Die vier Griechischen Elemente: - TOBIAS-lib - Universität Tübingen
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Desorption zwischen schneller und langsamer Desorptionskomponente zu unterscheiden (Ghosh et al., 2001; Hawthorne et al., 2001; Johnson et al., 2001; Northcott & Jones, 2001b; Rockne et al., 2002; Shor et al., 2003). Durch Coextraktion organischer Verbindungen aus Bodenproben kann sich die Löslichkeit von hydrophoben organischen Schadstoffen erhöhen (Kopinke et al., 2001). Eine Korrektur von gemessenen Schadstoffkonzentrationen kann durch die folgende Gleichung angenähert werden (Grathwohl, 1998): C = C ( 1+ f K ) (3.13) w, DOC w DOC DOC Dabei bezeichnet Cw, DOC die Lösungskonzentration bei Anwesenheit von gelöster organischer Substanz [M L -3 ], KDOC den Verteilungskoeffizient zwischen gelöstem organischem Kohlenstoff und Wasser [L 3 M -1 ] und fDOC die Fraktion des gelösten organischen Kohlenstoffes [M L -3 ]. Auch für die Bindung der PAK an die gelöste organische Substanz werden nichtlineare Sorptionsisothermen berichtet (Maxin & Kögel-Knabner, 1995; Laor & Rebhun, 2002). Daher ist unter Umständen auch für den KDOC eine Konzentrationsabhängigkeit gegeben. 3.1.2 Vorkommen von PAK in Böden und Sedimenten Für die PAK bilden die Böden aufgrund der Lipophilie und damit einhergehender hoher KOW-Werte eine Senke (Wild & Jones, 1995). In einer Literaturstudie wurden Daten zur PAK-Belastung von Böden aus diffusen Quellen zusammengestellt (Tabelle 3-1 und Tabelle 3-2). Daraus ist ersichtlich, dass auf terrestrischen Standorten des ländlichen Raumes die höchsten PAK-Konzentrationen in den Humusauflagen von Waldböden ermittelt werden (Tabelle 3-1). Bei der Betrachtung mineralischer Horizonte hingegen zeigen die rezenten Überflutungsflächen von Flüssen z.T. sehr hohe PAK-Konzentrationen. Die Ablagerung 3.1 Grundlagen von Sedimenten im Zusammenhang mit Hochwasserereignissen führen hier zu wesentlich höheren Schadstoffkonzentrationen als in anderen Böden des ländlichen Raumes, da hier neben der atmosphärischen Deposition auch Direkteinleitungen von PAK in die Flüsse zu berücksichtigen sind. Insofern stellen die Auen unter dem Gesichtspunkt des diffusen Eintrages besonders sensible Standorte dar (Anacker et al., 2003). Insgesamt deutlich niedrigere Konzentrationen werden in marinen Sedimenten ermittelt, wobei die Tiefseesedimente als Referenzmedien für die globale Hintergrundbelastung angesehen werden können. In Städten treten z.T. wesentlich höhere PAK- Konzentrationen als im ländlichen Raum auf (Tabelle 3-2), wobei in Vergleichsstudien ein Faktor von 10-20 zwischen diesen beiden Immissionsräumen festgestellt wurde (Jones et al., 1989b; Ishaq et al., 2003). Aufgrund kürzerer Akkumulationszeiträume und geringeren Industriebesatzes mit damit einhergehenden niedrigeren Emissionen liegen die PAK-Konzentrationen in urbanen Gebieten der Tropen i.d.R. deutlich unter den Werten mitteleuropäischer Verdichtungsräume (Wilcke et al., 1999a). Straßenstäube bilden die Hauptquelle der PAK-Belastung in urbanen Räumen (VanMetre et al., 2000; Li et al., 2001). Hier treten z.T. extrem hohe PAK-Konzentrationen auf (Tabelle 3-2), wobei die große Schwankungsbreite der Daten auch auf unterschiedliche Staubquellen zurückzuführen sind. Die Maximalkonzentrationen von 383 mg kg -1 für die PAK-Summe wurden im Straßenstaub New Yorks nach dem Zusammenbruch des World Trade Centers im September 2001 ermittelt (Offenberg et al., 2003). Dabei handelt es sich sicherlich nicht um ein repräsentatives Probenmaterial. Auch in Böden unter Eisenbahnlinien treten aufgrund der Behandlung der Bahnschwellen mit Teerölen und des hohen Rußausstoßes der früheren Dampflokomotiven sehr hohe PAK-Konzentrationen auf. 61
