Basis-Infos

DZiel des Projektes war die weitergehende Charakterisierung des summarischen Parameters EOF (extrahierbares organisch gebundenes Fluor) und die Identifizierung bisher unbekannter Fraktionen von per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS) von kontaminierten Böden. Zur Schließung der Lücke, die bisher zwischen EOF- und Einzelstoffanalytik besteht, sollten Nachweismethoden insbesondere für solche Stoffe entwickelt werden, die in der Vergangenheit in der Papierindustrie eingesetzt wurden. Da durch die Belastungssituation im Raum Rastatt/Baden-Baden landwirtschaftliche Betriebe betroffen sind, wurde auch der Transfer von ausgewählten Stoffen vom Boden in Pflanzen durch kontrollierte Aufwuchs- und Freilandversuche adressiert. Durch Literaturstudien und Experteninterviews wurden zudem Daten zur biologischen Wirkung sowie zum historischen und aktuellen Einsatzspektrum von PFAS zusammengefasst.

Bislang liegen nur wenige Kenntnisse zu Hintergrundgehalten von PFC in Waldböden sowie deren Übertritt in die terrestrische Nahrungskette vor. Frühere Untersuchungen der LUBW (2015) zeigten, dass sich PFC in Regenwürmern stark anreichern. Da Regenwürmer Nahrung vieler, in der Nahrungskette höher angesiedelter Fressfeinde wie beispielsweise Mäuse, Vögel und Wildschweine sind, wurde in der vorliegenden Untersuchung im Zeitraum 2017/2018 der Übertritt von PFC in Böden in die Nahrungskette anhand von Regenwürmern und Kleinsäugern untersucht. Diese Untersuchungen wurden zum einen an Walddauerbeobachtungsflächen der LUBW und zum anderen an belasteten Acker- und Grünflächen im Raum Rastatt/Baden-Baden durchgeführt, um ein Anreicherungsmuster in Abhängigkeit von der Belastungsstärke zu untersuchen.

Die seit 2013 bekannten PFC-Belastungen von Äckern in Mittel- und Nordbaden wurden vermutlich durch Papierschlämme in Zusammenhang mit der Kompostausbringung verursacht. Um einen größeren Überblick über die mögliche Belastungssituation auf Ackerflächen zu erhalten, die in der Vergangenheit mit Kompost gedüngt wurden, hat die LUBW im Jahr 2015 landesweit Stichproben von Böden entnommen und auf Belastungen mit 20 verschiedenen per- und polyfluorierten Verbindungen (PFC) untersucht. PFC-Belastungen wie in Mittel- und Nordbaden wurden nicht gefunden. Die Ergebnisse weisen daher auf einen sehr geringen flächigen, wahrscheinlich depositionsbedingten Hintergrundgehalt an PFC in Böden hin. Ergänzend wurden 2016 Stichproben von Ackerflächen im Land auf PFC untersucht, auf denen in den vergangenen Jahren Klärschlamm ausgebracht wurde. Auch dort wurden nur sehr geringe Hintergrundgehalte an PFC gemessen.

Für die einfache und schnelle Anwendung der Arbeitshilfe in der Praxis kann das Excel-Programm ElKriBaG-x (Ermessensleitende Kriterien bei der Bearbeitung altlastbedingter Grundwassergefahren und -schäden mit Excel) benutzt werden. Das Programm ermöglicht eine automatisierte Berechnung der Prüfkriterien Gefahrenschwelle/Schadensschwelle und Maßnahmenschwelle mit Hilfe der in den relevanten Kontrollebenen definierten Stromröhren. Die Arbeitshilfe GeoBerichte 22 enthält im Anhang 3 vier detailliert erläuterte Fallbeispiele, die mit ElKriBaG-x berechnet wurden.

Untersuchungen der LUBW 2016 an Bodendauerbeobachtungsflächen in Baden-Württemberg erbrachten erste Hinweise auf messbare PFAS-Gehalte in wässrigen Eluaten von Hintergrundböden. Die Untersuchungen wurden im Zeitraum 2016 - 2020 fortgeschrieben. Es zeigt sich, dass PFAS in Oberböden von Bodendauerbeobachtungsflächen mehr oder weniger flächendeckend in sehr geringen Konzentrationen in den Eluaten nachgewiesen werden können.

Seminarunterlagen für die Anwendung des Excel-Programms ElKriBaG-x (Ermessensleitende Kriterien bei der Bearbeitung altlastbedingter Grundwassergefahren und -schäden mit Excel) Das Programm ermöglicht eine automatisierte Berechnung der Prüfkriterien Gefahrenschwelle/Schadensschwelle und Maßnahmenschwelle mit Hilfe der in den relevanten Kontrollebenen definierten Stromröhren. Die Arbeitshilfe GeoBerichte 22 enthält im Anhang 3 vier detailliert erläuterte Fallbeispiele, die mit ElKriBaG-x berechnet wurden.

Hintergrund des Forschungsprojektes PROSPeCT ist der Schadensfall in Baden-Württemberg bei dem hunderte Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche durch mit Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) enthaltene Papierschlämme kontaminiert wurden und zu Belastungen mit PFAS von Boden, Nutzpflanzen und Grundwasser führte. PROSPeCT hatte zum Ziel den Kenntnisstand zum Umweltverhalten von PFAS im Pfad Boden-Wasser-(Mais-)Pflanze zum einen zu erweitern und zum anderen mittels eines Modellierungsansatzes abzubilden. Die in den Papierschlämmen vorhandenen Präkursoren, vor allem diPAPs, wurden hinsichtlich ihres Abbauverhaltens zu mobilen PFAAs, die in Grundwasser und Pflanzen eingetragen werden, untersucht. In fünf Arbeitspaketen, welche die Projektorganisation (AP 1), die experimentellen Versuche (AP 2 und 3), die Analytik (AP 4) und die Modellierung (AP 5) umfassten, wurde die Problematik ganzheitlich bearbeitet.

Das Analysenprinzip des Total Oxidizable Precursors(TOP)-Assay erlangte in den letzten Jahren große Bedeutung zur summarischen Erfassung von derzeit  ̶  mangels Verfügbarkeit von analytischen Standards  ̶  nicht mit der Einzelstoffanalytik messbaren polyfluorierten Verbindungen, einer Teilmenge der PFAS. Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz als Screening-Verfahren insbesondere bei quellennahen Umweltkontaminationen von großem Vorteil ist, um PFAS-Gehalte in Umweltproben besser abschätzen zu können. Der Bericht stellt die Möglichkeiten und Grenzen der TOP-Assay-Methodik dar und bewertet die Aussagekraft der Informationen, die aus der Anwendung von TOP-Assay-Methoden im PFAS-Schadensfallgebiet Rastatt / Baden-Baden und einiger Hintergrundflächen des Landes Baden-Württemberg erhalten werden können und bezieht dabei die aktuelle wissenschaftliche Literatur mit ein.