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Ergebnis
Niedrigere Schadstoffkonzentrationen
in der Bodenlösung führen zu einer Verringerung
des ökotoxikologisches Potentials und einer Minderung
von schädlichen Auswirkungen auf Pflanzen, deren Wurzeln
und Mikroorganismen. Bei einem weiteren Ansteigen der Schadstoffkonzentrationen
in der Bodenlösung bei sinkenden pH-Werten ist eine Schädigung
der Bestände nicht auszuschließen. Schon jetzt
werden Aluminiumkonzentrationen von bis zu 100 mg/l in der
Bodenlösung gemessen. Bei Konzentrationen über 20
mg/l sind toxische Wirkungen auf das Wurzelsystem von Waldbäumen
nachgewiesen.
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Ergebnisse & Diskussion Freilanduntersuchungen
Die Mischung mit Mergel führte
zu einer deutlichen Verbesserung der Wasserspeichereigenschaften
der untersuchten Böden. Die nutzbare Feldkapazität
(nFK) stieg für 10 dm Profiltiefe, von durchschnittlich
130 l/m², auf ca. 200 l/m² an. Die Humusgehalte
wurden entsprechend des Mischungsverhältnisses nachvollziehbar
verringert. Sie betrugen 1999 durchschnittlich 4 %.
Mit dem Mergel wurden ca. 830 t Kalk/ha ausgebracht.
Das führte zu einer Erhöhung des pH-Wertes um
etwa 2.5 Stufen auf 7,00 bis 7,50 und wird für langfristig
stabile pH-Werte sorgen.
 Die
Lagerungsdichteuntersuchung
zeigte nach Überlehmung und Fräsen einen deutlichen
Anstieg von 1,20 g/cm³ auf etwa 1,60 g/cm³ (Median).
Es wurden jedoch keine dauerhaften Schadverdichtungen
festgestellt. Die mittleren Ergebnisse von Penetrometeruntersuchungen
zeigen, dass sechs Monate nach dem Fräsen in einer
Tiefe von 60 bis 80 cm Verdichtungen über dem
kritischen Wert von 3,5 N/m² für Sandböden
feststellbar sind. Ein Jahr später sind diese kritischen
Werte fast nicht mehr nachweisbar. Der Unterboden hat
sich gelockert, der Oberboden weist einen leicht erhöhten
Eindringwiederstand auf. Das deutet darauf hin, dass sich
ein neues Bodengefüge bildet. Im
Freiland konnte ein Rückgang der Gesamtgehalte an
Schwermetallen um 60-70 % gemessen werden. Vergleicht
man diese Daten aus den Freilanduntersuchungen mit Messungen
aus den Gefäßversuchen (6 kg Mitscherlichgefäße)
zeigt sich, dass dieser starke Verdünnungseffekt
nicht auftritt. Im Gefäß liegt der Rückgang
der Gesamtgehalte für Cd, Cu und Zn bei etwa 30 %
und für Ni bei ca. 25 %. Die Erklärung
hierfür ist in der starken Heterogenität der
Versuchsfläche zu suchen. Durch das Mischen der Böden
kann die Bodenprobe vom selben Probenahmeort nach dem
Fräsen höhere Anteile an mergelhaltigem Bodenmaterial
enthalten und stärker verdünnt worden sein.
Die mobilen Schwermetallanteile wurden, wahrscheinlich
in erster Linie durch den pH-Einfluss, deutlich reduziert.
Die Wirkung war bei Zink (Zn) am stärksten ausgeprägt.
Der mobile Anteil sank von durchschnittlich 35,4 %
1998, auf 0,5 % 1999 ab . Bei Cadmium (Cd) reduzierte
sich der mobile Anteil von 21,6 % 1998, auf 2,6 %
1999. Bei Kupfer (Cu) trat nur eine geringe Reduzierung
der mobilen Anteile auf (1998: 0,5 %, 1999: 0,2 %).
