch akute hohe oder sehrhohe Toxizität aufweisen.

Bisher wurde das Auftreten dieser Stoffe in Banket-ten und Straßenrandböden noch nicht festgestelltoder systematisch untersucht. Es waren Einzel-messwerte in einigen Bundesländern aufgefallen,die aber für Ausreißer gehalten wurden. Die Quel-len der hohen Gehalte sind nach Aussage der Bun-desländer bisher nicht bekannt. Vermutet wurdenbisher Verunreinigungen in Reifen und erhöhteKonzentrationen aus belastetem Bankettbaumate-rial.

Dazu wurde neuere Literatur ausgewertet. Datenaus Seesedimenten, die den Zeitraum von 1848 bis1999 umfassen, zeigen aktuell gegenüber den1960er Jahren deutlich gesunkene Einträge anPCB und anderen schwerflüchtigen halogeniertenVerbindungen (ZENNEGG et al. 2007). Das betrifftebenso Untersuchungen an Sedimenten in Teichenund Seen, die direkt Abflusswasser stark befahre-ner Straßen erhalten, wie beispielsweise der Pück-lerpfuhl in Berlin. Im Sediment dieser innerstädti-schen Versickerungsanlage konnte durch tiefenzo-nierte Beprobung festgestellt werden, dass die PCBein Zufuhrmaximum in den 60er Jahren hatten(PERNAK/LESCHBER 1992). Der straßenspezifi-sche Parameter PAK zeigte hingegen keine Zu-fuhrabnahme in der jüngeren Vergangenheit (LAM-BERT 2007). Die PCB-Gehalte der 80ziger Jahre inden Sedimenten der Versickerungsanlage Pückler-pfuhl, wo ausschließlich Straßenabfluss zufliesst,zeigten mit dem innerstädtischen Plötzensee, inden kein Straßenabfluss eingeleitet wird, vergleich-bare PCB-Gehalte. Hingegen konnte bei demstraßenspezifischen Schwermetall Zink am Plöt-zensee um den Faktor 10 geringere Gehalte fest-gestellt werden (LAMBERT 2007), sodass der Stra-ßenverkehr als PCB-Quelle kaum in Frage kommt.

Die Konzentrationen von PCB im Greifensee nah-men zwischen 1930 und 1960 um mehr als eineGrößenordnung von 0,0057 mg/kg auf 0,130 mg/kgzu (ZENNEGG et al. 2007). Nach diesem Maximumnahmen die Konzentrationen aufgrund des Produk-tionsstopps für PCB wieder ab, bis etwa Mitte der1980er Jahre der Stand von 1930 erreicht war. Die-ser hier beschriebene Konzentrationsbereich der1980er Jahre entspricht fast genau dem Konzen-trationsbereich zwischen dem Median- und Mittel-

wert der PCB-Gehalte in den Bankettproben (Ta-belle 12), also einem verbreiteten Konzentratione-bereich ohne extreme Messwerte. Bei den hier aus-gewerteten Bankettproben treten sehr viele Wertevon PCB und EOX unter der Bestimmungsgrenzeauf, kaum Werte im mittleren Konzentrationsbe-reich und etwa 10 bis 15 % der Werte in einem sehrhohen Konzentrationsbereich. Das deutet zusam-men mit der oben dargestellten Zeitabhängigkeitder anderenorts festgestellten Immissionen nichtauf straßenverkehrsbezogene Quellen, sondernauf standortbezogene Quellen hin.

Hohe EOX-Gehalte können durch PCB, aber auchdurch andere schwerflüchtige halogenierte Verbin-dungen, wie polychlorierte/fluorierte Dioxine(PCDD/F) oder halogenierte Pestzide, hervorgeru-fen werden. Die in den ausgewerteten Proben ge-messenen EOX-Konzentrationen weisen auf weite-re schwerflüchtige chlorierte Kontaminanten hin, dadie Konzentrationen deutlich höher liegen als dieder PCB.

