Dr. AURORA DANIELA NEAGOE Universitatea din ... - CESEC

Die Auswirkungen der Belastung eines Lebensraumes 

Rositz-Thüringen/Deutschland mit Teer und seiner 

Dekontamination auf den Mangan-, Zink-, Kupfer- und 

Molybdäntransport in der Nahrungskette des Menschen

Editor: Ioan Crăciun 

Tehnoredactare: Nazâru Iulian 

Editura Ars Docendi – Universitatea din Bucureşti 

EDITURĂ CU PROFIL ACADEMIC ŞI CULTURAL, RECUNOSCUTĂ DE CNCSIS 

Şos. Panduri 90, sector 5, Bucureşti 

Tel./Fax: +4 021 410 25 75 

E-mail: arsdocendi@yahoo.com 

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României 

NEAGOE, AURORA 

Die Auswirkungen der Belastung eines Lebensraumes 

(Rositz, Thütringen) mit Teer und seiner Dekontamination auf 

den Mangan-, Zink-, Kupfer- und Molybdäntransport in der 

Nahrungskette des Menschen / Aurora Neagoe. - Bucureşti : 

Ars Docendi, 2008 

Bibliogr. 

ISBN 978-973-558-366-8 

504.054:546.3 

Gutachter 

1. Prof. Dr. M. Anke 

2. Prof. Dr. W. Merbach 

3. Prof. Dr. A. Vădineanu 

Tag des Rigorosums 02 März 1999 

Tag der öffentlichen Verteidigung 25 März 1999 

Foto coperta: prof. dr. dr. M. Anke 

Copyright © Aurora Daniela Neagoe, 2008 

Tipărit la Tipografia Editurii „Ars Docendi“

Dr. AURORA DANIELA NEAGOE 

Bukarest Universität, Fakultät für Biologie 

Die Auswirkungen der Belastung 

eines Lebensraumes 

Rositz-Thüringen/Deutschland mit Teer und 

seiner Dekontamination auf den Mangan-, 

Zink-, Kupfer- und Molybdäntransport in 

der Nahrungskette des Menschen 

Dissertation 

zur Erlangung des akademischen Grades 

doctor rerum naturalis (Dr. rer. nat.) 

vorgelegt dem Rat der Biologisch-Pharmazeutischen Fakultät 

der Friedrich-Schiller-Universität Jena 

von Diplomchemikerin Aurora Neagoe

Dr. AURORA DANIELA NEAGOE 

Universitatea din Bucureşti, Facultatea de Biologie 

Efectul contaminării cu gudron a zonei Rositz- 

Thuringia/Germania şi al decontaminării termice 

asupra conţinutului de mangan, zinc, cupru şi 

molibden din vegetaţie si asupra transferului 

acestor microelemente către populaţia umană 

Teză de doctorat 

Pentru obţinerea gradului academic de doctor 

în ştiintele naturii (Dr. rer. nat.) 

Facultatea de Biologie şi Farmacie, Universitatea Friedrich-Schiller Jena/Germania 

Neagoe Aurora Daniela

Inhaltsverzeichnis 

1 Einleitung und Aufgabenstellung 1 

1.1 Einleitung 1 

1.2 Aufgabenstellung 5 

2 Material und Methoden 6 

2.1 Das Untersuchungsgebiet Rositz 6 

2.2 Entnahme und Aufarbeitung der Bodenprobe 9 

2.3 Das Sammeln der Wild- und Kulturpflanzen 9 

2.4 Durchführung der Gefäßversuche im Gewächshaus 10 

2.5 Die Duplikatstudie mit erwachsenen Mischköstlern aus Rositz 10 

und Kontrollgebiet Jena 

2.6 Die Probenvorbereitung 11 

2.7 Die Bestimmung der Spurenelemente Mangan, Zink, Molybdän 

und Kupfer 

12 

2.8 Auswertung und biostatistische Verrechnung der Ergebnisse 15 

3 Ergebnisse der Untersuchungen 16 

3.1 Mangan 16 

3.1.1 Literaturüberblick 16 

3.1.2 Der Mangangehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer 

Lebensraumes 

22 

3.1.2.1 Die Mangankonzentration des Bodens auf sechs Rositzer 

Werkstandorten 

22 

3.1.2.2 Die Mangankonzentation des Bodens unterschiedlicher 

Bodenhorizonte auf dem Werksgelande 

22 

3.1.2.3 Die Mangankonzentrationen teerkontaminierten und termisch 

dekontaminierten Böden des Werksgelandes 

23 

3.1.2.4 Die Mangankonzentration der in dem Gefäßversuchen 

verwendeten Böden 

24 

3.1.3 Die Auswirkungen des Anbaues von Hafer, Senf und Spinat auf 

teerbelasteten Rositzer Boden und seines Glührückstandes auf 

den Mangantransfer in den Nahrungskette 

25

3.1.3.1 Hafer 25 

3.1.3.2 Senf 30 

3.1.3.3 Spinat 33 

3.1.4 Der Mangangehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des 

teerbelasteten Lebensraumes Rositz 

35 

3.1.5 Der Manganverzehr erwachsener Mischköstler der Lebensräume 

Jena und Rositz 

37 

3.2 Zink 39 


3.2.2 Der Zinkgehalt des Böden des teerbelasteten Rositzer 

Lebensraumes 

46 

3.2.2.1 Die Zinzkonzentration des Bodens auf sechs Rositzer Werkstandorten 46 

3.2.2.2 Die Zinkkonzentration des Bodens unterschiedlicher Bodenhorizonte 

auf dem Werkgelände 

47 

3.2.2.3 Die Zinkkonzentration teerkontaminierter und termisch dekontaminierter 

Böden des Werksgeländes 

48 

3.2.2.4 Die Zinkkonzentration der in den Gefäßversuchen verwendeten Böden 48 

3.2.3 Die Auswirkungen des Anbaues von Hafer, Senf und Spinat auf 49 

teerbelasteten Rositzer Bodens und seines Glührückstandes auf den 

Zinktransfer in der Nahrungskette 

3.2.3.1 Hafer 49 

3.2.3.2 Senf 50 

3.2.3.3 Spinat 51 

3.2.4 Der Zinkgehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des terbelas- 52 

teten Lebensraumes Rositz 

3.2.5 Der Zinkverzehr erwachsener Mischköstler der Lebensräume Jena 54 

und Rositz 

3.3 Kupfer 56 

3.3.1 Literarurüberblick 56 

3.3.2 Der Kupfergehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer Lebensraumes 

61 

3.3.2.1 Die Kupferkonzentration der Böden auf sechs Werkstandorten 61

3.3.2.2 Die Kupferkonzentrationen der Böden unterschiedliche Boden- 62 

horizonte auf dem Rositzer Werksgelände 

3.3.2.3 Die Kupferkonzentration teerkontaminierter und dekontaminierter 63 

Böden des Rositzer Werksgeländes 

3.3.2.4 Die Kupferkonzentration der im Gefäßversuchen verwendeten Bö- 64 

den 



den Kupfertransfer in dee Nahrungskette 

64 

3.3.3.1 Hafer 64 

3.3.3.2 Senf 66 

3.3.3.3 Spinat 66 

3.3.4 Der Kupfergehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen 67 

desteerbelasteten Lebensraumes Rositz 

3.3.5 Des Kupferverzehr erwachsener Mischköstler des Lebensraumes 70 

Rositz in Vergleich zum Kontrollgebiet Jena 

3.4 Molybdän 73 


3.4.2 Der Molybdängehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer 

Lebensraumes 

78 

3.4.2.1 Die Molybdänkonzentration der Böden auf sechs Werkstandorten 78 

3.4.2.2 Die Molybdänkonzentration des Bodens unterschiedlicher Bodenhorizonte 

auf dem Werksgelände 

79 

3.4.2.3 Die Molybdänkonzentration teerkontaminierter und termisch dekontaminierter 


80 

3.4.2.4 Die Molybdänkonzentration der in den Gefäßversuchen verwendeten 

Böden 

81 



den Kulturpflanzen in der Nahrungskette 

82 

3.4.3.1 Hafer 82 

3.4.3.2 Senf 83

3.4.3.3 Spinat 83 

3.4.4 Der Molybdängehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des 


84 

3.4.5 Der Molybdänverzehr erwachsener Mischköstler des Lebensraumes 

Rositz im Vergleich zum Kontrollgebiet Jena 

87 

4. Diskussion der Ergebnisse und Schluβfolgerungen 90 

4.1 Mangan 91 

4.2 Zink 92 

4.3 Kupfer 94 

4.4 Molybdän 95 

5 Zusammenfassung 97 

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis 

AAS Atomabsorptionsspektroskopie 

cv Variationskoeffizient 

HCL Saltzsäure 

ICP-OES Optische Emmissionsspektroskopie mit indultiv gekoppeltem Plasma 

n Anzahl 

PAK Polycyklische aromatische Kohlenwasserstoffe 

PAK EPA der amerikanischen Umweltschutzbehörde ''Environmental Protec- 

Protection Agency'' 

PAK TVO Polycyklische aromatische Kohlenwasserstoffe der Trinkwasser- 

s 

Verordnung (6) 

Standardabweichung 

TLL Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft 

TS Trockensubszanz 

TVO Trinkwasserveeordnung 

TVW Teerverarbeitungswerk 

x Aritmetischer Mittelwert

Prefaţă 

Acest studiu a fost realizat in cadrul unor proiecte finanţate de Ministerul Cercetării 

din Germania (Bundesministerium für Bildung und Forschun - BMBF), obţinute de o 

echipă de cercetare din domeniul Ecotoxicologiei si Ştiintei Alimentaţiei, echipă 

coordonată de Prof. dr. dr. hc. Manfred Anke (foto). 

Personalitate recunoscută pe plan mondial in domeniul 

biogeochimiei metalelor grele, Prof. Anke a reuşit sa îndrume paşii 

multor generaţii de doctoranzi pe drumul ştiintei si cercetării. Pe 

perioada derularii activitaţilor de cercetare, doctoranzii s-au simţit 

ca într-o familie ceva mai numeroasă, in care Prof. Anke li se 

adresa astfel: “meine liebe Spuren- und Ultraspurenelemenete”. Doctoranzii straini 

ajungeau în general în Germania fară a putea rosti o vorbă în limba lui Goethe si 

Schiller. Toţi aveau insă obligaţia să frecventeze cursurile de ecotoxicologie susţinute 

de Prof. Anke, încă de la începutul stagiului doctoral. Aşadar, după luni de trudă, 

ajungeau să inţeleagă şi mai mult decat atât, să se bucure de privilegiul de a audia 

aceste prelegeri de ecotoxicologie prezentate cu multă dăruire de catre profesor. 

Iniţiativa si creativitatea doctoranzilor, şi in general a cercetatorilor erau foarte 

apreciate de Profesor insă, ele trebuiau deopotrivă să fie imbinate cu hărnicie şi 

meticulozitate. Altfel spus, cine a reuşit să ducă la bun sfarşit stagiul doctoral sub 

coordonarea Profesorului rămâne inoculat cu microbul cercetării pe tot restul vieţii. 

După încetarea activităţii didactice, Profesorul a continuat şi continuă să scrie carţi şi 

să ne onoreaze cu prezenţa şi discursurile lui despre elemente în urme, la 

evenimentele ştiintifice unde nu de puţine ori este invitat de onoare. În anul 1994 a 

primit la Timişoara titlul de doctor honoris cauza, înmânat de comitetul de organizare 

a simpozionului international “Metal Elements in Environmental Biology and 

Medicine”. Prelegerile Profesorului sunt totdeauna mult aşteptate şi savurate de 

tinerii şi mai puţin tinerii cercetători. Cert este că nu există “metalist” care să nu fi 

aflat măcar de existenţa celui mai mare dintre “metaliştii” contemporani, cel care face 

I

de altfel parte şi din comitetul de experţi în cadrul organismelor WHO (World Health 

Organization) si FAO (Food and Agriculture Organization). 

Exigent si deopotrivă prietenos, Profesorul Anke are uşile larg deschise pentru foştii 

doctoranzi, angajaţi şi in general cercetători şi cadre didactice. Un astfel de profesor, 

este cu sigurantă un model şi rămâne în amintirea multor generaţii. 

O dată cu apariţia acestui volum exprim mulţumiri care nu vor fi niciodată suficiente, 

şi sentimentul de gratitudine distinsului Profesor dr. dr. hc. Manfred Anke, autoritate 

şi notorietate în domeniul biogeochimiei elementelor în urme. 

II 

Neagoe Aurora

Cuvânt înainte 

De peste nouăzeci de ani zona ALTENBURG din THURINGIA/GERMANIA, zonă în 

care este amplasat ROSITZ, posedă cea mai importantă industrie cocsochimică şi 

petrochimică din estul Germaniei, industrie care a funcţionat între 1917 şi 1990. 

Neglijenţa în producţie şi ignoranţa au dus la evacuarea în solurile din zonă a unor 

cantităţi imense de reziduuri, gudroane şi produşi secundari. Într-o zonă de 5 km 2 

există numeroase gropi neamenajate rezultate prin exploatarea la zi a cărbunelui 

brun care conţin peste 1 milion de m 3 de asemenea produşi secundari în care, 

estimativ, sunt 26 t hidrocarburi aromate policiclice PAH, 50 t fenoli, 25000 t 

hidrocarburi alifatice. Ori efectele mutagene şi cencerigene ale PAH sunt de mult 

cunoscute. Principalul component foarte activ este benzo(a)pirenul. Zona Rositz nu 

a fost contaminată în mod direct cu metale grele, însă procesul tehnologic de 

obţinere si prelucrare a grudonului a indus o contaminare suplimentara cu metale, 

reflectată si de produşii secundari. Se cunoaşte de asemenea, efectul poluant al unor 

metale grele care prin bioacumulare pătrund în lanţul trofic. 

Subiectul tezei de doctorat a doamnei dipl. chim. Aurora NEAGOE face parte dintr-un 

program mai amplu de studiere a potenţialului de bioacumulare / bioconcentrare atât 

a compuşilor organici cât şi a celor anorganici în lanţul trofic, zona ROSITZ fiind un 

caz extrem şi tipic cu valoare de exemplu-pilot şi pentru alte zone similare. 

Elucidarea transferului către populaţia umană a Mn, Zn, Cu şi Mo prin producătorii 

primari a impus evaluarea cantitativă a acestor metale în sol - principalul 

compartiment de stocare, precum şi analiza asimilării lor de către plante din flora 

spontană sau din cea cultivată. Ca o concluzie urma să se recomande soluţii optime 

de management al mediului în termeni de tehnologii de decontaminare şi utilizare a 

solului decontaminat. 

Tema tezei de doctorat este actuală, importantă şi pentru România prin valoarea ei 

de exemplu-pilot, este interdisciplinară dar fundamentată pe chimie, în special pe 

circuitele biogeochimice ale metalelor. Caracterizarea distribuţiei metalelor în 

ecosistemele studiate pe lanţul sol-plante-populaţia umană apare logică şi necesară, 

impusă de elucidarea prin alte cercetări a căilor sol-apă freatică-apă de suprafaţă- 

III

ihtiofaună-populaţie umană sau sol-atmosferă-zone rurale-populaţie umană. Sesizăm 

compartimentul ţintă: populaţia umană. 

Structura tezei 

Teza de doctorat prezentată de domana Aurora NEAGOE cuprinde exact 100 de 

pagini, aşa cum prevede legea germană, şi este structurată pe cinci capitole: 

1. Scopul programului de cercetare, obiective şi activităţi 

2. Materiale şi metode. Caracterizarea zonei ROSITZ, analiza solului, culturi de 

plante - test pe diferite amestecuri de soluri poluate şi nepoluate. Determinări 

analitice. 