Ursächlich kann hier die erhöhte Mobilität
von Cu-organischen-Komplexen sein, welche mit steigendem
pH-Wert zunimmt (Nederlof & Van Riemsdijk 1995). 0,7 %
des Gesamt-Pb war 1998 noch in der mobilen Fraktion messbar.
Die Konzentrationen lagen 1999 unterhalb der Nachweisgrenze.
Die wichtigsten statistischen Parameter der Schwermetallkonzentration
sind in der Tabelle dargestellt.
Das 50 % Perzentil beschreibt dabei den Median.
Maximum, Minimum, 25 %
Perzentil, 75 % Perzentil und Median der mobilen
Schwermetallkonzentration der Jahre 1998 und 1999
auf der Pilotfläche [in mg/kg].
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Cd 98
|
Cd 99
|
Zn 98
|
Zn 99
|
Cu 98
|
Cu 99
|
Pb 98
|
Pb 99
|
|
Minumum
|
4,5
|
0,8
|
5,2
|
0,2
|
0,1
|
0,1
|
0,3
|
n.n.
|
|
25% Perzentil
|
16,1
|
1,5
|
24,3
|
0,3
|
0,5
|
0,2
|
0,6
|
n.n.
|
|
50% Perzentil
|
22,5
|
2,5
|
29,7
|
0,5
|
0,6
|
0,2
|
0,7
|
n.n.
|
|
75% Perzentil
|
33,0
|
2,8
|
38,0
|
0,8
|
0,7
|
0,3
|
0,9
|
n.n.
|
|
Maximum
|
100,0
|
12,6
|
100,0
|
2,0
|
2,6
|
1,9
|
10,8
|
n.n.
|
|
Anzahl
|
118
|
35
|
118
|
35
|
118
|
35
|
52
|
35
|
Die
Aktivität der Bodenmesofauna wurde mit Hilfe von
Köderstreifentests (von Thörne 1990) untersucht.
Mit diesem Verfahren können in kurzer Zeit Fraßaktivitäten
in großer Wiederholung gemessen werden, um biometrisch
auswertbare Daten zu erhalten (Larink & Kratz 1994).
Die gemessenen Fraßraten unterschieden sich teilweise
stark. Es wurden Aktivitäten zwischen 5 und 70 %
gemessen. Eine Beziehung zu Schwermetallgehalten konnte
nicht hergestellt werden. Entscheidend für die
Aktivität der Bodenmesofauna waren eher die Lagerungsdichte
und die Vegetation (Hoffmann et al. 1999). Faunistische
Untersuchungen wiesen insgesamt 52 Arten Spinnen
mit 938 Individuen, 5 Arten Weberknechte mit
216 Individuen und 44 Laufkäfer-arten
mit 650 Exemplaren bei der Beprobung von 7 Punkten
des Transektes nach. In der Mitte der Pilotfläche
fanden sich die niedrigsten Individuenzahlen. Die vorgefundenen
Arten charakterisieren den Standort als gestörten,
relativ jungen Sukzessionsstandort. Es zeichnet sich
derzeit für die Spinnen eine Sukzession in Richtung
Trockenrasenfauna ab. Bei den Laufkäfern ist diese
Zöonose bereits erreicht. Für beide Tiergruppen
finden sich bereits xerophile Arten (Hoffmann et al.
2000).
Ergebnisse & Diskussion Gefäßversuche
Die Gefäßversuche zeigten
für die Schwermetallgesamtgehalte
eine nachvollziehbare Verdünnung bei der 1:1-Variante,
bei der 1:2-Variante war der Effekt nicht mehr eindeutig
nachzuvollziehen.