PCDD/F weisen nach ZENNEGG et al. im Greifen-see allerdings dasselbe zeitliche Verhalten wiePCB auf, sodass aktuell hohe Emissionen ebenfallsnicht zu erwarten sind. Andere Autoren stellenebenfalls keine ubiquitären hohen Konzentrationenin dicht besiedelten Gebieten fest (ZHANG et al.2007). Allerdings gibt es Hinweise, dass sich PCBschwermetallkatalysiert in Flugaschen von Verbren-nungsprozessen bilden können. DYKE et al. (2007)stellten fest, dass in Dieselabgasen PCDD/F undPCB enthalten sein können und dass ein oxidieren-der Katalysator deren Konzentrationen um etwa 3/4vermindert.

Für PCB und EOX liegen keine direkt an Straßendurchgeführten Untersuchungen zur Mobilität vor.Es kann jedoch aus den chemisch-physikalischenEigenschaften dieser Stoffe und den oben genann-ten Untersuchungen aus verwandten Umweltberei-chen auf ihr Verhalten geschlossen werden. EineVerlagerung dieser relativ schwerlöslichen undschwerflüchtigen Stoffe in tiefere Bankettbereicheoder das Grundwasser ist damit nahezu ausge-schlossen.

Aufgrund der Persistenz der Stoffgruppen PCB undEOX ist aber mit weiter ansteigenden Konzentratio-nen in den nächsten Jahren und Jahrzehnten zurechnen, wenn tatsächlich ein Eintrag durch denStraßenverkehr stattfinden sollte. Diese Fragekonnte durch die Literatur- und Datenauswertungnicht abschließend geklärt werden.

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Wenn so belastetes Material als Abfall entsorgtwerden soll, muss mit höherem Kostenaufwandund je nach Bundesland ggf. einer Einstufung alsgefährlicher Abfall gerechnet werden. Eine genaue-re Untersuchung einiger betroffener Standorte istzu empfehlen, um die Ursache der Belastung fest-stellen zu können.

4.3 Empfehlungen zum Umgang mitBankettmaterial

Die in Kapitel 3.3 zusammengefassten Studien be-legen, dass schon die oberen 30 cm eines bewach-senen kalkhaltigen Banketts eine sehr hohe Reini-gungsleistung erbringen, ebenso ein Bankett auseiner 1 m mächtigen Schicht aus kalkfreiem Sandmit bewachsenem humosem Oberboden. Die ein-getragenen partikulären Stoffe tragen zum Erhaltder Sorptionsfähigkeit bei, sodass Unterschiede derBodenart relativiert werden. Die breitflächige Vertei-lung des Straßenabflusses über das Bankett unddie Versickerung in Bankett und Böschung durchden bewachsenen Oberboden stellten sich als daswirksamste Reinigungsverfahren heraus, auch nachjahrzehntelanger Standzeit der Bankette.

Diese Standardmethode zur Behandlung von Stra-ßenablaufwasser ist in den meisten Ländern auchbei stark befahrenen Autobahnen gebräuchlich.Bankette und Böschungen dienen dabei nicht nurder Standfestigkeit des Straßenbauwerkes. Auchihre Wirkung als hydraulischer Zwischenspeicherfür Straßenabfluss und Filter- und Puffermedium fürdie eingetragenen Schadstoffe sollte mehr ins Be-wusstsein rücken. Als Ergebnis des Rückhalts vonSchwermetallen und organischen Schadstoffenstellen sich jedoch in der Literatur gut beschriebe-nen Anreicherungen dieser Stoffe in den oberenSchichten von Bankett und straßennahen Bödenein. Im Bereich der obersten straßennahen Schich-ten kann es zu Überschreitungen der Vorsorgewer-te der Bodenschutzverordnung kommen. Wenn sol-ches Material aus dem Zuständigkeitsbereich derStraßenbauverwaltung entfernt wird, muss es nachdem Bundesbodenschutzgesetz untersucht undmüssen Vorgaben für die zukünftige Verwendungbeachtet werden.

Über die Entnahme von Bankettmaterial ist der Ent-zug größerer Schadstoffrachten aus dem „SystemStraße” möglich. Es sollte allerdings bedacht wer-den, dass viele der Stoffe, die vom Straßenverkehremittiert werden, auch relevante Hintergrundkon-

zentrationen haben, sodass ein großer Teil derdann entzogenen Frachten natürlichen Ursprungsoder weit verbreitet vorhanden ist.