3. Rezultele cercetărilor structurate pentru fiecare metal pe subdiviziunile: 

3.1 Referat de literatură 

3.2 Determinări analitice în sol pe orizonturi diferite 

3.3 Determinări analitice în solul utilizat pentru experimentele pe plante 

3.4 Evaluarea asimilării metalului studiat de către plantele: ovăz, muştar alb şi 

spanac şi prelucrarea statistică a rezultatelor 

4. Discuţii asupra rezultatelor şi concluzii 

5. Rezumatul general cu privire asupra fiecărui metal în parte 

Teza de doctorat este întregită de o bogată literatură însumând 268 lucrări citate din 

care 34 sunt ale conducătorului ştiinţific. Prin prezentarea literaturii studiate se 

subliniază marea importanţă a subiectului tezei pentru diferite ecosisteme din lume 

poluate similar şi experienţa conducătorului ştiinţific în domeniu. 

Autoarea, doamna dipl. chim. Aurora NEAGOE a valorificat o parte din rezultatele 

obtinute în timpul stagiului doctoral, în 13 lucrări dintre care în 4 lucrări este prim 

autor. 

Capitolul 1 Introducere 

În acest capitol se trec în revistă cercetările întreprinse sistematic de colectivele 

Universităţii “Friedrich Schiller” din Jena, inclusiv de colectivul profesorului 

conducător ştiinţific, Prof. Dr. Dr. h.c. Manfred Anke, asupra lanţurilor trofice în ce 

priveşte benzo(a)pirenul şi alte PAH. 

IV

Planul de lucru (pag. 5) a cuprins următoarele etape de cercetare: 

1.1 Analiza cantitativă a Mn, Zn, Cu, Mo în solul contaminat cu gudron, în 

dependenţă de locul şi adâncimea de la care au fost prelevate probele 

1.2 Determinarea metalelor în probe medii de sol din Rositz înainte şi după 

decontaminarea termică (prin ardere în cuptoare cu propan la 1000-1200 o C) 

1.3 Examinarea transferului microelementelor Mn, Zn, Cu şi Mo în plantele: ovăz, 

muştar, spanac prin cultivarea acestora în cinci tipuri de substrat solid 

1.4 Evaluarea manifestărilor de carenţă sau de intoxicare a plantelor cu metale 

Prezentarea conţinutului în microelemente în plante furajere, legume, plante 

aromate, seminţe şi fructe din zona Rositz în comparaţie cu zone pedologic similare 

luate ca martor. Efectuarea unor studii duplicat cu subiecţi din zona Rositz şi Jena 

pentru examinarea asimilării microelementelor în cele două zone. 

Capitolul 2 Material şi metode 

În circa 10 pagini se stabilesc: 

� modalităţile de prelevare a probelor de sol 

� prelevarea probelor de plante din flora spontană şi cea cultivată din zona 

Rositz şi dintr-o zonă pedologic similară din Jena-Ronnenburg. 

Probele au constat din mere, pere, gulioare, pătrunjel, praz, cartofi, morcov, ceapă, 

mărar, completate în 1996 cu castraveţi, boabe de grâu, secară şi orz de primăvară, 

seminţe de rapiţă, trifoi roşu, trifoi alb, grâu verde şi porumb verde pentru furaj ; 

experimentele au fost efectuate utilizand urmatoarele specii de plante : ovăz, muştar, 

spanac. 

Substraturile din variantele experimentale au fost următoarele: 

� sol martor din zona Jena 

� sol contaminat cu gudron din zona Rositz 

� reziduul decontaminării după ardere 

� amestec format din 50% sol contaminat cu gudron din Rositz şi 50% sol 

martor 

� amestec format din 50% reziduu de la calcinare şi 50% sol martor 

Numărul de repetiţii a fost 6. S-au evaluat: 

V

� producţia de masă verde 

� cantitatea de substanţă uscată 

� dezvoltarea rădăcinilor 

� studiul duplicat pe persoane adulte, între 20 şi 70 de ani, 10 femei şi 10 

bărbaţi din zona Rositz şi din Jena. S-a urmărit evaluarea conţinutului de 

microelemente din alimentele solide şi lichide ingerate. 

Pentru analiza chimică s-au folosit metode spectrale de emisie, de abosrbţie atomică, 

spectrofotometrie de flacără după o mineralizare cu apă regală. 

Capitolul 3 Rezultate 

În acest capitol pentru fiecare metal se expun: 

3.1 Cercetarea literaturii cu privire la provenienţa, conţinutul şi importanţa metalului în 

soluri şi plante 

3.2 Conţinutul metalului cercetat în solul contaminat cu gudron din zona Rositz 

3.3 Conţinutul în solul decontaminat prin ardere 

3.4 Conţinutul în solurile folosite în testul pe plante 

3.5 Influenţa transferului de metal în circuitul nutriţional asupra dezvoltării şi 

producţiei culturilor de ovăz, muştar, spanac. 

3.6 Măsurători biometrice şi analiza plantelor test 

Capitolul 4 Discuţii şi interpretări şi Capitolul 5 Concluzii 

Problema centrală de elucidat prin teza de doctorat a fost aceea de a stabili 

aprovizionarea locală, respectiv supraaprovizionarea cu microelementele importante 

pentru viaţă: Mn, Zn, Cu şi Mo. A doua problemă, subsidiară, a fost să se stabilească 

dacă reziduul de la calcinarea solului contaminat poate fi folosit în cultura plantelor. 

Transferul microelementelor din sol prin plante în nutriţia populatiei umane nu este 

cunoscut şi teza de doctorat aduce o importantă contribuţie originală în această 

situaţie ecologic-punctuală. 

� Cercetările întreprinse concluzionează că între ecosistemele studiate nu există 

diferenţe semnificative în ce priveşte concentraţile în sol ale celor patru elemente 

analizate; 

� Cum era de aşteptat, concentraţia de metale scade cu adâncimea; 

VI

� Se constată o distribuţie corelată în sol între Zn şi Cu, distinctă de a celorlalte 

două metale; 

� Mn şi Zn sunt acumulate în producătorii primari în timp ce Mo şi Cu sunt 

concentrate; 

� Factorul de acumulare/concentrare scade în ordinea Cu > Mo > Zn > Mn; 

� În alimentaţia zilnică, aportul de metale depinde major de bunurile produse pe 

plan local pentru Zn, Mn, Mo, dar nu şi pentru Cu; 

� Nu s-a constatat nici un efect toxic asupra populatiei umane; concentraţiile de 

metal în plantele din zona Rositz sunt mai mici decât cele din zona de control; 

� Aportul de metale din alimentaţie se încadrează în limite normale; 

� Decontaminarea termică conduce la creşterea puternică a conţinutului de metale 

şi induce mărirea cantităţii de metal asimilat de plante; 

� Reziduurile de la decontaminare pot fi folosite în industria materialelor de 

construcţii. 

_____________________________________ 

Din examinarea tezei de doctorat prezentată de doamna Aurora NEAGOE se pot 

concluziona următoarele: 

1 Tema luată în lucru se înscrie în preocupările de cercetare fundamentală şi 

aplicată a mediului şi exemplul concret ales are valoare de studiu pilot putând fi 

extins la numeroase cazuri similare; 

2 Dizertaţia dă răspuns, argumentat prin cele 2000 de analize efectuate, la 

problemele din enunţ; 

3 Cercetarea ştiinţifică efectuată a fost condusă după un plan riguros pe lanţul sol 

contaminat-plante-populaţie umană; 

4 Se demonstrează că există corelaţii între etapele din circuitul studiat; 

5 Confruntarea datelor experimentale obţinute, bine prelucrate statistic, cu cele din 

literatură este corectă şi ingeniosă; 

6 Se demonstrează că după decontaminarea termică reziduul nu mai este apt 

pentru cultura plantelor, singur sau în amestec cu un sol necontaminat, nici a 

celor din flora spontană şi nici a celor cultivate. 

VII

7 Se recomandă utilizarea reziduului ca materie primă în industria de construcţii 

8 Aportul de metale în nutriţia populaţiei umane din zonă este satisfăcător, el 

încadrându-se în limite normale 

Având în vedere că prin studiul sistematic fundamental şi aplicativ autoarea a 

dovedit: 

� capacitate de selecţie şi sistematizare a unui vast material bibliografic (peste 265 

de lucrări) 

� orientare, discernământ îi pregătirea teoretică superioară în alegerea variantelor 

experimentale; cunoaşterea în profunzime a multor tehnici experimentale şi 

analitice aplicate; 

� o foarte bună încadrare în echipa care a realizat întregul program de studiu 

� capacitate de sinteză, corelare ingenioasă şi prelucrare statistică a datelor 

experimentale 

� contribuţii originale în transferul microelementelor din sol în plante şi alimentaţa 

populaţiei umane; 

� posibilităţi sigure de redactare, frazare clară şi extrem de concisă; 

� prezentare grafică corectă şi elegantă a cercetăilor; 

Consider că teza de doctorat este la bun nivel şiinţific, completă şi demonstrează pe 

deplin calităţăile de cercetător ştiinţific ale Doamnei Aurora NEAGOE. 

Dacă susţinerea publică a acestei teze s-ar fi făcut la Universitatea POLITEHNICA 

din Bucureşti, teza ar fi fost admisă cu calificativul foarte bine. 

Facultatea de Chimie Industrială 

Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti 

VIII 

Prof. Dr. Ing. 

Gheorghe C. Constantinescu

Teză de doctorat, autor Aurora Daniela Neagoe 

1 Analiza critică a cunoaşterii 

Cadrul general: deteriorarea sistemelor ecologice 

Deteriorarea sistemelor ecologice reprezintă modificarea structurală a acestora 

care determină reducerea ofertei de bunuri şi servicii. O formă particulară de 

deteriorare este poluarea, adică modificarea structurii unităţii hidrogeomorfologice 

la nivelul componentelor fizico-chimice şi chimice. În funcţie de intensitatea poluării, 

capacitatea de dispersie a poluantului, particularitaţile fizico-chimice şi 

biodegradabilitatea sa, acest tip de deteriorare se poate manifesta la diferite scări 

spatio-temporale. 

O situaţie particulară este interceptarea fluxurilor de poluanţi de către populaţia 

umană, caz în care problema capătă dimensiuni nu doar ecologice/economice, ci şi 

sociale, prin afectarea stării de sănătate a populaţiei. 

Contaminarea cu gudron 

Contaminarea cu gudron reprezintă o formă de deteriorare prin poluare cu efecte 

pe plan local (ecosistemic sau al complexelor de ecosisteme locale, în funcţie de 

intensitatea poluării), datorită capacităţii reduse de dispersie a compuşilor care intră 

în structura sa. Acest tip de deteriorare a mediului este specific zonelor industriale 

în care se desfaşoară activităţi de prelucrare a cărbunelui şi petrolului. 

Tabelul 1 prezintă aspecte particulare ale acestui tip de deteriorare în zona 

industrială Rositz. Se poate constata că în cazul zonei Rositz, dincolo de reducerea 

ofertei de bunuri si servicii a sistemelor naturale şi seminaturale este afectată şi 

starea de sănătate a populaţiei umane. 

Contaminarea cu metale 

Metalele grele sunt printre poluanţii ubicuitari, fiind distribuite la nivelul tuturor 

compartimentelor. În acelasi timp, toate metalele sunt natural întâlnite la nivelul 

IX


unor concentraţii de fond. Fiecare metal poate fi caracterizat de un factor de 

perturbare 

antropogena, definit ca raportul dintre intrările naturale anuale globale şi cele 

antropice. Pb, Cd, Cu si Zn au cei mai ridicaţi factori de perturbare antropogenă, şi 

intră în categoria metalelor de primă importanţă ecotoxicologică, alături de Hg, care 

are un factor subunitar, dar este foarte toxic. Poluarea cu metale are multiple surse, 

între care cele asociate activitaţilor industriale sunt de primă importanţă. Scara de 

manifestare este locală in cazul ecosistemelor terestre, datorită posibilitaţilor reduse 

de dispersie, dar poate deveni regională în cazul antrenării poluanţilor în sistemele 

fluviale. 

Zona Rositz nu a fost contaminată în mod direct cu metale grele. Procesul 

tehnologic de obţinere si prelucrare a grudonului poate induce însa o contaminare a 

acestora cu metale, reflectată si de produşii secundari. Datorită faptului ca impactul 

PAHs este mult mai puternic, efectul poluării cu metale nu a putut fi decelat în mod 

direct. S-a impus, ca urmare, efectuarea unui studiu cu privire la distribuţia şi 

acumularea metalelor în sistemul actual. 

Un aspect important este ca una dintre tehnologiile de remediere propuse pentru 

eliminarea compusilor organici din solul poluat este tratarea termică 

(decontaminarea). Aceasta duce la creşterea concentraţiilor metalelor, ceea ce ar 

putea restricţiona utilizarea solului decontaminat pentru practici agricole datorita 

posibilei bioacumulări (pentru a testa această ipoteză au fost efectuate experimente 

de bioacumulare a metalelor din solul decontaminat). 

Tabelul 1 Situaţia contaminării cu gudron în zona industrială Rositz 

Tipul de 

deteriorare 

Sursa deteriorării, 

istoricul problemei 

Contaminarea solurilor cu gudron şi produsi secundari ai 

prelucrării acestuia. 

Rositz a fost cel mai mare centru de prelucrare a cărbunelui şi 

petrolului din landul Thuringia. Din 1917 pâna la inchiderea 

fabricilor, in 31.12.1990, au fost prelucrate în zona 19 mil. tone 

gudron si 10 mil. tone petrol. Neglijenţa in producţie, ignoranţa 

şi distrugerile din timpul celui de al doilea razboi mondial au 

X

Intensitatea 

deteriorării 

Componente 

toxice, căi de 

transfer către om 

şi efecte 

constatate 


provocat contaminarea solurilor cu reziduuri obţinute în urma 

prelucrării gudronului şi unele sarje de producţie necorespunză 

toare. 

Pe o suprafaţa de 5 km 2 sunt amplasate numeroase gropi 

neamenajate care conţin intre 48.000 si 1.400.000 m 3 de 

produşi secundari. Pentru exemplificare, se estimează ca în cea 

mai mare dintre ele se află 26t PAH, 50t fenoli, 25.000t 

hidrocarburi alifatice. 

În gudron şi produsii săi secundari există, alaturi de fenoli şi 

hidrocarburi aromatice usoare, hidrocarburi policiclice 

aromate (PAH). Numeroşi reprezentanţi ai PAH sunt mutageni 

şi cancerigeni, reprezentantul cu acţiunea cea mai puternică 

fiind benzo(a)pirenul. Zonele unde au funcţionat întreprinderile 

chimice sunt intensiv utilizate ca suprafeţe agricole. Conţinutul 

de benzo(a)piren din legumele cultivate pe solul din Rositz a 

fost considerabil mai mare decat cel din zone de control. În 

acest context, a apărut ca necesară efectuarea unui studiu cu 

privire la potenţialul de bioacumulare / bioconcentrare a 

substanţelor organice şi anorganice în lantul trofic. O altă cale 

de interceptare a compusilor organici este prin inhalare. La 

temperaturi specifice sezonului estival mirosul zonelor puternic 

contaminate produce o stare generală proastă locuitorilor si 

efecte pe termen lung cum ar fi incidenţa crescută a cancerului 

de piele, laringeal si bronhial. De asemenea, substantele au 

pătruns în apa subterană, care este utilizată în consumul 

casnic. 