Gesamtgehalte an Schwermetallen
im Bauaushub (Lehm) und Rieselfeldboden sowie deren
Mischungen und Schwermetallgehalte im Senfspross auf
diesen Böden
|
|
Schwermetallgesamtgehalt im
Boden
[mg/kg TS]
|
Schwermetallgehalte im Senfspross
[mg/kg TS]
|
|
|
Cd
|
Cu
|
Zn
|
Pb
|
Cd
|
Cu
|
Zn
|
Pb
|
|
Lehm (L)
|
0,09
|
7,6
|
46,25
|
13
|
0,2
|
6,5
|
110
|
0,4
|
|
Rieself. (R)
|
4,25
|
54,75
|
224,25
|
73
|
3,1
|
10,8
|
399
|
0,9
|
|
L : R = 1 : 1
|
3,03
|
36
|
164,5
|
44
|
1,4
|
9,8
|
138
|
0,8
|
|
L : R = 1 : 2
|
3,28
|
42
|
176,5
|
61
|
2,0
|
7,5
|
121
|
0,7
|
Die hohe Pflanzenverfügbarkeit
von Zn und auch Cd im Rieselfeldboden konnte durch die
Mischung mit Lehm deutlich gesenkt werden. Als Folge
konnten, im Vergleich zum reinen Rieselfeldboden, um
27 % geringere Zinkgehalte, um 29 % niedrigere
Cadmiumgehalte und um 34 % niedrigere Kupfergehalte
in der 1:1 Variante nachgewiesen werden. Die niedrigen
Cu- und Zn-Sprossgehalte in der 1:2-Variante könnten
auf physiologische Störungen im Wurzelbereich durch
Cu-Toxizität hindeuten. Diese Variante wies auch
Wuchsdepressionen und einen geringeren Biomasseertrag
auf (Metz et al. 2000). Mikrobiologische Aktivitätsparameter
wie die CO2-Freisetzung und die Zellulosezersetzung
(n. Unger 1962) im Verdünnungsboden zeigen
mit dem Rieselfeldboden vergleichbare Werte. Das kann
als Hinweis gedeutet werden, dass trotz der erheblichen
Störung des Boden bei der Mischung, ein aktives
mikrobielles Bodenleben vorhanden ist.
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 Zur
Beurteilung der veränderten Standortbedingungen auf
den Rieselfeldflächen nach der Mischung mit sorptionsstarkem
Bauaushub wurden Untersuchungen an Wildpflanzen durchgeführt.
Wildpflanzen sind wichtige Zeigerpflanzen, die Aufschluss
über die Standortbedingungen und Belastungen durch
Schadstoffe geben. Als Futterpflanzen für Wildtiere
kommt den Schadstoffgehalten in Wildpflanzen, als erstes
Glied der Nahrungskette, eine große Bedeutung zu.
Unterschiede in den Pflanzenbeständen geben Aufschluss
über den Grad der Begrünung und den Artenreichtum
im Zuge der Wiederbesiedlung
der gefrästen Forstflächen in Buch. |
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Im ersten Jahr der Wiederbesiedlung
der Fläche lässt sich eine deutliche Dominanz
der Rauke (Sisymbrium spec.) feststellen, die einen
Deckungsgrad über die Fläche von ca. 50 %
ausmachte. Die Dominanz der Quecke war im ersten Jahr
der Wiederbesiedlung nicht besonders stark ausgeprägt.
Lediglich im Bereich eines alten Einleiterbeckens war
die Quecke wieder dominant. Es zeigt sich, dass die
Lehmdeckschicht vor dem Fräsen hier kürzere
Zeit lag, als auf der restlichen Fläche (weniger
als drei Monate) und die Rhizome nicht vollständig
abgestorben waren. Neben der Konkurrenz zur Quecke haben
andere Wildpflanzen hier anscheinend auch Probleme mit
höheren Schwermetallgehalten als auf der restlichen
Fläche. Entlang des übrigen Transekts ist
die Quecke stark zurückgedrängt worden. Es
besteht jedoch nach wie vor die Gefahr, dass die Quecke
aus den umliegenden Flächen wieder einwächst
und über die nächsten Jahre über Rhizome
sukzessive an Dominanz gewinnt, wenn keine Konkurrenz
aufgebaut wird. Damit die gute und rasche natürliche
Begrünung nach dem Fräsen nicht wieder der
vollständigen Dominanz der Quecke weicht wird auch
in Zukunft die Wildpflanzenpopulation weiter gefördert
werden.
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