Deshalb stellt sich die Frage, ob der Verbleib vonBankettmaterial im Einflussbereich der straßenver-kehrsbedingten Schadstoffeinträge nicht eine wir-kungsvollere Umweltschutzmaßnahme ist als dieEntnahme und der Transport an einen anderen Ort.Dieses Material bindet trotz der Vorbelastung wei-terhin Schadstoffe. Die Reichweite der deutlich er-höhten Schadstoffeinträge kann mit der des Spritz-wassers gleichgesetzt werden und lässt sich mitetwa fünf bis maximal zehn Meter angeben.

In Frage kommt die Verwendung als Oberboden-material im Einflussbereich der Straßenverkehrs-immissionen. Dafür gelten keine Anforderungenan den Gehalt organsicher Substanz (TOC), aberdie bisher gestellten Anforderungen an die Schad-stoffgehalte im Feststoff sind schwer einzuhalten.Hier könnte eine DTV-Grenze festgelegt werden,unterhalb welcher die Verwendung ohne Anforde-rungen oder besondere Untersuchungen generellmöglich ist. Dazu wird im Ausblick ein Vorschlaggemacht.

Außerhalb des Einflussbereiches der Schadstoff-einträge ist die Verwendung im Erdbau für techni-sche Bauwerke möglich. Allerdings kann die Anfor-derung der LAGA M20 (2004) an die TOC-Gehaltefür die Verwertung mineralischer Abfälle oft nichteingehalten werden. Da es sich dabei aber umHumus handelt, also um einen natürlichen Boden-bestandteil, sollten hier Einschränkungen nur inbautechnischer Hinsicht gemacht werden. Zahlrei-che Messwerte belegen, dass das Bankettmaterialtrotz hoher Kohlenstoffgehalte niedrige Atmungsra-ten bzw. Gasbildungsraten aufweist (Tabelle 14),sodass eine Verwertung auch unterhalb der durch-wurzelbaren Bodenschicht ohne negative Folgenmöglich ist.

Mehr als 70 % der untersuchten Bankettproben anBundes-, Landes- und Kreisstraßen sind nach denZuordnungswerten der LAGA M20 (2004) für denoffenen Einbau geeignet. Überschreitungen der Z0-Werte werden fast ausschließlich durch Feststoff-gehalte verursacht, nicht durch Eluatgehalte. Durcheine einfache Aufbereitung in Form von Sieben zurEntfernung von Gras und Störstoffen können diebautechnischen Eigenschaften verbessert bzw. dieTOC-Werte deutlich verringert werden (KUKOSCH-KE et al. 2007).

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Die hohen mobilen Gehalte von Kupfer erscheinenfür den Verbleib bzw. Einsatz von Bankettmaterialim Straßenseitenraum auf den ersten Blick proble-matisch. Es ist aber darauf hinzuweisen, dass den-noch über 90 % der Messwerte den derzeitigenPrüfwert der Bodenschutzverordnung für Boden-sickerwasser von 50 µg/L einhalten. Bis zum Errei-chen des Kapillarsaums im Boden, wo der Prüfwertnach dem Bodenschutzgesetz als Bewertungs-grundlage gilt, ist bei Straßenbauwerken wegen dervorgeschriebenen Bauweise noch eine Sicker-strecke von mindestens einem Meter zurückzule-gen, meistens deutlich mehr. Die ausgewertetenFelduntersuchungen zeigen, dass in dieser Tiefedie Konzentrationen außer an Autobahnen auch aufkalkfreien Sandböden die Geringfügigkeitsschwelleeinhalten. Angesichts der ständigen verkehrsbe-dingten Stoffeinträge könnte es zielführend sein, fürdie Bewertung mobiler Kupfergehalte in Bankett-material abweichende Werte festzulegen. Dasselbegilt für Feststoffgehalte der straßenverkehrsbeding-ten Schadstoffe und den organischen Kohlenstoff-gehalt.

Da an Straßenstandorten ein weitgehend vergleich-bares Stoffspektrum zu finden ist, kann empfohlenwerden, vor der Umlagerung von Bankettmaterialnur solche Standorte zu beproben, an denen einedeutliche Wahrscheinlichkeit besteht, die doppeltenVorsorgewerte für Ton (bzw. bei MKW C10-C40 dieZ0*-Werte) zu überschreiten. Die Merkmale vonStandorten, auf die das zutrifft, werden anhand dervorliegenden, ggf. erweiterten Datenauswertungabgegrenzt.