Concluziile analizei critice a cunoaşterii 

În urma analizei, din care mai sus au fost prezentate doar principalele coordonate, 

s-au diferenţiat urmatoarele concluzii: 

XI


Generale 

1. Poluarea cu gudron reprezintă o problemă la scară locală in zone cu industrie 

carbo-petrochimica 

2. Metalele grele reprezintă o clasă importantă de poluanti stabili, cu efecte la scări 

spatio-temporale diferite in funcţie de metal, intensitatea si localizarea poluarii. 

Cu referire la zona Rositz 

3. Zona Rositz este puternic poluată cu gudron şi produsi secundari ai acestuia cu 

efecte importante asupra stării de sănătate a populaţiei. 

4. Poluarea cu metale a sistemului actual nu este directă dar este posibilă ca 

urmare a particularitaţilor proceselor tehnologice implicate. 

5. Efectele poluării cu metale sunt mascate de cele ale contaminării mult mai 

intense cu gudron. 

6. Unele dintre modalităţile de eliminare a poluanţilor organici din sol conduc la o 

creştere substanţială a concentraţiilor de metale, ceea ce ar putea împiedica 

utilizarea solului astfel decontaminat, în scopuri agricole. 

7. Principalul compartiment implicat în stocarea poluanţilor organici si anorganici în 

zona Rositz este solul. 

8. Principalele căi de transfer către populatia umana, sunt aeriană, prin apa 

freatică şi prin producătorii primari, în cazul poluantilor organici, şi prin 

producătorii primari în cazul metalelor. 

Direcţii de cercetare identificate 

1. Caracterizarea circuitelor biogeochimice ale poluanţilor organici (hidrocarburi 

alifactice, aromatice usoare şi grele, fenoli) în complexul de ecosisteme Rositz si 

a cailor de interceptare de către populaţia umană. 

2. Caracterizarea circuitelor biogeochimice ale metalelor toxice (Zn, Cu, Ni, Cr, Mo. 

Cd, Se, Pb. V. Hg) şi a celor implicate in controlul comportamentului acestora 

(Fe, Al, Mn, Ti, Mg, Na, K, Rb) în complexul de ecosisteme Rositz, precum şi a 

căilor de interceptare de către populaţia umană. 

3. Identificarea soluţiei optime de management al mediului, în termeni de tehnologii 

de decontaminare şi utilizare a solului decontaminat. 

XII


Aceste direcţii au conturat programul de cercetare pe termen lung cu multiple surse 

de finanţare (de la nivel local la nivel european) “ROSITZ”, dezvoltat si implementat 

de Universitatea Friedrich-Schiller Jena. Datorită faptului că ordinea prioritaţilor a 

fost în primul rând de ameliorare a stării de sănătate a populaţiei umane şi abia în 

al doilea rând de reconstrucţie a sistemelor deteriorate, design-ul programului s-a 

axat pe caracterizarea acelor etape din circuitele biogeochimice locale direct 

implicate în transferul poluantilor către consumatorii umani (figura 1). În cadrul 

acestui program se integrează programul individual de cercetare, care s-a axat pe 

următoarele direcţii particulare: 

1. Caracterizarea circuitelor biogeochimice ale unor metale toxice (Zn, Cu, Mo) sau 

implicate în controlul comportamentului acestora (Mn) în complexul de 

ecosisteme Rositz, precum si a căilor de interceptare de către populaţia umană. 

2. Caracterizarea efectului tratării termice a solului poluat asupra distribuţiei 

metalelor si a potenţialului de acumulare a acestora în producătorii primari. 

2 Scopul programului de cercetare 

• Să elucideze efectele contaminării cu gudron asupra bioacumulării unor 

metale precum şi implicaţiile decontaminării prin tratare termică. 

În urma implementării programului cu scopul de mai sus, au fost avute în vedere 

următoarele rezultate: 

• dezvoltarea bazei de cunostinţe cu privire la circuitele biogeochimice ale 

metalelor respective 

• fundamentarea unor soluţii de management al mediului în zona Rositz 

3 Obiective si activităţi 

Pentru atingerea scopului programului de cercetare au fost diferenţiate urmatorele 

obiective operaţionale: 

1. Caracterizarea distribuţiei metalelor în compartimentele sol, producători primari 

şi consumatori umani. 

2. Caracterizarea efectului decontaminării asupra distribuţiei metalelor în sol şi a 

XIII


potenţialului de acumulare în producători primari. 

3. Propunerea de soluţii pentru managementul mediului din zona Rositz. 

Tabelul 2 prezintă activitaţile generale şi specifice fiecărui obiectiv care au fost 

derulate în cadrul programului individual de cercetare. Prima activitate derulată, pe 

baza careia au fost organizate celelalte activităţi ale programului de cercetare a fost 

identificarea sistemului. 

Identificarea sistemului Rositz 

Zona Rositz constituie un complex local de ecosisteme. Suprafata totală este de 

452ha. Elementele structurale ale complexului sunt ecosisteme din următoarele 

categorii: 

• ecosisteme antropice: sisteme agricole amplasate pe locul fostelor zone 

industriale, localităţi rurale, zone de depozitare a reziduurilor industriale şi 

menajere. 

• ecosisteme naturale: păduri, păşuni. 

Tipul de relatie dintre ecosisteme pe care s-a pus accentul a fost cel de transfer de 

metale dinspre celelalte categorii de ecosisteme către populaţia umana din 

localităţi. La nivelul ecosistemelor din structura complexului local Rositz au fost 

diferenţiate modelele homomorfe corespunzatoare. Dintre compartimentele 

ecosistemelor au fost investigate doar cele direct legate de problema avută în 

vedere, adică starea de sănătate a populaţiei umane, şi anume: 

• solul - principal compartiment în stocarea metalelor 

• producătorii primari - principal compartiment în transferul către consumatorii 

umani 

• consumatorii umani - compartiment ţintă 

XIV

Ecosistem terestru (i = 1…n) 

Apa 

freatică 

Ecosistem 

acvatic 


Zona Rositz (complex local de ecosisteme) 

Sol* * Plante* 

Apa de 

suprafaţă 

Aer 

Ihtiofauna 

Figura 1 Elemente din structura modelului homomorf al complexului Rositz 

relevante pentru organizarea programelor de cercetare integrator (“Rositz”) şi 

individual. Compartimentele şi fluxurile marcate cu * au fost adresate în programul 

individual în cadrul obiectivului 1. 

Tabelul 2 Activităţi desfaşurate în cadrul programului individual de cercetare 

Activiţăţi generale (A) 

A1 Identificarea sistemului Rositz. 

A2 Organizarea spaţio-temporală a programului de cercetare. 

A3 Valorificare prin publicare a rezultatelor. 

Activiăţi specifice (B) 

Obiectivul 1 B1 Prelevarea probelor din compartimentele sol şi vegetaţie 

B2 Aplicarea metodei “Duplicat “ pentru estimarea aportului de 

metale în hrană şi a concentraţiei în consumatorii umani 

B3 Caracterizarea parametrilor de control ai comportamentului 

metalelor 

B4 Pregatirea preliminară a probelor 

B5 Analiza metalelor prin ICP-OES, AAS-GF, AAS-F. 

B6 Prelucrarea şi interpretarea datelor 

Obiectivul 2 B7 Decontaminarea probelor de sol prin tratare termica 

B8 Program experimental pentru investigarea efectelor 

decontaminării asupra acumulării metalelor în producătorii primari. 

Obiectivul 3 B9 Analiza posibilitaţilor de utilizare a solului decontaminat. 

XV 

* 

* 

“Coşul 

zilinic”* 

* 

Localităţi 

Populaţie 

umană

Organizarea spaţială şi temporală 


Prelevarea s-a făcut din 6 ecosisteme, astfel alese încat sa acopere diversitatea 

ecosistemelor implicate în transferul de metale către consumatorii umani (terenuri 

agricole, păşuni, păduri). Toate ecosistemele investigate s-au situat în zone 

puternic poluate. 

Pentru a avea termen de comparaţie, programul de prelevare s-a extins în zone 

comparabile din punct de vedere al unitaţii hidrogeomorfologice, dar fără impact 

antropic de acest tip. 

Programul s-a defăsurat pe o perioadă de doi ani: 1995-1996, cu prelevare în 

sezonul de vegetaţie şi în afara acestuia. 

Metode 

Prelevarea probelor 

La prelevarea probelor din ecosistemele cercetate au fost utilizate metode specifice 

compartimentelor investigate, cu precauţiile necesare prelevării de probe în 

vederea analizei metalelor grele. Solul a fost prelevat pe cinci adâncimi, in patruşase 

replicate. Plantele sălbatice şi de cultură au fost prelevate din fiecare tip de 

ecosistem, criteriul de alegere a speciilor fiind nu cel de dominanţă, ci de utilizare 

ca aliment de către populaţia locala. În cazul în care existau specii comune între 

ecosisteme, s-a alcatuit o singură probă mixta, avand în vedere ca populaţia locală 

nu discriminează în alimentaţie între bunurile provenind de la diferitele ecosisteme. 

Pentru prelevarea probelor de alimente s-a utilizat metoda “Duplicat” recomandată 

de Organizaţia Mondială a Sănătăţii. Procedura este urmatoarea: un numar de cate 

20 de persoane, din zona Rositz şi zona de control (Jena), cu o distribuţie 

echilibrată pe vârste şi sexe sunt finanţate sa işi procure alimente în cantitate dublă 

faţa de necesar. Jumătate din acestea au constituit proba pentru analiza de metale. 

De asemenea, persoanele au furnizat pentru analiză şi probe de fecale şi urină. 

Alimentaţia a fost liber aleasă. Nu a fost permis consumul de medicamente. 

Produsele alimentare au provenit atât din zona cu impact, cât şi din supermarket. 

XVI


Diferenţa majoră faţă de metoda Basket, alternativă, este că în cazul acesteia din 

urmă alimentaţia este impusă. 

Decontaminarea probelor de sol 

Ca metodă de eliminare a poluanţilor organici din sol a fost utilizata arderea în 

cuptoare cu injector de propan, la temperatura de 1000 o C. Prin arderea gudronului 

temperatura ajunge la 1200 o C. După răcire, reziduurile au fost analizate pentru 

metale si utilizate în programul experimental. 

Programul experimental 

Experimentul a avut ca obiectiv evidenţierea efectului solului contaminat şi 

decontaminat asupra dezvoltării unor specii de plante şi asupra acumulării de 

metale în acestea. Au fost stabilite cinci variante experimentale, după cum 

urmează: 

1. sol de control (provenind din zona de control) 

2. sol contaminat (provenind din zona Rositz) 

3. sol decontaminat (din zona Rositz, fara poluanti organici) 

4. amestec 50% control + 50% contaminat 

5. amestec 50% control + 50% decontaminat 

La debutul şi finalul experimentului au fost determinate conţinutul de metale în sol şi 

pH-ul. Pentru fiecare din cele cinci variante au fost utilizate trei specii de plante 

(ovăz, mustar, spanac), cultivate şi recoltate succesiv. Înainte de fiecare cultură au 

fost aplicate cantităţi egale de fertilizatori. Recoltarea s-a facut in stadii diferite de 

vegetatie, şi anume acelea la care speciile sunt consumate, şi probele au fost 

analizate pentru conţinutul de metale. La momentul recoltării au fost determinate 

biomasa şi modul diferenţiat de dezvoltare între variante. Fiecare variantă 

experimentală a avut şase replicate. 

Mineralizarea 

Probele de sol (control, contaminat, decontaminat şi din progamul experimental) au 

fost aduse în soluţie prin mineralizare cu apă regală. 

Plantele şi probele de alimente au fost prelucrate astfel: uscare la 60 o C, 

XVII


omogenizare, uscare la 105 o C, calcinare la 450 o C (3-28 zile, funcţie de specie), 

mineralizare cu HCl 25%, diluare, fierbere la 80 o C, filtrare. 

Metoda de mineralizare uscată a fost comparată cu mineralizarea umeda şi s-a 

constatat ca nu sunt diferenţe semnificative. 

Determinarea metalelor 

Au fost analizate un numar de peste 2000 de probe. Pentru fiecare determinare au 

existat trei replici analitice. Exactitatea determinărilor a fost asigurata prin utilizarea 

controlului ARC/CL (“total diet reference material”). La o abatere faţă de control de 

>5% s-a făcut recalibrarea aparatului. Pb, Cd, Al, Ni, Cr, au fost analizate prin 

spectrometrie de absorbţie atomică (sistem cu cuptor de grafit). Se, Hg, As au fost 

analizate prin spectrometrie de absorbtie atomica (spectrometru cu sistem hidrura). 

Na, K au fost analizate prin flam-fotometrie. Mn, Zn, Cu, Mo, Fe, V, Ti au fost 

analizate prin spectrometrie de emisie (sistem cu plasmă cuplată inductiv). Mg a 

fost determinat prin spectrometrie de absorbtie atomică (sistem cu flacară). Dintre 

toate probele şi metalele analizate, pentru programul individual au fost utilizate 

rezultatele provenind de la analiza a 900 probe pentru cele patru metale mentionate 

(Mn, Zn, Cu, Mo). În cazul Cu şi Zn spectrometria de emisie (utilizată ca metodă de 

bază pentru aceste metale) a fost comparată cu spectrometria de absorbţie atomică 

(sistem cu flacară). S-au obţinut diferenţe în limitele a 5% pentru Zn si 4% pentru Cu. 

Rezultate şi discuţii 

Pentru a putea interpreta în context rezultatele programului individual, sunt 

prezentate mai întâi concluziile preliminare ale programului integrator, programul 

“Rositz”. 

Programul “Rositz” 

Concluzii pe direcţia dezvoltării bazei de cunostinţe: 

• Experimente de bioacumulare în teren utilizând diferite specii vegetale au 

evidenţiat ca PAHs nu se acumuleaza din sol mai mult decât în zone de control, 

exceptând benzo(a) pirenul. Interceptarea de către consumatorul uman este de 

asemenea, semnificativ mai mare pentru acelaşi compus. Calea majoră de 

XVIII


transfer a poluanţilor organici către populaţia umană este cea aeriană, prin 

inhalare. Nu au fost evidenţiate efecte negative ale metalelor din solul 

nedecontaminat asupra stării de sănătate a populaţiei, ci chiar, pentru unele 

metale, s-a constatat o carenţă. 

Concluzii pe direcţia managementului mediului: 

• Dintre variantele de decontaminare a solului contaminat cu gudron din zona 

Rositz testate (ardere, extracţie, spălare si biodegradare), s-a optat pentru 

procedeul termic deoarece substanţele organice sunt eliminate complet. Dată 

fiind concentrarea metalelor in sol ca urmare a aplicării acestei metode de 

decontaminare, se impune un studiu suplimentar pentru a vedea care sunt 

modalităţile posibile de utilizare a reziduurilor. 

Studiul suplimentar menţionat a constat în experimentul din programul individual de 

cercetare. 

Programul individual de cercetare 

Tabelul 3 prezintă sintetic principalele rezultate la obiectivele 1 si 2. Tabelele 4-9 şi 

figurile 2-6 furnizează detalii cu privire la unele din rezultatele prezentate în tabelul 3. 

Tabelul 4 susţine afirmaţia că nu există diferenţe semnificative între concentraţia de 

metale din solul din cele şase situri. Excepţie face situl numarul trei, care prezintă o 

contaminare mai puternică cu Zn decât celelalte situri. Orizonturile inferioare ale 

solului sunt in medie, mai sărace în metale decât orizonturile superioare, fapt 

ilustrat de figura 2.Tabelul 5 si figura 3 ilustrează rezultatele analizelor probelor de 

plante de cultură din zona Rositz. Se constată că domeniul de variaţie al 

concentraţiilor de metale se incadrează în cel din literatură si că există o ditribuţie a 

metalelor Mn, Mo si Cu pentru majoritatea speciilor pozitiv corelată. 