3 PAK in Böden des ländlichen Raumes Tabelle 3-1 PAK-Konzentrationen [mg kg -1 ] in Böden und oberflächennahen Sedimenten des ländlichen Raumes. Kompartiment ∑ PAK (überw. PAK16) BaP Literaturquellen Bereich Median Bereich Median Wald Humusauflagen / BRD 1,00-18,72 4,50 0,230 Pichler et al., 1996 Humusauflagen / BRD 0,64-19,92 4,79 0,249 Krauss et al., 2000a Humusauflagen / BRD 0,241-0,410 0,306 a) Matzner et al., 1981 Humusauflagen / England 4,81 a) 0,352 a) Wild & Jones, 1995 Oberböden / BRD 0,06-2,61 0,47 0,025 Krauss et al., 2000a Oberböden / BRD 0,002-0,011 0,005 a) Matzner et al., 1981 Unterböden / BRD 0,01-0,69 0,04 0,002 Krauss et al., 2000a 62 0,001-0,003 0,001 Matzner et al., 1981 Acker Pflughorizont / England 0,663 0,072 Jones et al., 1989 Pflughorizonte / China 0,43 0,020 Chu et al., 2003 Pflughorizonte / Korea 0,02-2,83 0,16 n.d.-0,294 0,010 Nam et al., 2003b Abgespültes Sediment/ BRD 0,03-0,33 0,14 a) 0,014-0,051 0,023 Walther et al., 1986 Grünland Auensedimente / BRD n.d.-0,831 0,153 a) Anacker et al., 2003 Auensedimente / BRD 0,42-11,32 2,91 0,045-1,176 0,342 Moldenhauer, 1996 Auensedimente / BRD 3,6 0,080 Gocht et al., 2001 Auensedimente / BRD 0,4-7,2 2,75 Krauss et al., 2000b Auensedimente / USA 0,06-0,56 0,28 n.d.-0,054 n.d. Mielke et al., 2001 Oberböden / Wales 0,11-0,35 0,18 0,003-0,040 0,009 Jones et al., 1989b Oberböden / Brasilien 0,08-0,09 0,09
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3 PAK in Böden des ländlichen Raumes<br />
Tabelle 3-1 PAK-Konzentrationen [mg kg -1 ] in Böden und oberflächennahen Sedimenten des ländlichen<br />
Raumes.<br />
Kompartiment ∑ PAK (überw. PAK16) BaP Literaturquellen<br />
Bereich Median Bereich Median<br />
Wald<br />
Humusauflagen / BRD 1,00-18,72 4,50 0,230 Pichler et al., 1996<br />
Humusauflagen / BRD 0,64-19,92 4,79 0,249 Krauss et al., 2000a<br />
Humusauflagen / BRD 0,241-0,410 0,306 a) Matzner et al., 1981<br />
Humusauflagen / England 4,81 a) 0,352 a) Wild & Jones, 1995<br />
Oberböden / BRD 0,06-2,61 0,47 0,025 Krauss et al., 2000a<br />
Oberböden / BRD 0,002-0,011 0,005 a) Matzner et al., 1981<br />
Unterböden / BRD 0,01-0,69 0,04 0,002 Krauss et al., 2000a<br />
62<br />
0,001-0,003 0,001 Matzner et al., 1981<br />
Acker<br />
Pflughorizont / England 0,663 0,072 Jones et al., 1989<br />
Pflughorizonte / China 0,43 0,020 Chu et al., 2003<br />
Pflughorizonte / Korea 0,02-2,83 0,16 n.d.-0,294 0,010 Nam et al., 2003b<br />
Abgespültes Sediment/ BRD 0,03-0,33 0,14 a) 0,014-0,051 0,023 Walther et al., 1986<br />
Grünland<br />
Auensedimente / BRD n.d.-0,831 0,153 a) Anacker et al., 2003<br />
Auensedimente / BRD 0,42-11,32 2,91 0,045-1,176 0,342 Moldenhauer, 1996<br />
Auensedimente / BRD 3,6 0,080 Gocht et al., 2001<br />
Auensedimente / BRD 0,4-7,2 2,75 Krauss et al., 2000b<br />
Auensedimente / USA 0,06-0,56 0,28 n.d.-0,054 n.d. Mielke et al., 2001<br />
Oberböden / Wales 0,11-0,35 0,18 0,003-0,040 0,009 Jones et al., 1989b<br />
Oberböden / Brasilien 0,08-0,09 0,09