4.4 Zukünftig zu beachtende Stoffe

In Kürze sollen eine Prognose und Bewertung vonStoffen gegeben werden, die für den Boden- undGewässerschutz an Straßen in Zukuft relevant wer-den können. Insbesondere die Verpflichtungen derEU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) zum Erhaltund zur Verbesserung der Gewässerqualität spie-len hier eine Rolle. In den Entwurf zum Anhang Xder WRRL (EU 2000) sind viele Stoffe aufgenom-men worden, die bisher in Straßenabfluss und Ban-kettmaterial nicht untersucht wurden. Im Vergleichdazu sind bodenbezogene Regelungen auf EU-Ebene erst in einigen Jahren und mit wesentlich ge-ringerem Detailliertheitsgrad zu erwarten.

In Kläranlagen und Gewässern sind Benzothiazoleaus Reifenabrieb nachweisbar (KRUMWIEDE

2001). Sie werden dort teilweise, aber nicht voll-ständig abgebaut und sind sowohl in Klärschlammals auch im geklärten Wasser noch nachweisbar.Weitere Quellen sind bisher unklar. Benzothiazolewerden vor allem als Vulkanisationsbeschleunigerin der Gummiindustrie verwendet, u. a. bei der Her-stellung von Reifen (53 % des Jahresverbrauches,UBA 1996 in KRUMWIEDE). Die durchschnittlicheBeschleunigermenge beträgt 0,38 Massen-%, undder Verbrauch in Deutschland bezogen auf die Leit-chemikalie der Substanzgruppe Mercapto-Benzo-thiazol (MTB) 3.700 bis 4.900 t/a. Nach der Vulka-nisation liegen die Benzothiazole in der Kautschuk-matrix verteilt vor und sind mit Wasser teilweise ausden Produkten auslaugbar. KRUMWIEDE (2001)untersuchte auch die Sorption an Böden Sie weistsubstanz- und bodenabhängige Unterschiede aufund ist deutlich abhängig vom Humusgehalt (Corg-Gehalt). Dieser war bei den 3 Testböden 0,12 bis2,51 Masse-%. MTB sorbierte unerwartet stark undzum Teil irreversibel.

STACHEL et al. (2007) haben im Stadtgebiet vonHamburg eine orientierende Beprobung von Auto-bahnabflüssen auf die prioritären Stoffe des Anhan-ges X der WRRL durchgeführt. Die meisten der un-tersuchten Stoffe lagen unter oder im Bereich derBestimmungsgrenzen. Einige weisen jedoch imVergleich mit den vorgeschlagenen Umweltqua-litätsnormen der WRRL (UQN, EU 2007) sehr hoheKonzentrationen auf. Der Vergleich mit den UQNkann hier nur dazu dienen, auf eventuell relevantwerdende Stoffe oder Stoffgruppen aufmerksam zumachen, nicht dazu, die Abflüsse der Autobahnendamit zu bewerten. Die Umweltqualitätsnormen derWRRL sind für die Bewertung von Oberflächenge-wässern vorgesehen. Abflüsse von Straßen mitDTV > 2000 dürfen nach RAS Ew nicht ungereinigtin Gewässer eingeleitet werden, sondern sind breit-flächig zu versickern oder anders zu behandeln.Die Stoffe, die sich bei der Untersuchung von STA-CHEL et al. (2007) als auffällig erwiesen, sindBenzo(g,h,i)perylen und andere PAK, 4-tert.-Octyl-phenol, 4-iso-Nonylphenol, Di(2-ethylhexyl)phtalat(DEHP) und 2,2‘-Bis(4-hydroxyphenyl)propan(BPA).

DEHP ist der wichtigsten Vertreter einer ganzenStoffgruppe von Weichmachern, die in Kunstoffpro-dukten eingesetzt werden und aus diesen im Laufder Lebensdauer wieder entweichen. BPA, 4-tert.-Octylphenol und 4-iso-Nonylphenol sind u. a. Stabi-lisatoren für Polycarbonate und andere Polymereund können wie auch viele Weichmacher hor-

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monähnliche Wirkung haben. Da diese für Gewäs-serorganismen bedeutsam sind, sollte das Auftre-ten dieser Stoffe in Straßenabfluss unbedingt ge-prüft werden. Da sich die Messstellen im Stadtge-biet befanden, kann es sich auch um Hintergrund-belastungen handeln. Andererseits sind in Kfzgroße Mengen von Kunststoffen verarbeitet, diedurch Abriebe oder Verdampfung solche Chemika-lien freisetzen können. In Reifenkautschuk werdenbeispielsweise etwa 6 Massen-% Weichmacher zu-gegeben (UBA 2003).