Tabelele 6, 7 si 8 prezintă rezultatele analizelor probelor de alimente furnizate de 

aplicarea metodei Duplicat, precum si estimarea aportului zilnic total si raportat la 

kg corp. Testele statistice aplicate indica diferenţe semnificative între zona Rositz şi 

cea de control in cazul Mn, Mo si Zn, concentraţiile din zona Rositz fiind in toate 

cazurile mai mici. Mai puţine diferenţe se constată între sexe (cazul Zn la aportul 

XIX

zilnic şi al Mo la concentraţia în alimente). 


Decontaminarea termică a solului din toate siturile şi adâncimile de prelevare a 

determinat creşterea concentraţiilor de metal a reziduurilor obţinute (tabelul 9). În 

urma experimentului s-a constatat că dezvoltarea plantelor a fost inhibată de: 

conţinutul de poluanţi organici in cazul solului contaminat, şi de structura modificată 

a solului în cazul solului decontaminat (figura 4). În timp s-a constat normalizarea 

structurii solului, ca urmare a acumularii de materie organică provenită de la 

rădăcinile culturilor recoltate numai suprateran. 

Acumularea metalelor în diferitele variante experimentale a depins de: tipul de 

metal, pH-ul solului şi de specia de plantă. O situaţie particulară a apărut in cazul 

Mn acumulat în ovăz. Ovăzul a manifestat puternice simptome de carenţă, în 

condiţiile în care concentraţia scăzută de Mn din solul contaminat s-a asociat cu un 

pH, care reduce biodisponibilitatea Mn. Creşterea concentraţiei de metal în sol ca 

rezultat al decontaminării a indus o creştere a concentraţiei în plante pentru toate 

speciile, în cazul Mn si Mo, la unele specii în cazul Zn şi pentru nici o specie în 

cazul Cu. 

XX


Tabelul 3 Prezentare sintetică a principalelor rezultate la obiectivele 1 si 2. 

Mn Zn Mo Cu 

Domeniul de variaţie al concentraţiei de metale în sol (ppm) 248 - 338 38 -112 0,39 - 1,63 7,2 - 21 

nu nu nu nu 

Ecosistemele studiate sunt diferite din punct de vedere al 

concentratiei în sol 

depăşeste limita 

în domeniu pentru 

depăseste limita pentru 

Concentraţiile din sol se incadrează în valorile din literatură în domeniu pentru 

pentru tipul de sol, se 

tipul de sol (loess) 

tipul de sol, se 

tipul de sol (loess) 

încadrează în 

încadrează în domeniul 

domeniul pentru 

pentru solurile 

solurile contaminate 

contaminate 

mai mici în Rositz mai mari în Rositz mai mari în Rositz mai mici în 

Rositz 

Concentraţiile de metale în solul din Rositz sunt diferite de cele din 

zona martor 

Concentraţia în sol scade cu adancimea da da da da 

Metalele din sol sunt distribuite corelat Cu şi Zn prezintă o corelaţie pozitivă înalt semnificativă statistic 

Decontaminarea termică produce cresterea concentraţiei 3 ori 13 ori (*) 5 ori 4 ori 

Domeniul de variaţie al concentraţiilor de metale în plante 2,2 - 35 mg/kg 3 - 59 mg/kg 74 - 4328µg/kg 2,8 - 82mg/kg 

(în deficit în 

plante) 

Ecosistemele studiate sunt diferite din punct de vedere al nu se poate da un raspuns, deoarece au fost analizate probe compozite 

concentraţiei în plante 

0,066 - 3,935 

0,165 - 4,824 

0,046 - 0,908 

acumulare si 

acumulare şi 

acumulare 

Plantele au acumulat/concentrat metalele 0,008 - 0.095 

acumulare 

concentrare 

concentrare


Plantele de cultură acumulează diferit de plantele salbatice nu nu nu nu 

functie de specie 

în general mai mici în 

în general mai mici 

în general mai 

Concentraţiile de metale în plantele din Rositz sunt diferite de cele 

(diferente 

Rositz (biodisponibilitate 

în Rositz 

mici în Rositz 

din zona martor 

nesemnficative, > în 

redusa datorata pH-ului) 

(biodisponibilitate 

Rositz sau > în control) 

redusa datorata pH-ului) 

Metalele din plante sunt distribuite corelat Cu, Mn si Mo sunt corelate pozitiv pentru majoritatea speciilor 

Domeniul de variaţie al concentraţiilor de metale în alimente nu se poate da un raspuns, deorece au fost analizate probe compozite 

nu 

3/4 în Rositz faţă 



Populaţia umană din Rositz are o concentraţie diferită de metale în 

de control 

de control 

de control 

dietă faţă de cea din zona de control 

nu nu nu da 

Populaţia umană din Rositz are mai multe metale în dietă ca media 

în Germania 

da (nu există 

da 

la limita inferioară 

da 

Populaţia umană din Rositz are metale în concentraţie mai mare în 

deficit, dar nici 

(nu exista deficit) 

(nu există deficit) 

(nu există deficit) 

dietă ca recomandările Organizatiei Mondiale a Sănătătii 

toxicitate) 

nu nu 

nu bărbaţii au mai 

Există diferenţe semnificative între sexe în ce priveste continutul de 

mult Zn în dietă 

metale din dietă 

da da da incert 

Alimentele de origine locală influenţează semnificativ conţinutul de 

metale din dietă 

nu 

da, la unele specii da, la toate 

da, la toate 

Cresterea concentraţiei de metale în sol prin decontaminare 

speciile 

speciile 

determină cresterea concentraţiei în plantele de cultură


Tabelul 4 Conţinutul de elemente al solului contaminat din Rositz din cele şase 

locuri de prelevare (medie pentru toate adâncimile) 

Mn Zn Cu Mo 

Sit (n) s x x s s x x s 

1 (4) 161 265 55 40 14 15 1,63 1,59 

2 (6) 135 248 49 22 4,2 10 1,03 0,79 

3 (5) 79 265 112 80 20 21 0,78 0,56 

4 (4) 103 307 41 1,7 1,2 9,4 0,41 0,09 

5 (4) 122 284 38 7,3 2,0 8,4 0.39 0,17 

6 (4) 235 338 44 8,6 2,0 7,2 0.39 0,14 

x ( 27) 139 284 56 27 11 12 0,78 0,86 

Fp > 0,05 > 0,05 > 0,05 > 0,05 

Figura 2 Distribuţia metalelor pe profil de adâncime. 

XXIII


Tabelul 5 Conţinutul de metale în plante (probă mixtă pentru cele şase ecosisteme) 

Specie (n,n) Mn (mg/kg TS) Zn (mg/kg TS) Cu (mg/kg TS) Mo (µg/kg TS) 

Zonă de 

control 

Rositz Zonă de 

control 


XXIV 

control 


control 

x (s) x (s) x (s) x (s) x (s) x (s) x (s) x (s) 

Rositz 

Fasole (11,6) 29 (14) 12 (3,5) 37 (9.7) 32 (11) 7,4 (1.9) 5,0 (1.6) 4628 (2178) 4328 (2745) 

Pere (2,8) 5,2 (2,9) 2,2 (0,69) 4,5 (2.0) 5,0 (1.4) 6,4 (3.6) 5,3 (1.3) 159 (66) 73 (31) 

Arpagic (23,11) 36 (33) 18 (6,8) 29 (13) 29 (10) 5,3 (2.0) 10 (4.1) 2703 (2074) 3387 (2241) 

Morcovi (20,12) 12 (6,2) 6,2 (1,6) 22 (7.1) 22 (4.3) 5,4 (2.7) 5,5 (2.2) 253 (123) 245 (154) 

Pătrunjel (18,15) 41 (12) 25 (8,1) 43 (18) 36 (10) 21 (50) 82 (2.2) 3750 (2219) 2987 (1542) 

Mere (24,15) 3,0 (2,2) 2, (0,61) 3,0 (1.8) 3,0 (3.2) 2,6 (0.93) 2,8 (1.0) 136 (123) 112 (44) 

Cartofi decojiti (25,14) 7,6 (5,6) 5,6 (1,3) 17 (7.0) 15 (3.8) 6,4 (3.2) 4,2 (1.2) 576 (357) 436 (191) 

Gulii (10,12) 10 (5,6) 7,5 (2,2) 25 (14) 30 (12) 4,1 (2.1) 5,3 (1.9) 1274 (1253) 881 (442) 

Ceapă (24,8) 14 (11) 11 (2,8) 24 (7.4) 30 (7.5) 5,5 (2.5) 4,2 (1.3) 964 (1506) 699 (306) 

Coji de cartofi (18,5) 8,5 (3,3) 6,9 (1,4) 18 (4.1) 15 (5.2) 8,0 (2.8) 5,7 (2.5) 521 (213) 4139 (114) 

Castraveţi(15,7) 16 (5,6) 13 (2,7) 68 (33) 59 (13) 13 (4.0) 8,7 (1.8) 1752 (663) 1567 (512) 

Praz (7,7) 13 (5,1) 13 (3,2) 19 (6.1) 37 (5.1) 5,0 (2.3) 8,1 (4.2) 608 (368) 950 (365) 

Figura 3 Corelaţia dintre concentraţiile de Cu, Mn si Mo în plante


Tabelul 6 Concentraţia de metale în alimente (mg/kg s.u.). 

Zona Mn (mg/kg s.u.) Zn (mg/kg s.u.) Cu (mg/kg s.u.) Mo (μg/kgs.u.) 

(n,n) femei barbaţi femei barbaţi Femei barbaţi femei barbaţi 

s p 

s p s x x 

s p s x x 

s p s x x 

s x x 

Jena (70,70) 3.3 8,9 8,2 3,4 >0,05 8,3 22 22 4,6 > 0,05 8 3,8 3,2 1,2 > 0,05 315 324 241 66 < 0,05 

Rositz (49,49) 2.3 7,5 7,1 1,7 > 0,05 5,2 20 20 4,4 > 0,05 2,4 5,1 4,3 1,8 >0,05 218 269 255 183 > 0,05 

p 0,05 >0,05 > 0,05 > 0,05 > 0,05 > 0,05 

Tabelul 7 Conţinutul de metale din dieta populaţiei umane (mg/zi). 

Zona Mn (mg/zi) Zn (mg/zi) Cu (mg/zi) Mo (µg/zi) 

(n,n) femei bărbaţi femei bărbaţi Femei bărbaţi femei bărbaţi 

s p 

s p s x x 

s p s x x 

s p s x x 

s x x 

Jena (70,70) 1,3 3,2 3,4 1,3 >0,05 3,1 7,9 9,1 2,8 < 0,001 1,2 1,4 1,3 0,57 >0,05 125 115 101 33 > 0,05 

Rositz (49,49) 0,62 2,0 2,7 1,1 > 0,05 1,7 5,3 7,2 1,9 < 0,001 0,80 1,4 1,6 0,88 >0,05 71 73 94 71 > 0,05 

p < 0,001 < 0,01 < 0,001 0,05 0,05 2,1 1,8 1,3 0,42 > 0,05 

Rositz (49,49) 8,4 28 35 16 > 0,05 24 74 94 33 > 0,05 11 20 21 13 > 0,05 1,1 1,0 1,2 1,0 > 0,05 

p 0,05 < 0,05 >0,05


Tabelul 9 Conţinutul de metale în solul contaminat şi decontaminat (mg/kg s.u) 

27;6 

n 

contaminat decontaminat 

s x x s 

XXVI 

p 

multiplicare prin 

tratare termică 

Mn 139 284 368 21 < 0,01 3 

Zn 44 56 756 110 < 0,01 13 

Cu 11 12 53 17 < 0,001 4 

Mo 0,86 0,78 3,78 0,70 < 0,001 5 

Figura 4 Concentraţia de Mo în solul şi plantele din cele şase variante experimentale. 

Săgeata indica biomasa uscată supraterană la recoltare 

Figura 5 Concentraţia de Zn în solul şi plantele din cele sase variante experimentale


Figura 6 Concentraţia de Mn în solul si plantele din cele şase variante experimentale 

5 Concluzii 

Sunt prezentate mai jos principalele concluzii ale programului individual de 

cercetare. 

I. Pe direcţia dezvoltarii bazei de cunosţinte: 

• nu există diferenţe semnficative între ecosistemele investigate în ce priveste 

concentraţiile în sol ale celor patru metale analizate. 

• toate metalele au tendinta să scadă în concentraţie cu adâncimea. 

• zincul şi cuprul sunt distribuite corelat în sol şi nu sunt corelate cu celelalte 

metale. 

• unele metale sunt doar acumulate (Mn si Zn), altele concentrate în producatorii 

primari (Mo si Cu). 

• domeniul de variaţie al factorului de acumulare/concentrare scade în ordinea Cu, 

Mo, Zn, Mn. 

• aportul de metale în alimentaţia zilnică depinde major de bunurile produse pe 

plan local pentru Zn, Mn, Mo, şi nu pentru Cu. 

XXVII


II. Rezultate direct relevante pentru asistarea managementului: 

• Concentraţiile metalelor din sol în zona Rositz sunt mai mici ca în zona de control 

în cazul Mn şi Cu şi sunt mai mari în cazul Zn si Mo, dar datorită parametrilor de 

control (în special pH) care reduc biodisponibilitatea Zn si Mo, concentraţiile în 

plantele din zona Rositz sunt în majoritatea cazurilor mai mici ca în zona de 

control, ceea ce indică faptul ca nu apar efecte toxice asupra populaţiei umane. 

• Aportul de metale din alimentaţie (cuprinzând atât produse locale cât şi din afara 

sistemului) se incadrează în limitele normale. 

• Creşterea concentraţiei în sol ca urmare a decontaminării termice, induce în 

cazul Mn, Zn si Mo, creşterea concentraţiei în plantele de cultura. 

• Reziduurile pot fi utilizate ca materie primă în construcţii şi nu pentru scopuri 

agricole, atât datorită concentraţilor mari în unele metale, cât şi datorită 

modificărilor structurale care au loc în urma arderii. 

XXVIII

Dissertation von Diplomchemikerin Aurora Neagoe 

1 Einleitung und Aufgabenstellung 

1.1 Einleitung 

Der Landkreis ”Altenburger Land” trägt auf dem Gelände des ehemaligen 

Teerverarbeitungswerkes Rositz die gröβte Karbochemiealtlast des Freistaates 

Thüringen. Sowohl im Betriebsgelände als auch im Umfeld des Werkes lagern in 

früheren Braunkohletagebauen und im Boden Produktionsrückstände, 

Fehlchargen und andere Abprodukte des Teerveredlungsprozesses (Voigt et al. 

1996). Das Werksgelände ist von Schrebergärten und landwirtschaftlichen 

Nutzflächen, die sich bis zum Rand der ”Teerseen” erstrecken, umgeben, welche 

gärtnerisch und landwirtschaftlich intensiv genutzt werden. 

In dem Teer kommen neben Phenolen und einfachen aromatischen 

Kohlenwasserstoffen auch polycyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) 

und die verschiedensten anorganischen Rückstände des Braunkohleveredlungsprozesses 

vor. Verschiedene Vertreter der PAK sind mutagen und 

kancerogen. Sie bilden sich, wenn organische Verbindungen Temperaturen von 

500 - 1000 0 C ausgesetzt werden. Das Schwelen von Braunkohle unter 

Luftabschluβ repräsentiert einen solchen Prozeβ. Im Braunkohlenschwelteer 

kommen reichlich polycyklische aromatische Kohlenwasserstoffe vor. Bei der 

Verkokung dieses Teeres bilden sich weitere Reaktionsprodukte, die viel PAK 

enthalten. 

