Böden des Parque Natural da Arrábida -
Bedeutung, Gefährdung und Schutz

6.2.1.7 Erstabschätzung der Gefährdung durch Schwermetalle

Aus den vorliegenden Ergebnissen geht hervor, daß von den Gehalten der Böden an Kupfer und Nickel nach derzeitigem Kenntnisstand keine Gefährdung für Mensch, Pflanzen, Bodenorganismen oder Wasser hervorgehen. Gleiches gilt mit der Einschränkung auf die wenigen Standorte für Quecksilber. Ähnliches kann man aufgrund der Bodenbeschaffenheit, insbesondere des Kalkgehaltes und der hohen pH-Werte trotz der teilweise erhöhten Gehalte für Blei aussagen. Von Zink ist für den überwiegenden Teil der Standorte mit Gehalten unter oder leicht über dem BW I bzw. dem Prüfwert keine Gefährdung zu erwarten. Gesondert müssen die Cadmiumgehalte und die verbleibenden Standorte mit hohen Zinkwerten betrachtet werden.

Cadmium ist ein für Tier und Mensch bereits in sehr geringen Konzentrationen toxisches Element (SPRANGER, 1990). In der BRD werden etwa 40 % der von der Weltgesundheitsorganisation als maximal tolerierbar angesehenen Cadmiummenge durch die Nahrung aufgenommen. In japanischen Untersuchungen zu durch Cadmium hervorgerufenen Krankheiten ist mehrfach ein Zusammenhang zwischen dem Cadmiumgehalt pflanzlicher Nahrungsmittel und dem der Böden nachgewiesen worden (SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL, 1989).

Die Mobilität von Cadmium im Boden und damit die Pflanzenverfügbarkeit ist in erster Linie vom pH-Wert, in zweiter Linie vom Gesamtgehalt abhängig. Bei gleichem pH ist bei höheren Cadmiumgehalten auch mehr Cadmium unspezifisch adsorbiert und durch Alkali- und Erdalkaliionen austauschbar. Nach HORNBURG und BRÜMMER (1988, zit.n. SCHEFFER und SCHACHTSCHABEL, 1989) läßt sich aus pH-Wert und Gesamtgehalt mit der Gleichung

log Cd(CaCL₂) = 0,73 log Cd_t - 0,36pH + 1,10

der durch CaCl₂ extrahierbare Anteil errechnen. Dieser entspricht wiederum dem mobilen Gehalt. Für die untersuchten Standorte auf Kalk oder Mergelstein liegt log Cd (CaCl₂) zwischen 1,4 und 1,67, d.h. der durch CaCl₂ extrahierbare Cadmiumgehalt bewegte sich zwischen 20 und 47 %. Es ist allerdings äußerst fraglich, ob bei den hohen pH-Werten die Gleichung in der vorliegenden Form anwendbar ist. Rein rechnerisch ergeben sich bei pH-Werten ab 9 negative Beträge, was dies unglaubhaft erscheinen läßt.

Nach FEDERER und STICHER (1994), die kalkreiche, mit Schwermetallen belastete Böden untersuchten, liegt Cadmium in der Bodenlösung in Form von Komplexen zu etwa 60 % als Hydroxykomplex, zu 10-15 % als Hydrogencarbonat, zu etwa 15-27 % als Carbonat und zu 3-8 % als Fulvat vor. Der Carbonat- und Hydrogencarbonatanteil ist dabei im Sommer geringer, der Fulvatanteil höher. Die Mobilität des Cadmiums wird nach den beiden Autoren weniger durch Fällungs- und mehr durch Sorptionsprozesse bestimmt, seine Löslichkeit steigt im Sommer durch den höheren CO₂-Partialdruck im Boden an. Die Gesamtgehalte sind aber niedrig.

Die hier untersuchten Böden sind durch Cadmiumgehalte zwischen 3 und 5 mg/kg Boden und darüber, Tongehalte meist unter 10 %, wenig organische Substanz und hohe pH-Werte im alkalischen Bereich charakterisiert. Die hohen pH-Werte verhindern überwiegend eine Mobilisierung des Cadmiums. Von besonderer Bedeutung ist die Bindungsform. Ist ein großer Teil des Cadmiums geogener Herkunft mit silikatischer oder karbonatischer Bindung, ist die Mobilisierung gering. Grundsätzlich muß aber bei Gehalten in dieser Höhe trotz des hohen pH von einem mobilen Anteil ausgegangen werden. Sowohl Schädigungen der Bodenorganismen, als auch Aufnahme durch Pflanzen und damit eine Anreicherung in der Nahrungskette sind nicht auszuschließen. Hier sind Untersuchungen sowohl der mobilen Gehalte als auch der Gehalte von Pflanzen erforderlich. Eine Gefährdung des Grundwassers ist nach DVWK (1988) nicht gegeben, solange die hohen pH-Werte Bestand haben. Dies ist aufgrund der Kalkgehalte anzunehmen. Zu überprüfen wären karbonatfreie Böden z.B. in Vale da Rasca.

Zink tritt an vier der untersuchten Standorte in sehr hohen Konzentrationen auf. Die Situation ist ähnlich wie bei Cadmium mit dem Unterschied, daß Zink auch ein Spurennährstoff ist. Die Löslichkeit und Pflanzenverfügbarkeit des Zinks ist bei den gegebenen pH-Werten sehr gering. Es erscheint allerdings sinnvoll, die absolute Menge an mobilem Zink angesichts der hohen Gesamtgehalte zu überprüfen. Ebenfalls sollte die Herkunft der extrem hohen Werte geklärt werden. Eine Grundwassergefährdung durch Zink ist derzeit auszuschließen, eine Schädigung der Bodenorganismen oder der Pflanzen ist wahrscheinlich nicht gegeben, sollte aber überprüft werden.

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