Die Einhaltung von Anforderungen, die sich aus dervorgesehenen Einführung der Geringfügigkeits-schwellen der LAWA als Prüfwerte für Bodensicker-wasser ergeben können, wird in der vorliegendenUntersuchung schon diskutiert und wird an der Be-grenzung der technischen Bauwerke erreicht.

Die Relevanz „neuer” ebenso wie „alter” Stoffe istvor allem unter dem Gesichtspunkt des Stoffrück-haltes im Bankett zu sehen. Die Einhaltung vonVorsorgewerten im direkt straßennahen Bereichkann ebenso wenig erwartet werden wie die Ein-haltung von Sickerwasserprüfwerten oder Gering-fügigkeitsschwellen im Oberboden. Dagegen solltees erklärtes Ziel sein, einen effektiven Rückhalt vondeponierbaren Stäuben und eingetragenen Schad-stoffen in der belebten Bodenzone des Straßen-bankettes auch weiterhin sicherzustellen. Ebensosollte dieser Rückhalt anhand exemplarischer Un-tersuchungen nachgewiesen werden und in ange-messenen Zeitabständen überprüft werden. Vieleder bisher durchgeführten Untersuchungen solcherArt waren Worst-case-Studien auf sehr empfindli-chen Standorten und an stark verkehrsbelastetenStraßen. Das muss bei der Bewertung ihrer Ergeb-nisse berücksichtigt werden

5 Fazit

5.1 Zusammenfassung

Es wurde eine Datenauswertung von Schadstoffge-halten in Bankettmaterial an 840 Proben mit 40 Pa-rametern durchgeführt. Bei getrennter Betrachtungder Straßentypen zeigen sich Autobahnen als dieam stärksten belasteten Straßen. Hier ist für Blei,Cadmium, Kupfer und Zink sowohl bei den Fest-stoffgehalten als auch bei den Eluatgehalten eindeutlicher Unterschied zu den deutlich weniger be-lasteten Bundes-, Landes- und Kreisstraßen zusehen. Die Vorsorgewerte vieler Stoffe sind an Au-

tobahnen deutlich häufiger überschritten. Bei denanderen Schwermetallen tritt dieser Unterschiednicht in Erscheinung. Die Feststoffgehalte der orga-nischen Schadstoffe PAK, MKW, PCB und EOXüberschreiten häufig die Vorsorgewerte. An denMesswerten ist nur für PCB und EOX eine Abhän-gigkeit von der Verkehrsstärke zu erkennen,während Literaturdaten bei diesen Stoffen gegeneine Straßenverkehrsabhängigkeit sprechen.

Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass 95 % derEluatkonzentrationen von Blei, Zink und Cadmiumebenso wie von Chlorid, Sulfat, Cyanid, Arsen,Nickel, Chrom und Quecksilber die Geringfügig-keitsschwellen und Prüfwerte für Sickerwasser un-terschreiten. Bei Kupfer dagegen wird die Geringfü-gigkeitsschwelle auch bei niedrigen Verkehrsstär-ken oft überschritten, und bei den Autobahnen lie-gen mehr als 50 % der Messwerte oberhalb desZ0/Z0*-Wertes für die uneingeschränkte Verwer-tung von Bodenmaterial. Über 90 % der Kupfer-Eluatwerte unterschreiten aber den derzeit gültigenPrüfwert der Bodenschutzverordnung für Sicker-wasser.

Auf Anregung des UBA wurden Säulenversuche mitfeldfrischem Bankettmaterial durchgeführt. Es istseitens des BMU vorgesehen, diese Methodezukünftig zur Bewertung der löslichen Schadstoff-anteile in Böden und mineralischen Abfällen anzu-wenden. Die Versuche zeigten eine sehr starke Bin-dung der PAK und Schwermetalle außer Kupfer andas Bankettmaterial. Die (sehr niedrigen) Geringfü-gigkeitsschwellen der LAWA werden von allen Stof-fen außer Kupfer eingehalten. Kupfer dagegenweist sehr starke Überschreitungen der Geringfü-gigkeitsschwelle und des Prüfwertes auf.