Fahrlässige Produktion, Unwissenheit und Zerstörungen während des zweiten 

Weltkrieges führten zu einer Kontamination der Böden dieses Lebensraumes mit 

Teer und dessen toxischen, organischen bzw. anorganischen Komponenten. Die 

Sanierung der teerkontaminierten Böden kann auf verschiedenen Wegen durch 

Verbrennung, Extraktion, Waschen und biologische Abbauprozesse erfolgen. 

Aufgabe der vorliegenden Untersuchungen war es, u.a. die Dekontamination der 

teerbelasteten Böden durch thermische Verfahren (Ebert et al. 1996) so zu opti- 

mieren, daβ die Majorität des Verbrennungsrückstandes gefahrlos als Rohstoff zur 

Baumaterialherstellung bzw. als Auffüllmaterial oder Bodenzusatz genutzt werden 

kann und eine Revitalisierung von Gesellschaft, Landwirtschaft und Industrie 

möglich wird (Hilpert 1996; Anke et al. 1996; Sedlacek et al. 1996). Dazu war es 

1


auch erforfderlich die Zusammensetzung des Glührückstandes und den Transfer 

seiner Inhaltstoffe in die Nahrungskette zu untersuchungen, um Schäden von 

Pflanze, Tier und Mensch auszuschlieβen. Eindringen, Transfer und 

Dekontamination der Polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoff in der 

Nahrungskette vom Boden bis zum Menschen wurden von Anke et al. (1998a, b) 

mit Hilfe von Gefäβversuchen und einer Duplikatstudie mit erwachsenen 

Mischköstlern aus Rositz, dem teerbelasteten Lebensraum und Jena als 

Kontrollgebiet systematisch untersucht. Dabei zeigte sich, daß der auf 

teerbelasteten Boden aus Rositz angebaute Spinat signifikant mehr Benzo(a)pyren 

enthielt als der auf Kontroll- bzw. dekontaminierten Boden aus Rositz wachsende 

(Tab.1). 

Tabelle 1: Die Benzo(a)pyren-Konzentration des Spinates und der der von 

erwachse-nen Mischköstlern verzehrten Lebensmittel- und 

K 1) 

Getränketrocken-substanz der Lebensräume Jena und Rositz (μ 

g/kgTrockensubstanz) (Anke et al.1998a, b) 

Spinatstudie Duplikatstudie 

DB 2) 

Rositz 3) 

Fp % Jena Rositz p % 

x 2,5 3,6 12,9 0,9 3,1 

s 1,8 2,6 4,9 < 0,01 516 0,6 2,6 > 0,05 334 

1) Kontrollboden 2) Dekontaminierter Boden aus Rositz 3) Kontaminierter Boden aus Rositz 

Zwischen dem Benzo(a)pyrengehalt des Spinats auf dem Kontrollboden und dem 

thermisch dekontaminierten Boden aus Rositz bestand kein statistisch gesicherter 

Unterschied. Die von den erwachsenen Mischköstlern aus Rositz verzehrten 

Duplikate enthielten in der Trockensubstanz im Mittel dreimal so viel 

Benzo(a)pyren wie die Duplikate der Kontrollpersonen aus Jena. Die Differenz im 

Benzo(a)pyrengehalt der Mischköstlerduplikate beider Lebensräume blieb auf 

Grund der groβen Schwankungsbreite insignifikant. Sie ist aber deutlich. Die 

erwachsenen Mischköstler des Kontrollgebietes verzehrten täglich nur etwa ein 

Drittel der Benzo(a)pyrenmenge, die von den Vergleichspersonen des 

teerbelasteten Lebensraumes Rositz aufgenommen wurde (Tab. 2). 

Benzo(a)pyren ist die Leitsubstanz der PAK von denen einschließlich ihrer 

Derivate 200 tierexperimentell kancerogen wirken. Sie kommen in der Umwelt nie 

2


als einzelne Verbindung, sondern immer im Gemisch vor. Das Benzo(a)pyren ist 

nach dem gegenwärtigen Erkenntnisstand das gefährlichste, der sehr 

unterschiedlich kancerogen wirkenden PAK. 

Tabelle 2: Der Benzo(a)pyren-Verzehr der Männer aus Jena und Rositz (μg/Tag) 

Jena Rositz 

Bezeichnung s x x s p % 

Benzo(a)pyren 0,3 0,4 1,1 1,0 > 0,05 275 

Die normale Benzo(a)pyrenaufnahme Erwachsener beträgt schätzungsweise 0,2 

(bis 1) mg im Jahr. Nach Macholz und Lewerenz (1989) werden täglich 0,5 bis 2,5 

µg Benzo(a)pyren mit den Lebensmitteln aufgenommen. Die Aufnahme über die 

Atemluft entspricht etwa der über die Lebensmittel und Getränke. Beide 

Testpopulationen verzehrten damit im Winter unterschiedliche, aber immer 

noch relativ unbedenkliche Benzo(a)pyrenmengen. Diese Aussage von Anke et al. 

(1998b) stimmt mit den Feststellungen von Scheidt- Illig und Erler (1996) überein, 

die keine erhöhte PAK-Exposition in Rositz registrierten. 

Die Summe der in der Trinkwasserverordnung aufgeführten polycyklischen 

aromatischen Kohlenwasserstoffe, Benzo(a)pyren, Fluoranthen, 

Benzo(b)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen, Benzo(ghi)perylen und Indeno(1,2,3cd)pyren 

war in dem auf teerbelasteten Rositzer Boden wachsenden Spinat 

gleichfalls signifikant gröβer als in den auf Kontroll- und dekontaminierten Böden 

angebauten Pflanzen. Die Rositzer Nahrungsduplikate enthielten ein Drittel mehr 

von den in der Trinkwasserverordnung aufgeführten PAK als der Jenaer (Tab. 3). 

Tabelle 3: Die Konzentration der 16 untersuchten polyzyklichen aromatischen Kohlenwasserstoffe 

(PAK EPA) des Spinates und der verzehrten Lebensmittel 

und Getränketrockensubstanz (µg/kg TS)(Anke et al. 1996b) 

Spinat Fp % Duplikate p % 

K 1) DB 2) Rositz 3) Jena Rositz 

x 3678 2395 3307 345 246 

s 471 626 643 < 0,01 90 70 78 < 0,05 71 

1) Kontrollboden 2) Dekontaminierter Boden 3) Teerboden aus Rositz 

3


Der Verzehr von PAK der TVO erwachsene Mischköstler dre zwei Lebensräume 

unterschied sich nicht signifikant. Die Summe der 16 im Spinat und in den 

Duplikaten von Jena und Rositz untersuchten Polyzyklischen aromatischen 

Kohlenwasserstoffe (PAK EPA) einschließlich Acenaphthylen, Acenaphthen, 

Fluoren, Phenanthren, Anthracen, Fluoranthen, Pyren, Benzo(a)anthracen und 

Chryen war im Spinat auf Rositzer Boden und in Rositzer Duplikaten sogar 

signifikant kleiner als auf Kontrollboden bzw. in Jenaer Duplikaten. Die Rositzer 

Mischköstler verzehrten im Mittel 40% weniger dieser 16 PAK als die Jenaer 

Probanden (Anke et al. 1998b). 

Tabelle 4: Die Summe der von Mischköstlern aus Jena und Rositz verzehrten 

polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK EPA) (μg/Tag). 

Jena Rositz p % 

Bezeichnung s x x s 

Summe PAK EPA 46 151 91 37 < 0,05 60 

Die beruhigenden Aussagen zum gegenwärtigen PAK-Verzehr der Bevölkerung 

des Rositzer Lebensraumes gestatteten aber keine Aussagen über die PAK - 

Aufnahme über den Luftpfad die erheblich sein kan (Mocanu 1998). 

Außerdem war zu prüfen in welchem Umfang und in welcher Richtung die 

thermische Dekontamination des Teeres und der organischen Verbindungen des 

Bodens den Mengen- und Spurenelementbestand Glührückstandes beeinfluβt. 

Ihre Eignung als Bau- oder Auffüllmaterial wird entscheidend von der Belastung 

durch die im Teer angereicherten anorganischen Substanzen und deren 

Bioverfügbarkeit für die Flora nach der thermischen Behandlung bestimmt. Es 

kommt dazu, daβ ihre Pflanzenverfügbarkeit und damit ihr Eindringen in die 

Nahrungskette elementspezifisch von dem sich beim Glühprozeß ändernden pH- 

Wert des Rückstandes beeinfluβt wird. Außerdem sind auch Interaktionen der sich 

im Glührückstand anreichernden Elemente mit ”essentiellen” Pflanzennährstoffen 

denkbar, als deren Folge Mangelerscheinungen bei bestimmten Pflanzenartenauftreten 

können. Eine Anreicherung anorganischer Substanzen in der Flora, 

welche zu Intoxikationen bei Tier und Mensch führt, ist nicht auszuschließen und 

für das Spurenelement Kupfer beim Schaf beschrieben (Anke et al. 1994) 

4


1.2 Aufgabenstellung 

Aufgabe der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluβ der Teerbelastung des 

Lebensraumes Rositz und der thermischen Dekontamination der Böden auf den 

Transfer der Spurenelemente Mangan, Zink, Kupfer und Molybdän zu prüfen Im 

einzelnen waren folgende Untersuchungen durchzuführen: 

• Analyse des Spurenelementgehaltes (Mn, Zn, Cu, Mo) der teerbelasteten 

Böden des Lebensraumes Rositz in Abhängigkeit von Standort und Tiefe der 

Entnahmestelle. 

• Bestimmung des Spurenelementbestanden im Rositzer Durchschnittsboden vor 

und nach thermischer Dekontamination. 

• Prüfung des Spurenelementtransfers aus dem teerbelasteten Boden von Rositz, 

dem seinem Glührückstand bzw. verschiedenen Misch- und Kontrollböden 

durch 

• Hafer, Senf und Spinat. 

• Ermittlung von möglicherweise auftretenden Mangel- bzw. Intoxikationserscheinungen 

bei den Testkulturen. 

• Feststellung des Spurenelementgehaltes in Wild- und Futterpflanzen, Gemüse, 

Küchenkräuter, Samen und Früchten des Lebensraumes Rositz im Vergleich zu 

geologisch vergleichbaren Kontrollgebieten. 

• Durchführung einer Duplikatstudie mit erwachsenen Mischköstlern aus Rositz 

und Jena zur Prüfung der Spurenelementaufnahme in beiden Gebieten. 

Ableitung von Schluβfolgerungen für die Nutzung teerbelasteter Standorte, ihres 

Glührückstandes, die Verwendung angebauter oder wildwachsender 

Lebensmittelrohstoffe, die Verbesserung des Wachstums ”teergeschädigter” 

Pflanzenarten und nicht zuletzt für die Ernährung des Menschen mit den 

Spurenelementen Mangan, Zink, Molybdän und Kupfer. 

5


2 Material und Methoden 

2.1 Das Untersuchungsgebiet Rositz 

Das Untersuchungsgebiet Rositz im Landkreis ‘’Altenburger Land’‘ befindet sich im 

Osten des Freistaates Thüringen (Abb.1). Es liegt in nordwestlicher Richtung 

zwischen der Kreisstadt Altenburg und Meuselwitz (Abb. 2). Die Grenzen des 

Freistaates Sachsen und von Sachsen- Anhalt befinden sich in unmittelbarer 

Nähe. Leipzig, Zwickau und Chemnitz in Sachsen, Zeitz in Sachsen- Anhalt und 

Gera in Thüringen sind dem Altenburger Land und Rositz benachbart. 

Abbildung 1: Die Lage des Landkreises Altenburger Land im Freistaat Thüringen 

Die Standortqualität von Rositz ist auf Grund seiner schlechten Lage im 

Verkehrsnetz, seiner Altlasten bzw. Umweltsituation und seines einseitigen 

Arbeitskräftepotentials mangelhaft (Sedlacek et al. 1996), so daß seine 

Revitalisierung nach der Wiedervereinigung Schwierigkeiten bereitet. 

6


In und um Rositz lagern große Rückstandsmengen des Teerverarbeitungswerkes 

Rositz in Tagebaugruben ehemaliger Braunkohlenwerke und auf Halden, in denen 

sich wiederum Teerseen befinden. 

Abbildung 2: Die Lage von Rositz im Altenburger Land 

Außerdem ist der Boden des Werksgeländes und seiner Umgebung, die 

landwirtschaftlich und gärtnerisch genutzt wird, durch die mannigfaltigsten 

Rückstände der Teerverarbeitung kontaminiert. Im einzelnen lagern erhebliche 

Abfallmengen der Teerverarbeitung im folgenden Objekten: 

Das Tagebaurestloch ‘’Neue Sorge’‘ in einer Größe von 20000 m 2 mit einer 

schwimmenden Ölschicht und erheblichen pastösen Anteilen speichert 150000 bis 

7


170000 m 3 Teerrückstände. Bei warmen Wetter leidet die Bevölkerung an 

Kopfschmerzen und Übelkeit. Der Geruch des Teersees ‘’Neue Sorge’‘ 

beeinträchtigt das Allgemeinbefinden generell. Ein Eintrag der Schadstoffe in das 

Grundwasser ist gegeben. Der Teersee ‘’Neue Sorge’‘ befindet sich seit 1932 im 

Tagebau ‘’Neue Sorge’‘. Sein Volumen wird auf 360000 bis 400000 m 3 

geschätzt. In ihm sollen sich ca. 90000 t Säureharze, 75000 t Teerrückstände und 

85000 t Teeremulsionen befinden (Anomym 1995). 

Die Halde Fichtenhainichen befindet sich an der Stelle, wo sich bis 1926 ein 

Braunkohletagebau befand. Seitdem wurde das Restloch mit Kraftwerksasche, 

Bauschutt, Hausmüll und Produktionsrückständen sowie zur Verrieselung 

phenolhaltiger Schwelwässer genutzt. Das Volumen der Aschehalde wird auf 1,1 

bis 1,4 Millionen m 3 geschätzt. Die Aschehalde Fichtenhainichen enthält 

schätzungsweise 26 t PAK, 50 t Phenole, und 25000 t aliphatische Kohlenwasserstoffe. 

Zusätzlich befinden sich fünf Teerseen mit einem Gesamtvolumen 

von ca. 48000 m 3 auf der Halde. Das Grundwasser der Halde ist mit 0,043 mg 

Phenol/l belastet. Dieser Gehalt übersteigt den Grenzwert der TVO um den Faktor 

100. Sein Phenolgehalt ist aber immer noch 100 mal kleiner als der des 

Grundwassers der “Neuen Sorge” (Anomym 1995). 

Die Deponie “Germania” ist auf der Sohle eines 1924 geschlossenen 

Braunkohletagebaues aufgebracht. In ihr wurden insbesondere Kraftwerksasche 

aus der Generatorgasanlage abgelagert, außerdem speichert es Abfälle des 

Teerverarbeitungswerkes und Hausmüll. Das Volumen der Deponie “Germania” 

beträgt ca 1,2 Millionen m 3 (Anonym 1995). 

Das Teerverarbeitungswerk Rositz entstand 1917 als Mineralölwerk und 

produzierte Treib- und Schmierstoffe. Später erzeugte es Pech für die Elektrodenkokserzeugung, 

Straßenteer und Bindemittel. Von 1917 bis zur Stillegung am 

31.12.1990 wurden in Rositz 19 Millionen t Teer und 10 Millionen t Erdöl 

verarbeitet. Die Bombardierung während des 2. Weltkrieges, bei der das Werk 

nahezu vollständig zerstört wurde, überzog die Region mit etwa 100000 t 

Chemikalien. Im Werksgelände und in den genannten Deponien von Rositz lagern 

heute ca. 466000 bis 500000 m 3 Produktionsrückstände und andere Abfälle 

(Anonym 1995). Rositz und die umgebenden Ortschaften liegen auf Löß und meist 

8


geschiebefreien Flößlehm. Unter diesen befindet sich Geschiebemergel und 

Geschiebelehm, der nur selten zutage tritt. Das Untersuchungsgebiet kann als 

Lößstandort angesprochen werden (Anonym 1906). Das Land wird bis nahe des 

Teersees ‘’Neue Sorge’‘ intensiv landwirtschaftlich genutzt. 

