Abschlussbericht des Graduiertenkollegs (pdf) - Zentrum für ...

vorgelegten geochemischen und biochemischen Analysedaten und relevante Analogiebeziehungen werden
Richtwerte für geogene und anthropogene Uranbelastungen in Böden im Sinne der Hollandliste und der
Klärschlammverordnung sowie ein Wert für den tolerierbaren Gesamtgehalt in Böden vorgeschlagen.
9.5.2 Erfassung und Quantifizierung von Quecksilber-, Arsen- und Antimonverbindungen im
Bereich Boden - Pflanze eines historischen Quecksilber-Bergbaugebietes im Nordpfälzer
Bergland
Bearbeiterin: Dipl.-Geogr. Anke Neuhaus
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. H. von Platen
Im Zusammenhang mit dem Oberrotliegend-Vulkanismus des Saar-Nahe-Beckens bildeten sich im Nordpfälzer
Bergland oberflächennahe, hydrothermale bis epithermale Quecksilber-Arsen-Antimon-Barium-
Vererzungen.
Das mit Abstand häufigste Quecksilbererz ist Zinnober (HgS). Als Begleiter der Quecksilbermineralisation
werden sulfidische Arsen- und Antimonminerale, Fahlerze sowie Baryt (BaSO4) beobachtet. Quecksilber,
Arsen, Antimon und Barium gelten als hochtoxisch, die Toxizität hängt jedoch von der Verfügbarkeit der
vorliegenden Verbindung ab. Sulfidische Quecksilber-, Arsen- und Antimonverbindungen sind schwerlöslich
und können als relativ ungefährlich eingestuft werden. Durch verschiedene Prozesse kann jedoch deren
Verfügbarkeit und das dadurch verursachte potentielle Risiko erhöht werden. Für die vorliegende Untersuchung
wurden gärtnerisch, land- und forstwirtschaftlich genutzte Böden in und um das ehemalige
Quecksilberbergbaugebiet Stahlberg beprobt und analysiert. Die gefundenen Gesamtgehalte überschreiten
bisherige Richtwerte (Hollandliste, Kloke-Werte) deutlich bis extrem. Dabei muß berücksichtigt werden,
daß diese Richtwerte nur für anthropogene Kontaminationen, die wegen ihrer Bindungsformen leichter
verfügbar sind, anwendbar sind.
Die Bindungsformen von Hg, As und Sb in den Vererzungs- und Haldenbereichen wurden mit Hilfe sequentieller
Extraktionsanalyse und naturnaher Extraktion untersucht. Für die Abschätzung realistischer Werte
wurden die Hg-, As- und Sb-gehalte in verfügbaren Nutzpflanzen bestimmt.
Für Quecksilber besteht bei pH-Werten zwischen 4.1 und 7 ein linearer Zusammenhang zwischen dem
extrahierbaren Hgextr und dem Gesamtquecksilber Hgges. Im Durchschnitt lassen sich 7.5 % und maximal
12.5 % des Gesamtquecksilbers extrahieren. Der größte Teil von Hgextr ist relativ fest an die organische
Substanz gebunden (K = 10 −21 ). Die naturnahen Extraktionsversuche ergaben, daß in Essigsäure maximal
0.4 %, in EDTA ca. 20 % von Hgorg (bei linearer Korrelation zu Hgorg) gelöst werden.
Arsen ist mit ca. 59 %, Antimon mit ca. 45 % in stärkerem Maße extrahierbar als Quecksilber, es besteht
ein linearer Zusammenhang zu den jeweiligen Gesamtgehalten. Der größte Teil ist an Fe-Oxid-Hydroxide
gebunden, außerdem treten Arsenate auf.
Die gefundenen Quecksilbergehalte liegen bei den untersuchten Blattgemüsen (Mangold, Lauch), bei Petersilie
und Weizen z. T. deutlich über den vom BGA festgestzten Richtwerten. Bei den beprobten Wurzel-,
Sproß- und Fruchtgemüsen, Beerenobst und Kartoffeln und anderen Getreidearten wurden keine überhöhten
Konzentrationen in den verzehrbaren Pflanzenteilen beobachtet. In Pflanzenversuchen konnte festgestellt
werden, daß die Quecksilberkonzentration in Pflanzen von dem mit EDTA-extrahierbarem bzw. dem organisch
gebundenen Quecksilber abhängig ist. Aus dem Verhältnis HgP flanze/Hgorg wurden Transferfaktoren
bestimmt. Die so berechneten Transferfaktoren liegen mit wenigen Ausnahmen zwischen 0.001 und 0.006,
höhere Werte mit einem Maximum zwischen 0.012 und 0.014 wurden für Weizen, Lauch, Petersilie und
Erdbeeren gefunden.
Die vom BGA festgesetzten Richtwerte für Arsen werden in den untersuchten Blattgemüsen (Mangold,
Lauch), der Petersilie, Kohlrabi, Zucchini und Himbeere überschritten. Für den größten Teil der untersuchten
Pflanzen liegen die Transferfaktoren unter 0.001, für einige Pflanzenarten (Erdbeerem Zucchini,
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