Die vier Griechischen Elemente: - TOBIAS-lib - Universität Tübingen

4 Massenbilanzierung von PAK auf Einzugsgebiets
Simmleit & Herrmann (1987) stellten Massenbilanzierungen
u.a. für PAK auf, um die
Grundwassergefährdung in einem hochdurchlässigen
Einzugsgebiet (Karstsystem) unter
Berücksichtigung unterschiedlicher Landnutzungen
(Ackerbau, Wald) abzuschätzen. Dabei
wurde ein singuläres Niederschlagsereignis
untersucht (Schneefall im Januar (24 cm hohe
Neuschneedecke) mit Abtauen durch einen
Sturm mit 30 mm Regen Anfang Februar). Auch
in dieser Untersuchung wurden Quellwässer
beprobt. Zusammen mit der Starkschüttung aufgrund
der Schneeschmelze wurde ein Benzo(a)pyren-Puls
gemessen, der mit einem Peak suspendierter
Partikel einherging. Trotz anhaltendem
hohen Abfluss im Anschluss an die Schneeschmelze
gingen die PAK-Konzentrationen sehr
schnell wieder zurück („first-flush-effect“, ähnlich
wie bei der Abspülung von Straßen oder bei
einsetzendem Niederschlag in der Deposition).
Trotz dieses gemessenen Pulses ergab die Massenbilanz,
dass unter Wald > 95% und unter
Acker > 90% aller eingetragenen PAK im
Einzugsgebiet zurückgehalten wurden (Simmleit
& Herrmann, 1987).
Jüngere Studien von Schadstofftransporten auf
Einzugsgebietsebene haben Quecksilber und
seine Verbindungen verstärkt in den Fokus genommen,
die aufgrund der ähnlichen physikochemischen
Eigenschaften auch für die Betrachtung
der PAK relevant sind (der Dampfdruck für
elementares Hg liegt mit 0,17 Pa bei 20°C im
Bereich der semivolatilen PAK, die Löslichkeit
mit 0,0036 mg l -1 entspricht der von
Benzo(a)pyren (siehe Tabelle 1-1), die Werte für
Hg sind Merck (2002) entnommen). So verblieben
innerhalb eines Jahres ca. 90% des eingetragenen
Quecksilbers in einem Kleineinzugsgebiet
in Ontario, nur ca. 1% wurde über den Oberflächenabfluss
mobilisiert und ca. 8% verließen
das Gebiet über Verflüchtigung (Hintelmann et
al., 2002). Mobilisierungen von Quecksilber
konnten ebenfalls in Zusammenhang mit der
Schneeschmelze gebracht werden (Shanley et
al., 2002). Somit ist für die Quecksilber-Verbindungen
ein ähnliches Systemverhalten wie für
die PAK feststellbar. Allerdings führt die
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Methylierung der anorganisch eingetragenen
Quecksilber-Verbindungen zu einer Mobilisierung
und Bioverfügbarkeit, die zu nachweislichen
Anreicherungen dieser Substanzen in
Fischen geführt hat (Johansson et al., 1991;
Shanley et al., 2002). Somit führt hier, im
Gegensatz zu den PAK, im Anschluss an die
Deposition eine Transformation der Schadstoffe
zu einer konkreten Rezeptorgefährdung.
4.4 Zusammenfassung
Die angestellten Betrachtungen zeigen, dass sich
das Konzept der Frachtenbestimmung und Massenbilanzierung
auf Einzugsgebiete, wie es für
anorganische Stoffe entwickelt und angewendet
wurde, sehr gut auf Fragestellungen, die sich aus
der Anreicherung persistenter organischer
Schadstoffe in den Böden ergeben, übertragen
werden kann.
Die Untersuchungen auf PAK in Gewässerproben
im ländlichen Raum ergaben generell
sehr niedrige Konzentrationen. In keiner untersuchten
Probe wurde der Geringfügigkeitsschwellenwert
für das Grundwasser bzw. der
Prüfwert für das Sickerwasser von 0,2 µg l -1
erreicht oder überschritten. Die untersuchten
Grundwasserproben weisen die niedrigsten
gemessenen PAK-Konzentrationen auf, die sich
kaum von den jeweils mitgemessenen Blank-
Proben unterscheiden. Erhöhte PAK-Konzentrationen
konnten hingegen in Proben des
Oberflächenabflusses und Interflow festgestellt
werden. Daraus ergibt sich, dass die PAK-
Verlagerungen auf Einzugsgebietsebene auf
diese Abflussregime beschränkt sind. Dabei findet
der Transport überwiegend partikelgebunden
statt. Eine Tieferverlagerung von PAK bis in das
Grundwasser ist aktuell nicht festzustellen.
Anders stellt sich die Situation für die
anorganischen anthropogenen Spurenstoffe NO3
und SO4 dar. Für diese Stoffe ist die
Pufferkapazität der Böden und des Untergrundes
überschritten und es werden mit der Tiefe
steigende Konzentrationen ermittelt. Niedrigere