2.2 Entnahme und Aufarbeitung der Bodenproben 

Auf sechs verschiedenen Standorten im Gelände des ehemaligen 

Teerverarbeitungswerkes wurden bis zu einer Tiefe von 5 m insgesamt 27 

Bodenproben entnommen. Sie sind die Basis für die Analyse der Schadstoffbelastung 

im Lebensraum Rositz und wurden auch für die Feststellung der 

Bodenkontamination in Abhängigkeit von Standort und der Entnahmetiefe 

verwendet. Außerdem bildete der Bodenaushub die Grundlage für die thermische 

Dekontamination des teerbelasteten Bodens bei 1000 °C. Durch die Verbrennung 

des Teeres erhöhte sich die Brenntemperatur auf 1200 °C. Die Dekontamination 

erfolgte durch einen Propan - Injektor Brenner. Die Sinterzone bewegte sich 

innerhalb von 10 Minuten durch den teerkontaminierten Boden. Nach dem 

Abkühlen wurde der Sinterkuchen gebrochen und klassiert (Ebert et al 1996). Für 

die Gefäßversuche kam der gleiche teerkontaminierte Rositzer Boden und sein 

Glührückstand zum Einsatz. 

2.3 Das Sammeln der Wild- und Kulturpflanzen 

Die Samelung der Wild- und Kulturpflanzen erfolgte zu zwei Zeigtpunkten. Äpfel. 

Birnen, Kohlrabi, Petersilie, Porree, Kartoffeln, Möhren, Schnittlauch und Dill 

wurden einerseits im Oktober und November 1995 in Rositz und einem geologisch 

vergleichbaren Lößgebiet nordöstlich von Erfurt geerntet und anderesseits im 

August/September 1996 in Rositz und in der Umgebung von Ronneburg und Jena 

auf geologisch ähnlichen Standorten geworben. Zu den 1995 gesammelten 

Pflanzenarten kamen in Sommer 1996 noch Gurken, Zwibeln, Weizen-, Roggenund 

Sommergerstekörner, Rapssammen, Weisenrotklee, Weißklee, Grünweizen, 

Grünmeis und Rainfarn hinzu. 

9


2.4 Durchführung der Gefäßversuche im Gewächshaus 

Die Gefäßversuche mit Hafer der Sorte Alfred, mit Senf der Sorte Martigena und 

Spinat der Sorte Master erfolgten 1995 in sechsfacher Wiederholung im 

Gewächshaus der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL) in Jena. Die 

Versuchsansatz erfolgte mit dem in der TLL dafür vorgesehenen sandigen 

Kontrollboden, dem teerkontaminierten Rositzer Boden, dem dekontaminierten 

Glührückstand und zwei Mischböden aus 50 % teerkontaminierten Rositzer Boden 

und 50 % Kontrollboden bzw. 50 % Glührückstand und 50% Kontrollboden 

(Tab.5). 

Tabelle 5: Versuchsschema der Gefäßversuche mit Hafer, Senf und Spinat 

Parameter Anzahl 

Kontrollboden 

Teerkontaminierter Boden aus Rositz 

Glührückstand des Rositzer Bodens 

50 % kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden 

50 % Glührückstand + 50 % Kontrollboden 

Die Ernte des Hafers erfolgte im Stadium der Milchreife, des Senfes in der 

Vollblüte und des Spinats vor dem Schossen. Die unmittelbar 

hintereinanderfolgenden Versuche fanden von Anfang März bis zum 10. Okzober 

1995 statt. Als erste Pflanzenart wurde Hafer ausgesät. In die von Hafer 

durchwurzelte Erde bzw. dem Glührückstand folgte die Aussaat des Senfes. Ihr 

schloß sich nach entsprechender Präparation die des Spinates an. Die Frisch- und 

Trockenmasseerzeugung der drei Pflanzenarten wurde ebenso wie ihre 

Wurzelentwicklung dokumentiert. 

2.5 Die Duplikatstudie mit erwachsenen Mischköstlern aus Rositz und 

dem Kontrollgebiet Jena 

Die Duplikatmethode wird von der WHO zur Erfassung der Schadstoff-, Vitaminund 

Mengen-, Spuren- und Ultraspurenelementaufnahme empfohlen (Anonym 

1996). Die sorgfältig auszuwählenden Probanden im Alter von 20 bis 70 Jahren 

sammeln von jeder Mahlzeit, jedem Getränk und jeder Nascherei, und sei sie 

10 

6 

6 

6 

6 

6


noch so klein, eine visuell abgeschätzte Probe als vollständiges Duplikat. Ihre 

Speisen, Getränke und Naschereien wählen sie frei. Sie müssen dafür finanziell 

entschädigt werden. Das Führen eines Verzehrsprotokolls der täglich 

aufgenommenen Nahrungsmittel und Getränke studie ermöglicht es die 

Ergebnisse der Duplikat- mit den Kalkulation nach der Basketmethode zu 

vergleichen. Da sich die Ernährungsgewohnheiten am Wochenende von denen in 

der Woche unterscheiden, erfolgen die Duplikatstudien über sieben 

aufeinanderfolgende Tage. Bei einer kürzeren Versuchsdauer ist keine 

Repräsentanz der Befunde gegeben. Duplikatstudien zeigen neben Aussagen zur 

Häufigkeitsverteilung und geschlechts-spezifischen Unterschieden auch lokale 

Einflüsse der Lebensräume (Kumpulainen et al., 1987, Anke et al. 1989, 1990, 

1991b, 1991e, 1992a, 1994, Drobner 1997, Müller und Anke 1993, Winkler et al. 

1991, Parr und Crawley 1989). 

Die Rositzer Testpopulation bestand aus jeweils 7 Frauen und Männern im Alter 

von 20 bis 70 Jahren. Das Jenaer Probandenteam umfaßte jeweils 10 Frauen und 

Männer des gleichen Alters. Die Probanden der zwei Studien sammelten an 

sieben aufeinanderfolgenden Tagen ein Duplikat aller Aufnahmen, wobei sie 

Nahrung und Getränke frei auswählen. Sie waren gehalten, ihre Verzehrungsgewohnheiten 

nicht zu ändern. Die Duplikate wurden täglich gewogen. 

Eingenommene Medikamente wurden trotokoliert aber nicht dem Duplikat zu 

gegeben. Sie kamen nicht zur Duplikatprobe. Alle Versuchsteilnehmer führten 

täglich ein Verzehrsprotokoll. Die Nahrungsduplikate wurden in Plasteeimern mit 

Deckel und die Getränke möglichst in der Originalverpackung in das Institut 

gebracht und zur Probeaufbereitung bei -20 °C aufbewahrt. Alle Probanden waren 

zum Versuchszeitpunkt gesund und nahmen mit Ausnahme von Kontrazeptiva 

keine Medikamente ein. 

2.6 Die Probenvorbereitung 

Die kontaminierten Rositzer Böden, ihre thermisch dekontaminierten 

Glührückstände, der Kontrollboden und die im Gefäßversuch verwendeten 

Mischboden wurden mit Königswasser aufgeschlossen (Hoffman 1991). 

Die Pflanzen- und Duplikatproben sind zunächst bei 60 °C bis zur 

Gewichtskonstanz getrocknet worden. Nach 24-stündiger Lagerung bei 

11


Zimmertemperatur erfolgte die Bestimmung der Lufttrockensubstanz sowie die 

kontaminantionsfreie Homogenisierung der Proben. Zur 

Spurenelementbestimmung wurden 20 bis 40 g der lufttrockenen Pflanzen- bzw. 

Duplikatproben in speziell dazu präparierten Schalen eingewogen und ihre 

Trockenmasse bei 105 °C bestimmt. 

Die Analyse ihres Mangan- , Zink-, Molybden- und Kupfergehaltes hat die 

Mineralisierung der organischen Substanz zur Voraussetzung. Die trockene 

Veraschung wird seit > 100 Jahren durchgeführt und ist noch immer die Methode 

der Wahl (Mader et al. 1996, 1997). Selbst bei dem am ehesten flüchtigen 

Schwermetall Cadmium fanden Koirtyohann und Hopkins (1976) im biologischen 

Material weder nach Trocknung bei 110 °C nach trockener Veraschung bis 600 °C 

einen Verlust an dem markierten Element. Die Proben aus Rositz und den 

Kontrollgebieten wurden bei 450 °C im Muffelofen verascht. Die Matrixfreimachung 

dauert in Abhängigkeit von der Proben-zusammensetzung (Fett-, Aschegehalt) 1 

bis 28 Tage. Die Asche der Proben wurde in 25%iger HCl aufgenommen, dann mit 

bidestilliertem Wasser auf eine 2,5%ige Salzsäurelösung verdünnt, in 100 ml 

Kolben überführt, im Wasserbad auf 80 °C erhitzt und schließlich in Vorratsgefäße 

mit Schliffstopfenabgefiltert. 

2.7 Die Bestimmung der Spurenelemente Mangan, Zink, Molybdän und 

Kupfer 

Die Bestimmung der Spurenelemente Mangan, Zink, Molybdän und Kupfer erfolgte 

durch sequentielle optische Emissionspektroskopie mit induktiv gekoppeltem 

Plasma (ICP-OES) (Spectroflame - D, Spectro Analytical Instruments). Der 

Vergleich des mit ICP-OES bestimten Kupfer- und Zinkgehaltes mit den mittels 

Atomabsorptionsspektroskopie (AAS 3, Carl Zeiss Jena) in einer Luft-Azetylen- 

Flamme ermitteln Kupfer- und Zink- werden brachte lediglich einen insignifikanten 

Unterschied und eine mittlere Abweichung beim Zink von 5% und für Kupfer von 

4% ( Anke et al. 1994a, Anke et al. 1995). Auch Brandt et al. (1995) fanden eine 

gute Übereinstimmung des Zinkgehaltes thermisch und mäßveraschter Proben 

nach ICP OES- bzw. AAS-Analyse. 

12


Die wichtigsten Parameter der ICP-OES-Apparatur sind in Tabelle 6 

zusammengestellt. Die gerätespezifische Nachweisgrenze der ICP-OES zur 

Manganbestimmung betrug 10 μg/l, die des Zinks 7 μg/l, die des Molybdäns 10 μ 

g/l und des Kupfers 10 μg/l. 

Tabelle 6: Meßparameter der ICP-OES Apparatur zur Mangan-, Zink-, Molybdänund 

Kupferbestimmung 

Parameter 

Zerstäuber 

Zerstäuberkammer 

Fackel 

Leistung 

Frequenz 

Zerstäuberdruck 

Beobachtungshöhe 

Pumprate 

Anzahl der Messungen je Probe 

Linienposition 

Untergrundposition 

Meßbereich 

konzentrischer Ringspalt, Meinhard/K-Typ 

Glas, Scott-Kammer 

Quarz 

1200W 

27,12 MHz 

2,6 bar 

9,5 mm 

2ml/min 

3 

Mangan 257,610 nm 

Zink 213,856 nm 

Molybdän 203,844 nm 

Kupfer 327,396 nm 

Mangan 257,570 nm 

Zink 213,825 nm 

Molybdän 203,819 nm 

Kupfer 327,431 nm 

Mangan 0,010 - 50 mg/l 

Zink 0,007 - 30 mg/l 

Molybdän 0,01 - 5 mg/l 

Kupfer 0,010 - 50 mg/l 

Die regelmäßige Kontrolle durch Proben mit definierten Mangan-, Zink-, Molybdänund 

Kupferkonzentrationen und die simultane Messung der Argonemission des 

Plasmas garantierten eine konstante Meßgenauigkeit der ICP-OES. Bei 

Abweichung des Kontrollstandards von > 5% erfolgt eine Rekalibration der 

Eichgeraden. 

13


Die Präzission der Methoden wurde anhand von Parallelproben verschiedener 

Matritzen untersucht (Tab. 7). 

Tabelle 7: Streumg des Mangan-, Zink-, Molybdän- und Kupfergehaltes von Proben 

unterschiedlicher Matrizes 

Element Probe (n) x s cv 

Zink 

Kuppfer 

Nahrungsduplikat (5) 

Nahrungsduplikat (5) 

14 

19,9 

3,98 

0,59 

0,22 

Dabei zeigte sich, daß die Streumg des Zink- und Kupfergehaltes, die als Beispiel 

aufgefurt sind, im Falle der Duplikate Variationskoeffizienten von 2,9 bzw. 5,5% 

besaßen. 

Die Überprüfung der Richtigkeit der Mangan-, Zink-, Molybdän und 

Kupferbestimung erfolgte mit den Referenzmaterial ARC/CL Total diet reference 

material (HDP) (Kumpulainen und Tahvonen 1990). 

Die Auswirkungen der Teerbelastung eines Lebensraumes und seiner 

Dekontamination auf den Mangan-, Zink-, Kupfer und Molybdäntransport in der 

Nahrungskette wurde in Hand von 900 Boden-, Pflanzen- und Duplikatproben, die 

Ende 1995 und 1996 gesammelt und im wesentlichen 1996 und 1997 analysiert 

wurden (Tab. 8). 

Tabelle 8: Art und Anzahl der untersuchten Proben 

Art der Proben n 

Bodenproben 

Pflanzenproben Gefäßversuche 

Kultur- und Wildpflanzen 

Duplikatproben 

Summer der Proben 

63 

90 

509 

238 

900 

2,9 

5,5


2.8 Auewertung und Biostatistische Verrechnung der Ergebnisse 

Zur statistischen Auswertung der Ergebnisse wurden der t-Test, die einfaktorialle 

und die einfach mehrfaktorielle Varianzanalyse bzw. die Kleinste Grenzdiferenz 

(KGD) verwendet. 

Die Aufbereitung der Daten sowie die Statistischen Berechnungenerfolgten mit 

den Programmen Fox Pro (Version 2.6 für Windows, Microsoft GmbH) und 

SPSS/PC + Version 6.01 für Windows, SPSS inc.) 

15


3 Ergebnisse der Untersuchungen 

3.1 Mangan 

3.1.1 Literaturüberblick 

Mangan ist mit 1,0 g/kg in der 16 km dicken Erdkruste reichlich vertreten. Es steht 

an der 12. Stelle der Häufigkeitsliste und bildet > 250 Mineralien, von denen 10 bis 

15 kommerzielle Bedeutung besitzen. Es ist primär in Silikate eingebaut. Bei der 

Verwitterung der Gesteine wird das Mangan, besonders unter sauren 

Bedingungen aus diesen herausgelöst (Criswell und Johnson 1994). Die sich 

bildenden Mangankonkremente binden Eisen und andere Spurenelemente. Das 

Mangan bildet zahlreiche einfache und komplexe Ionen in der Bodenlösung und 

auch Manganoxide variabler Zusammensetzung. 

Die Löslichkeit des Mangans im Bodenwasser wird durch dessen pH-Wert und 

Redoxpotential beeinfluβt. Im allgemeinen gilt die Regel, daβ mit sinkendem 

Boden-pH-Wert die Pflanzenverfügbarkeit des Mangans steigt. Die Kalkung der 

Böden und ein neutraler Boden-pH-Wert senken die Manganaufnahme der 

Pflanzen (Kabata-Pendias und Pendias 1992). Im Weltmaßstab schwankt der 

Mangangehalt des Bodens zwischen 7 und 7750 mg/kg TS, im Mittel rechnet man 

mit einer Mangan-konzentration von 270 bis 525 mg/kg TS (Kabata-Pendias und 

Pendias 1992). 