Eine vergleichende Auswertung von Labor- undFelduntersuchungen zur Reinigungsleistung vonStraßenbankettböden und Entwässerungseinrich-tungen zeigte für MKW, PAK und alle Schwermetal-le sehr guten Rückhalt der eingetragenen Konzen-trationen und Frachten mit Wirkungsgraden von 70bis 95 %. Kupfer erreichte in Sandböden nur einenFracht-Wirkungsgrad von 50 %, die Konzentratio-nen im Sickerwasser überschritten jedoch nicht diePrüfwerte der Bodenschutzverordnung. Die parti-kulären Stoffe im Straßenabfluss tragen zum Erhaltder Schadstoffbindungsfähigkeit in den Bankettenbei.

Anhand dieser Informationen wurden problemati-sche Stoffe in Bankettmaterial identifiziert. Kriteriendazu sind, dass die Feststoffgehalte die Vorsorge-

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werte der Bodenschutzverordnung oft und weitüberschreiten und die Gehalte der Stoffe im Si-ckerwasser/Eluat erhöht oder nicht bekannt sind.Das sind Kupfer, polychorierte Biphenyle (PCB)und extrahierbare halogenierte Kohlenwasserstoffe(EOX).

Die Recherche möglicher Ursachen ergab, dassder Abrieb von kupferhaltigen Bremsbelägen dieHauptquelle für hohe Kupfergehalte und wahr-scheinlich auch für die hohen eluierbaren Anteile imBankett ist. Er ist nach Angaben des UBA und derEU-Kommission auch eine Hauptquelle für Kupfer-emissionen insgesamt. Eine vergleichbar eindeuti-ge Quelle konnte für die hohen PCB- und EOX-Konzentrationen mancher Bankettproben nicht ge-funden werden.

Das belastete Material emittiert nicht, sondern bin-det weiterhin Schadstoffe. Insofern steht einer wei-teren Verwendung oder Verbleib im Bankett durchUmlagerung lediglich die umstrittene Einstufung alszu entsorgender Abfall entgegen, nicht jedoch dieFunktionsfähigkeit in Bezug auf die Reinigungsleis-tung.

Quellen und Rückhalthaltevermögen des Bankettsfür PCB und EOX sollten geprüft werden. Die Emis-sionen von Kupfer aus dem Straßenverkehr solltendeutlich gesenkt werden.

5.2 Ausblick

Geeignete und allgemein akzeptierte Randbedin-gungen für einen ressourcenschonenden Umgangmit Bankettmaterial sind in einer Richtlinie zu erar-beiten. Bankettmaterial ist grundsätzlich geeignet,in ortsnahen Baumaßnahmen verwendet zu wer-den. Regelungen zum Einsatz in Erdbauwerkenwerden zurzeit erarbeitet (Bundes-Verwertungsver-ordnung, Richtlinie Bankettschälgut, TechnischeLieferbedingungen für Böden und Baustoffe im Erd-bau (TL BuB E)).

Ein Einsatz im Erdbau des Straßenbaus außerhalbdes Einflussbereiches ständiger Schadstoffeinträgesollte nur bei Einhaltung der in der geplanten Bun-desverwertungsverordnung und der TL BuB E vor-gesehenen Schadstoffwerte erfolgen.

Da der Nahbereich neben Straßen ständigen Ein-trägen von Abrieben und Schadstoffen aus demStraßenverkehr ausgesetzt ist, kommt ein Einsatzoder Verbleib dort jedoch in Frage, ohne dass eineVerschlechterung zu befürchten ist.

Unter diesen Aspekten wird derzeit diskutiert, fürdie Umlagerung und den Wiedereinbau von Ban-kettmaterial im Nahbereich der Straße einen höhe-ren Bewertungshorizont zu wählen.

Die in der BBodSchV genannten Prüf- und Maß-nahmenwerte dienen der Entscheidungsfindung beiMaßnahmen zur Gefahrenabwehr. Gleichwohl sinddie Prüfwerte eine wichtige Beurteilungshilfe für die Frage, ob Anhaltspunkte für eine schädliche Bodenveränderung vorliegen (§ 3 Absatz 4BBodSchV). Da bei Unterschreitung der Prüfwerteder Verdacht einer schädlichen Bodenveränderungausgeräumt ist (§ 4 Absatz 2 BBodSchV), könnensie unter bestimmten Voraussetzungen als Ober-grenze für eine hinnehmbare Belastung herangezo-gen werden. Zur Berücksichtigung eines nachhalti-gen und umfassenden Bodenschutzes wurden inder BBodSchV Vorsorgewerte eingeführt. Da, wiegezeigt wurde, im Straßenseitenraum die Vorsorge-werte nicht durchgängig eingehalten werden kön-nen und da wegen der sich fortsetzenden Belas-tung und der guten Filter- und Pufferfunktion weni-ger strenge Bewertungsmaßstäbe begründbarsind, sollten sich diese Maßstäbe zwischen denVorsorge- und den Prüfwerten bewegen.

Um Bankettmaterial im engeren Straßenraum wei-terverwenden zu können, wäre es für die Stoffe/Pa-rameter PAK, MKW, PCB und EOX im Feststoff,Kupfer im Eluat sowie den Humusanteil (Corg/TOC) wünschenswert, den doppelten Vorsorgewertoder den Z0*-Wert anzuwenden. Die hier ausge-werteten Untersuchungen ermöglichen anhand derdoppelten Vorsorgewerte für Ton und bei MKW an-hand des Z0*-Wertes für Bodenmaterial (für MKWC10 bis C40) die Abgrenzung von Standorttypen,an denen vor Bankettumlagerungen die Durch-führung von Einzeluntersuchungen nicht notwendigist.

Es können Grenzwerte der Verkehrsstärke ermitteltwerden, unterhalb derer die o. g. Bewertung denVerbleib und die Verwendung des Bankettmaterialszulässt.

Anhand der hier ausgewerteten Daten würde sichdafür die Unterscheidung zwischen Autobahnen ei-nerseits und Bundesstraßen, Landes- und Kreis-straßen andererseits oder eine DTV-Grenze vonbeispielsweise 20.000 Fahrzeugen pro Tag eignen.Unterhalb dieser Grenze halten die meisten Stoffedie Vorsorgewerte im Feststoff ein, und bis auf Kup-fer treten keine erhöhten Eluatkonzentrationen auf.Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass trotz er-

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höhter Feststoffgehalte nicht die Gefahr des Ent-stehens einer schädlichen Bodenveränderung be-steht.

Zwar deuten die Literaturangaben auf günstigesBindungsverhalten der organischen Schadstoffehin, trotzdem wird die Durchführung von weiterenSäulenversuchen mit Analytik der hier neu als hochkonzentriert festgestellten organischen Parameter(PCB, EOX) empfohlen. Wegen der geringen bis-her vorhandenen Datenbasis sind dann auch PAKund MKW zu untersuchen, und für die EOX sollteeine differenziertere Bestimmung der Zusammen-setzung durchgeführt werden.

Da bisherige Untersuchungen zu Schadstoffgehal-ten und Stoffmobilität im Bankett meist Worst-case-Situationen betrachtet haben und im hier ausge-werteten Datenbestand Straßen mit hohen Ver-kehrsstärken deutlich überrepräsentiert sind, ist dieDatenauswertung von Bankettproben fortzuführenund vor allem um Straßen mit geringer Verkehrsbe-lastung zu ergänzen.

Weiterer Forschungsbedarf besteht zur Frage derals auffällig identifizierten Stoffgruppe der Weich-macher und Stabilisatoren. Dazu sind Untersu-chungen in Straßenabfluss, Bankettmaterial und imSäuleneluat von Bankettmaterial durchzuführen, dasie prioritäre Stoffe der EU-Wasserrahmenrichtliniesind und aus Gewässern weitestmöglich fernzuhal-ten sind. Bewachsene Straßenbankette könnendies vermutlich leisten, der Nachweis dafür existiertbisher nicht.

Es sollte eine deutliche Minderung der Emissionenvon Kupfer aus dem Straßenverkehr stattfinden.Zur Verringerung der Löslichkeit von Kupfer inStraßenbanketten sollte eine praktikable Lösunggesucht und getestet werden.

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