Die geologische Herkunft des Bodens beeinfluβt das Manganangebot (Tab. 9). 

Saure Verwitterungsböden erzeugen in der Regel eine manganreiche Flora, 

während Löβ, Keuper- bzw. Muschelkalkverwitterungsböden und verschiedene 

alluviale Bildungen eine manganarme Vegetation produzieren (Anke et al. 1994c). 

Der Mangangehalt der Flora ist nicht nur vom Angebot pflanzenverfügbarer 

Manganionen abhängig, sondern auch artspezifisch. Im allgemeinen sind 

Leguminosen manganärmer als Kräuter; Gräser enthalten im Mittel mehr Mn als 

die zweikeimblättrigen Arte, wobei erhebliche artspezifische Unterschiede 

bestehen. Rotschwingel speicherte zum Beispiel auf dem gleichen Standort im 

Mittel 103 und Wiesenrispe 37 mg Mn/kg TS (Anke 1961). 

Darüber hinaus beeinfluβt das Alter den Manganbestand der Flora. Junge 

Pflanzen speichern viel , ältere signifikant weniger Mangan. Die Manganaufnahme 

16


eilt der Stoffbildung voraus. Die Assimilate verdünnen den in der Pflanze 

vorhandenen Manganbestand (Anke et al. 1994). 

Stengel, Stiel und Früchte bzw. Samen der Pflanzen enthalten in der Regel wenig, 

die Blätter signifikant mehr Mangan (Graupe et al. 1961; Kabata-Pendias und 

Pendias 1992). 

Tabelle 9: Der Einfluβ der geologischen Herkunft des Standortes auf den Mangan- 

gehalt der Flora in Mitteleuropa (Anke et al. 1994c) 

Geologische Herkunft des Standortes Relativzahl 

Syenitverwitterungsböden 

Diluviale Sande 

Schieferverwitterungsböden (Devon, Silur, Kulm) 

Granitverwitterungsböden 

Phyllitverwitterungsböden 

Buntsandsteinverwitterungsböden 

Geschiebelehm 

Alluviale Auen 

Moor, Torf 

Verwitterungsböden des Rotliegenden 

Löβ 

Gneisverwitterungsböden 

Keuperverwitterungsböden 

Muschelkalkverwitterungsböden 

Oderbruch 

Mangan ist für die Pflanze lebensnotwendig. Auf neutralem und alkalischem 

Boden mit niedrigem Manganangebot können junge Blätter chlorotische 

Veränderungen zwischen den Blattgefäβen entwickeln. Später kommt es zu 

Nekrosen. Besonders Hafer ist manganmangelgefährdet. Die bei ihm auftretende 

Manganmangelkrankheit wird Dörrfleckenkrankheit (grey speck symptom) 

genannt. Auch Erbsen und Zuckerrüben leiden häufig an Manganmangel 

(Bergmann 1992; Kabata-Pendias und Pendias 1992). 

17 

100 

98 

80 

74 

73 

69 

69 

69 

69 

62 

58 

52 

52 

44 

43 

Fp < 0,001


Bei einem Boden-pH-Wert von 5,5 oder weniger und einem hohen 

Manganbestand bzw. auf untrainierten, nassen Flächen ist mit 

Manganintoxikationen bei der Flora und insbesonders bei Leguminosen zu 

rechnen, deren N-Bindung manganüberschußbedingt vermindert ist (weniger 

Knöllchen an den Wurzeln). Für die Fauna ist das Mangan gleichermaßen 

essentiell (Kemmerer et al. 1931; Orent und McCollum 1931) und toxisch 

(Kawamura et al. 1940) wie für die Flora. Nach dem gegenwärtigen 

Erkenntnisstand ist Mangan sowohl Bestandteil als auch Aktivator verschiedener 

Enzyme (Leach und Harris 1997) (Tab. 10). 

Tabelle 10: Manganmetallenzyme und manganaktivierte Enzyme (Leach und 

Harris 1997) 

Enzym Funktion Literatur 

Manganmetallenzyme 

O2 -Entwicklungszentrum II Photosynthese 

Mn-abhängige 

Antioxidant in Mitochondrien 

Superoxiddismutase Glukoneogenese 

Pyruvatkarboxylase Harnstoffkreislauf 

Arginase 

Mn-abhängige Katalase 

Antioxydant der Bakterien 

Manganaktivierte Enzyme 

Phosphoenolpyruvat- Gluconeogenese 

carboxykinase 

Glycosyltransferase Glycoprotheinsynthese 

Glutaminsynthetase Ammoniumstoffwechsel 

Farnesylpyrophosphat- Cholesterolbiosynthese 

synthetase 

Mn-abhängige Peroxidase Antioxidant der Bakterien 

18 

Dismuskes und Siderer (1981) 

Weisiger et al. (1973); 

Hassan (1988) 

Scrutton (1986) 

Farron (1973) 

Shank et al. (1994) 

Bentle et al. (1976) 

McNatt et al. (1976) 

Wedler und Toms (1986) 

Benedict et al. (1965) 

Pease et al. (1989) 

Mangan ist sowohl für die Photosynthese der Chloroplasten als auch für die 

Prophylaxe einer Sauerstoffvergiftung in den Mitochondrien von Mensch und Tier 

benötig: 

-- O2 - + O2 - +2H + H2O2 + O2. 

Die Pyruvatcarboxylase ist für die Glukosesynthese in der Leber nach der 

Gleichung:


_ Pyruvat + HCO3 - + ATP Oxalacetat + ADP + Pi + H + 

erforderlich. Die Arginase steuert den Harnstoffzyklus nach der Gleichung: 

_ L - Arginin + H 2O L - Ornithin + Harnstoff 

Bei einem ungenügenden Manganangebot kommt es bei Ziegen, Mäusen, Ratten, 

Meerschweinchen, Schweinen, Geflügel, Schafen und Rindern zu verschiedenen 

Manganmangelkrankheiten. Seine Bedeutung für landwirtschaftliche Nutztiere 

konnte in den fünfziger und sechziger Jahren auf den ein manganarmes Futter 

produzierenden Muschelkalk- und Keuperverwitterungsböden, den alluvialen Auen 

und Löβstandorten in Deutschland gezeigt werden. (Anke 1959; Anke 1963; Anke 

et al. 1994c; Anke et al. 1963; Leach und Harris 1997; Werner und Anke 1960). 

Die manganarme Ernährung mit semisynthetischen und natürlichen Futtermitteln 

führt bei verschiedenen Arten zu Fortpflanzungsstörungen. Bei Ratten bleibt bei 

schwerem Manganmangel der Östrus aus oder läuft irregular ab. Manganarm 

ernährte Ratten und Kaninchen bildeten keine Spermatozoen und verloren die 

Libido sexualis (Shills und McCollum 1943, Smith et al 1944). Bei Rindern, Ziegen 

und Schafen kommt es zu einer stillen, symptomarmen Brunst bei normaler 

Ovulation. Die männlichen Partner erkennen die ”brünstigen” Tiere nicht. 

Erstbesamungserfolg und Konzeptionsrate sind niedrig, die Abortrate ist erhöht, 

das Geschlechterverhältnis der lebensfähigen Nachkommen nach der männlichen 

Seite verschoben (Anke 1959, 1963, 1973; Anke und Groppel 1970; Dyer und 

Rojas 1965; Hennig et al. 1961; Werner und Anke 1960). Beim Schaf sind 

mangan-mangelbedingte Fortpflanzungsstörungen an Stallhaltung und die 

Verfütterung mangan-armer Ackerfutterpflanzen gebunden (Anke et al. 1994c). 

Die manganarme intrauterine Ernährung führte bei allen untersuchten Arten zu 

Störungen der Skelettbildung, Verbiegungen der Vorderextremitäten, 

Auftreibungen der Vorderfuβwurzelgelenke, Schädeldefekten, zu einer fehlenden 

Mineralisierung der Otolithen des inneren Ohres und zur Perosis des Geflügels 

(Leach und Harris 1997). Die Glykosyltransferase ist ein manganabhängiges 

Enzym, das zur Glycoprotein-synthese notwendig ist. Diese wird zur Knorpel- und 

Knochenbildung benötigt (Anke und Groppel 1970; Anke und Jeroch 1965, 1966; 

Bently and Phillips 1951; Ellis et al. 1947; Hurley et al. 1961, 1969; Leach and 

Muenster 1962; 1955; Hurley et al. 1961; Anke et al. 1966; Rojas et al. 1965; Tsay 

19


and Everson 1967; Liu et al. 1994; Miller et al. 1940; Rojas et al. 1965; Tsai and 

Everson 1967; Van Reen und Pearson; Willgus at al. 1936). 

Neben den Fortpflanzungsstörungen und Skelettschäden kann es bei Manganmangeltieren 

(Rind, Ziege) zu Lähmungen und nervösen Störungen in Form von 

Zungenrollen (Anke et al. 1966; Anke und Jeroch 1965; Anke und Groppel 1970) 

kommen. Die Lähmungen traten bei Ziegen bzw. Lämmern und das Zungenrollen 

bei Kälbern auf. Neben den beschriebenen Störungen kann Manganmangel auch 

zu Veränderungen im Kohlenhydratstoffwechsel im Sinne einer gestörten 

Glukosotoleranz (Everson und Shrader 1968; Baly et al.1984, 1985) und eines 

veränderten Lipidstoffwechsel und einer vermehrten Lipidakkumulation in der 

Leber kommen (Amdur et al. 1946; Beil und Hurley 1973). 

Der Manganbedarf der verschiedenen Tierspezies bewegt sich zwischen 20 und 

60 mg/kg Futtertrockensubstanz. Schweine benötigen wenig, Rinder und 

verschiedene Hühnerrassen viel Mangan. Einzelne Arten sollen mit 1 bis 2 mg/kg 

Futter auskommen (Gürtler und Anke 1993; Hurley 1987; Leach und Harris 1997). 

Der Manganbedarf des Menschen wurde von Bilanzstudien und dem 

Manganverzehr abgeleitet (Leach und Harris 1997). Friedmann et al. (1987) 

postulierten, daß der Manganbedarf etwa 0,75 mg/d beträgt. Diese Manganmenge 

reicht aus, um die Manganverluste Erwachsener auszugleichen. 

Freeland-Graves et al. (1988) schlagen einen Manganverzehr von 2,5 bis 3,0 mg/d 

vor, die National Academy of Sciences der USA (Anonym 1989) empfiehlt den 

Konsum von 2,0 bis 5,0 mg/Tag. Manganmangelerscheinungen beim Menschen 

sind bis jetzt nur sporadisch beschrieben und können als solche nicht gewertet 

werden. Das Manganangebot übersteigt offenbar den Bedarf bei weitem (Anonym, 

WHO 1996). Mangan zählt nach oraler Aufnahme zu den ”untoxischen” Metallen. 

Es wurden beim Mensch nach Einnahme hoher Manganmengen nur wenige Fälle 

von Manganvergiftungen beschrieben (Anonym, WHO 1996). Mangangaben von 

1000 bzw. 1500 mg/kg Futtertrockensubstanz beeinfluβten bei Rind und Schaf den 

Futterverzehr und das Wachstum nicht (Flachowsky et al. 1986). Diese 

Mangankonzentrationen werden offenbar auch von anderen Spezies vertragen. 

Demgegenüber kommen chronische Manganintoxikationen nach Inhalation 

manganhaltigen Staubes in Bergwerken und beim Mahlen von Mangan- 

20


verbindungen vor (Mena 1981). Obwohl Manganintoxikationen bei Arbeitern, die 

Manganerze abbauen und verarbeiten, seit 1837 in Schottland bekannt sind 

(Chriswell and Johnson 1994), wurden nur wenige Untersuchungen dazu 

vorgenommen. In Chile sollen 1 bis 4% und in Indien 25% der Beschäftigten, die 

mit der Mangangewinnung und -verarbeitung beschäftigt waren, an einer 

Manganintoxikation gelitten haben (Rjazanov 1965). Die tägliche 

Manganbelastung durch Hautkontakt und Inhalation verursachte bei 

verschiedenen Erkrankten ein ”Parkinson”-ähnliches Zittern, bei anderen 

Halluzinationen. Die Manganintoxikation ist unter den Namen ”Manganwahnsinn” 

(manganic madness) bekannt. Chilenische Arbeiter der Manganbergwerke litten 

an schwerer geistiger Verwirrtheit. Die Krankheit wird mit L-DOPA behandelt. 

Mangan wirkt wie ein Neurotoxin, das spezifische, bestimmte Areale des zentralen 

Nervensystems beinfluβt (Leach und Harris 1997). Am Tiermodell konnte gezeigt 

werden, daβ das Zentrale Nervensystem tatsächlich durch Manganoxidgaben 

beeinfluβt wird. Die bei Hunden und Rhesusaffen erzielten Befunde entsprechen 

den beim Menschen auftretenden Symptomen der chronischen Manganvergiftung 

in Form von Hypokinese (Bewegungsarmheit der Muskulatur, Maskengesicht), 

Bradykinesie, Starrheit und Tremor (Mena 1979; Neff et al. 1969; Rjazanov 1965). 

Mangan soll die Synthese der Catecholaminneurotransmitter anregen und Tyrosin 

zu Norepinephrin umwandeln: 

Tyrosin → L - DOPA → Dopamin → Norepinephrin 

Dopamin und Norepinephrin sind die Hauptneurotransmitter im Zentralen 

Nervensystem. Das oxidierte Dopamin zerstört in Form einer 

Trihydroxyverbindung die Neuronen (Leach and Harris 1997). 

3.1.2 Der Mangangehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer Lebensdraumes 

3.1.2.1 Die Mangankonzentration des Bodens auf sechs Werksstandorten 

Im Werksgelände des ehemaligen Rositzer Teerveredlungsbetriebes wurden an 6 

verschiedenen Standorten Bodenproben aus unterschiedlichen Tiefen entnommen 

und hinsichtlich ihres Mangangehaltes untersucht. Dabei zeigte sich, daß der 

Mangangehalt der Böden verschiedener Werksstandorte und unterschiedlicher 

Entnahmetiefe im Mittel der Probenahmestellen zwischen 248 und 338 mg Mn/kg 

21


TS (Tab. 11) und damit nur wenig und insignifikant im Rahmen des unteren 

Viertels der Normalkonzentrationen von 270 bis 525 mg Mn/kg TS schwankte. 

Sein Mangangehalt ist für Löβ und eiszeitliche Bildungen mit niedrigem 

Mangananteil typisch (Kabata-Pendias und Pendias 1992). Weltweit sind die 

verschiedenen Bodentypen wesentlich manganreicher als der im Werksgelände 

des Teerverarbeitungswerkes Rositz anstehende und erheblich mit Teer 

kontaminierte Boden. 

Tabelle 11: Der Mangangehalt teerbelasteten Bodens verschiedener Standorte 

des Teerverarbeitungswerkes Rositz (mg/kg TS). 

Standort im Werk (n) x s % 

1(4) 

2(6) 

3(5) 

4(4) 

5(4) 

6(4) 

265 

248 

265 

307 

284 

338 

22 

161 

135 

79 

103 

122 

235 

Mittel 1) (27) 284 139 

Fp > 0,05 

1) Mittelwert × 100%; Standorte × x% 

93 

87 

93 

116 

100 

128 

3.1.2.2 Die Mangankonzentration des Bodens unterschiedlicher Bodenhorizonte 


Die Verunreinigung des Bodens mit Teer erstreckt sich bis zu einer Tiefe von > 4 

m. Aus diesem Grund wurde der Mangangehalt des Bodens bis zu dieser 

Entnahmetiefe getrennt ausgewertet (Tab. 12). 

Diese Aufgliederung zeigt, daβ der Oberboden bis zu 1 m Tiefe im Mittel 

besonders wenig Mangan enthält. Mangan reicherte sich mäßig und insignifikant 

von 1 bis 2 m Tiefe im Boden an, wo es sich auch auf anderen Standorten 

zusammen mit Eisen als Raseneisenstein ablagerte. Die tieferen Bodenschichten 

sind im Mittel mit 220 bis 230 mg Mn/kg Bodentrockensubstanz noch 

manganärmer als der Oberboden. 

-


Tabelle 12: Der Mangangehalt teerbelasteten Bodens unterschiedlicher Entnahmetiefe 

verschiedener Standorte des Teerverarbeitungswerkes Rositz (mg/ 

/kg TS) 

Tiefe in m (n) x s % 

0 - 1 (9) 

1 - 2 (5) 

2 - 3 (5) 

3 - 4 (4) 

> 4 (4) 

263 

335 

348 

222 

228 

23 

137 

117 

189 

67 

110 

Fp > 0,05 - 

100 

127 

132 

84 

87 

3.1.2.3 Die Mangankonzentration teerkontaminierter und dekontaminierter 


Die thermische Dekontamination des teerbelasteten Bodens aller Werkssandortes 

und Entnahmetiefen erhöhte den Mangangehalt des Bodenglührückstandes im 

Mittel um ein Drittel (Tab. 13). Die Verbrennung des Teeres und der organischen 

Bodenmatrix führte zu einer statistisch gesicherten Anreicherung des 

Glührückstandes mit Mangan. 

Tabelle 13: Der Mangangehalt des teerbelasteten Bodens und sein Glührückstandes 

nach der thermischen Dekontamination (mg/kg TS 

n belastet dekontaminiert p % 1) 

1) belasteter Boden ×100%; dekontaminierter Boden × x% 

Teer und die restliche organische Substanz enthielten wahrscheinlich keine 

erheblichen Manganmengen, da sich der Manganbestand des Glührückstandes 

nur mäβig erhöhte. 

s x x s 

27; 6 139 284 368 21 < 0,01 130 

Eine Mangankontamination des Werksgeländes und seiner Umgebung durch


”Teer” und andere Werksemissionen ist mit an Sicherheit grenzender 

Wahrscheinlichkeit nicht eingetreten. Der Glührückstand besitzt einen 

Mangangehalt, der im unteren Drittel des normalen Manganbestandes der Böden 

angesiedelt ist. Er kann hinsichtlich seines Mangananteiles sowohl als Baumaterial 

jeder Art Bodenzuschlagsstoff verwendet werden. Sein niedriger Mangangehalt 

schließt jede Manganintoxikation aus. Diese Feststellung wird durch den hohen 

pH-Wert des Glührückstandes von 13 untermauert, der die Pflanzenverfügbarkeit 

des Mangans erheblich einschränkt. Eine Mangananreicherung in der 

Nahrungskette von Boden über die Pflanze bis zum Menschen kann 

ausgeschlossen werden. Die Nutzung des Glührückstandes als 

Bodenzuschlagsstoff wird allerdings durch seinen hohen Bleigehalt erheblich 

eingeschränkt bzw. unmöglich gemacht (Mocanu 1998). 

3.1.2.4 Die Mangankonzentration der in den Gefäßversuchen verwendeten 

Böden 

Der zu den Gefäβversuchen mit Hafer, Senf und Spinat verwendete Boden bzw. 

Glührückstand, seine Kombinationen und sein Mangangehalt werden in Tabelle 14 

dargestellt. 

Tabelle 14: Der Mangangehalt der in Gefäβversuchen verwendeten Böden (mg/kg TS) 

Bodenart (n) x s % 

Kontrollboden (6) 

Kontaminierter Boden (6) 

Dekontaminierter Boden (6) 

50% kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50% dekontaminierter Boden. + 50 %Kontrollboden (6) 

24 

489 

274 

364 

424 

414 

KGD 40 - 

1) Kontrollboden × 100%; kontaminierter Boden × x% 

32 

27 

13 

23 

17 

100 

56 

74 

87 

85 

Der als Kontrollboden dienende sandige Lehm enthielt mit 489 mg Mn/kg TS 

signifikant mehr Mangan als der teerkontaminierte Rositzer Löβ und sein 

Glührückstand. Die Mischböden aus Rositzer teerkontaminierten Boden und 

Kontrollboden und dem Glührückstand enthalten die zu erwartenden 

Manganmengen. Ihr mittlerer Mangangehalt entspricht der Bandbreite normaler


Manganmengen. Ihr mittlerer Mangangehalt entspricht der Bandbreite normaler 

Bodenmangankonzentrationen. Die Schwankungen des Mangangehaltes der 

gleichen Böden innerhalb der sechs Versuchsgefäβe ist, wie ihre 

Standardabweicherung zeigt, bescheiden. 


Teerbelasteten Rositzer Boden und seines Glührückstandes auf 

Wachstum, Ertrag und Mangantransfer in die Nahrungskette 

3.1.3.1 Hafer 

Der Hafer auf den fünf verschiedenen Böden bzw. Bodenkombinationen 

entwickelte sich trotz des gleichen Angebotes der Hauptnährstoffe extrem 

unterschiedlich. Der Hafer auf dem Glührückstand des Rositzer Bodens keimte 

zunächst überhaupt nicht, später entwickelten sich extrem langsam einzelne 

Haferpflanzen. Mehr als die Hälfte der Haferkörner liefen nicht auf. Der Hafer auf 

dem Kontrollboden entwickelte sich ebenso wie der auf dem teerbelasteten 

Rositzer Boden und seiner Kombination mit dem Kontrollboden üppig, während 

der auf dem Mischboden aus Kontrollboden und Glührückstand geringfügig 

langsamer wuchs (Abb.3). 

Während des Schossens blieb der auf teerbelasteten Rositzer Boden stehende 

Hafer im Wachstum zurück, ein Teil seiner Blätter wurde chlorotisch. Sie 

vertrockneten bis zur Milchreife des Hafers (Abb. 4). 

Der Hafer der sechs Gefäβe mit teerbelasteter Rositzer Boden zeigte das typische 

Bild der Dörrfleckenkrankheit. Die Ursachen für das unterschiedliche Wachstum 

und das Auftreten dieser Krankheit beim Hafer teerbelasteter Böden ist der 

unterschiedlich hohe Boden-pH-Wert der fünf Versuchsvarianten. Der 

Kontrollboden besaß zu Versuchsbeginn einen pH-Wert von 5,5, der teerbelastete 

einen von 7,2 und der dekontaminierte Glührückstand von 13,0. Der teerbelastete 

Rositzer Boden konnte die für das Schossen des Hafers notwendige 

Manganmenge nicht liefern. 

25


957 950 945 937 931 

Abbildung 3: Die Entwicklung des Hafers bis zum Schossen auf Kontrollboden 931 

teerbelasteten Boden (937), Glührückstand (945), Mischböden aus 

Kontroll- und teerbelasteten Boden (950) und Kontrollboden und 

Glührückstand (957) 

Das führte zur Chlorose und allmählichen Absterben des Hafers. Die wenigen 

aufgegangenen Haferpflanzen des Glührückstandes schufen sich zumindest im 

Wurzelbereich einen Boden-pH-Wert, der ein minimales oberirdisches Wachstum 

ermöglichte. Die Wurzelentwicklung des Hafers auf dem dekontaminierten Boden 

entsprach der des Hafers auf den Kontrollbodens. Im Gegensatz dazu blieb das 

Wurzelwachstum des Hafers auf dem teerbelasteten Rositzer Boden im Vergleich 

zu allen anderen Versuchsvarianten bescheiden (Abb. 5). Das Wurzelwachstum 

des Inhaltsstoffe des Hafers auf Kontrollböden war am unfangreichsten. Offenbar 

beeifluβten die Inhaltsstoffe des Teeres das Wurzelwachstum des Hafers und 

führten in Verbindung mit dem niedrigen Bodenmangangehalt und dem Boden-pH- 

Wert von 7,2 zu der ungenügenden Pflanzenverfügbarkeit des Mangans und 

induzierten die Dörrfleckenkrankheit des Hafers, die durch die Analyse den 

Mangangehaltes eindeutig identifiziert werden konnte. (Tab. 15). Der Hafer des 

26


teerbelasteten Bodens enthielt nur 5% der Manganmenge, die im Hafer des 

Kontrollbodens gefunden wurde. 

945 937 931 

Abbildung 4: Der Hafer auf Kontrollboden (931), teerbelasteten Boden (937) und 

auf dem Glührückstand des teerbelasteten Bodens (945) 

Rositzer Boden 

Hafer Wurzeln 

Kontrolle Mischboden Boden kontaminiert Boden dekontaminiert 

Abbildung 5: Die Wurzelentwicklung des Hafers auf teerkontaminierten Rositzer 

Boden, dekontaminiertem Boden, Mischboden aus 50% Kontrollund 

50% teerkontaminiertem Boden bzw. 50% Kontrollboden und 

50% Glührückstand (von links nach rechts) 

27 

50% Mischboden 

+ 50% Boden 

kontaminiert 


+ 50% Boden 

dekontaminiert


Auch der Hafer vom Mischboden aus 50% kontaminierten Boden und 50% 

Kontrollboden war hochsignifikant manganärmer als der Hafer des Kontrollbodens. 

Der Hafer auf dekontaminierten Glührückstand speicherte ähnlich dem auf den 

Mischboden aus dem Kontrollboden und Glührückstand normale, nur insignifikant 

unterschiedliche Manganmengen. Es wird festgestelt, daß die teerbelasteten 

Böden von Rositz ein vermindertes Wurzelwachstum induzierten, einen 

verminderten Mangantransfer in den Hafer verursachten, einen gedrosseltes 

Wachstum auslösten, clorotische Veränderungen an den Blattspreiten induzierten 

und durch die herabgesetzten assimilatorischen Leistungen des erkrankten Hafers 

sein Vertrocknen einleiteten. 

Tabelle 15: Der Mangangehalt des Hafers unterschiedlich belasteter Böden (mg/kg 

TS) 





50% kontaminierter Boden. + 50%Kontrollboden (6) 

50% dekontaminierter Boden + 50% Kontrollboden (6) 

1) Kontrollboden × 100%; Versuchsvarianten × x% 

Der Hafer der sechs Gefäβe mit Kontrollboden wuchs mit Abstand am besten. Die 

von ihm zum Zeitpunkt des Rispenschiebens gebildete Haferfrischmasse betrug im 

Mittel 390 g/Gefäβ (Tab. 16). 

Alle anderen Versuchsvarianten erzeugten signifikant weniger Frischmasse. Die 

Mischbodenvarianten lieferten etwa ein Drittel weniger Haferfrischmasse (29 bzw. 

35%) als der Kontrollboden, während der Rositzer Boden nur 38% der 

Frischmasse der Kontrollbodens produzierte. Der Glührückstand ermöglichte nur 

die Bildung von 4,1% der oberirdischen Frischmasse, die der Hafer auf 

Kontrollboden erzeugte. 

Der Trockensubstanzgehalt der Frischmasse war im Mittel der Versuchsvarianten 

unterschiedlich. Er schwankte zwischen 13 und 32%. Der auf Kontrollboden 

gewachsene Hafer enthielt am wenigsten Trockensubstanz. Um die erzeugte 

28 

124 

5,9 

95 

32 

118 

9,0 

0,77 

38 

7,6 

11 

124 

4,8 

77 

26 

95 

KGD 31 -


Trockenmasse vergleichbar zu machen wird in der Tabelle 17 die produzierte 

Trockenmasse der fünf Versuchsvarianten mitgeteilt. 

Tabelle 16: Die Frischmasseproduktion des Hafers unterschiedlich belastete Bo- 

den (g/Gefäβ) 





50% kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50% dekontaminierter Boden. + 50% Kontrollboden (6) 

29 

390 

149 

16 

255 

276 

23 

28 

14 

7,2 

18 

KGD 33 - 

100 

38 

4,1 

65 

71 

Tabelle 17: Die Trockenmasseproduktion des Hafers auf unterschiedlich belasteten 

Böden (g/Gefäß) 

Bodenart (n) TS% x s % 


Kontaminierte Boden (6) 

Dekontaminierte Boden (6) 

50%kontaminierter Boden + 50% Kontrollboden 

50%dekontaminierte Boden + 50%Kontrollboden 

Auch bei dieser Bezugsbasis erzeugte der Kontrollboden signifikant mehr 

Trockenmasse als alle anderen Versuchsvarianten. Nach dem Kontrollboden 

produzierte der Mischboden aus Kontroll- und Rositzer Erde am meisten 

Trockenmasse. Die auf ihm wachsende Hafertrockenmasse war statistisch 

gesichert gröβer als die auf dem Glührückstand bzw. dem auf Mischboden mit 

Glührückstand erzeugte Hafertrockenmasse. 

12,8 

14,1 

32,5 

18,0 

14,9 

KGD - 6,9 - 

Die teerbelastete Rositzer Erde lieferte trotz des üppigen Haferwachstums zum 

Zeitpunkt des Rispenschiebens signifikant weniger Trockenmasse als alle 

Versuchsvarianten mit Ausnahme des Glührückstandes. 

50 

21 

5,2 

46 

41 

3,4 

4,6 

4,6 

1,7 

5,0 

100 

42 

10 

92 

82


Zusammenfassend wird festgestellt, daβ der Erstanbau von Hafer auf dem 

teerbelasteten Rositzer Boden, ebenso wie der auf dem dekontaminierten 

Glührückstand und den zwei Mischbodenvarianten eine signifikant niedrigere 

Trockenmasseerzeugung brachte. Der teerbelastete Rositzer Boden induzierte 

beim erstangebauten Hafer der Sorte Alfred die manganmangelinduzierende 

”Dörrfleckenkrankheit”. 

3.1.3.2. Senf 

Sofort nach der Ernte des Hafers wurde als zweite Kulturpflanze auf dem Rositzer 

Versuchsboden weißer Senf der Sorte Martigena ausgesät. Der Senf aller fünf 

Versuchsvarianten wuchs gleichmäßiger als der erstangebaute Hafer (Abb. 6). 

932 939 946 951 957 

Abbildung 6 : Die Entwicklung des Senfs bis zu Beginn der Blüte auf Kontrollboden 

(932), teerbelasteten Boden (939), dem Glührückstand (946), den 

Mischböden aus Kontroll- und teerbelasteten Boden (951) und 

Kontrollboden und Glührückstand (957) 

Diese Aussage gilt insbesondere für den Senf auf dem dekontaminierten Rositzer 

Boden, der auf dem von den Wurzelresten des Hafers durchzogenen Boden 

schneller keimte und wuchs als der Hafer. Wiederum enthielten die auf 

30


Kontrollboden wachsenden Pflanzen am meisten Mangan und unterschieden sich 

damit signifikant von allen anderen Versuchsvarianten. (Tab. 18). 

Tabelle 18: Der Mangangehalt des Senfes unterschiedlich belasteter Böden 

(mg/kg TS) 





50%kontaminierter Boden + 50% Kontrollboden (6) 


KGD 13 - 

1) Kontrollboden × 100%; Kontaminierter Boden × x% 

31 

81 

21 

65 

30 

38 

8,2 

2,1 

1,4 

3,2 

5,4 

100 

26 

80 

37 

47 

Der Senf auf dem teerkontaminierten Boden enthielt 26% des Mangangehaltes, 

der auf dem Kontrollboden gefunden wurde, mehr Mangan als der Hafer, welcher 

nur 5% des Manganbestandes im Kontrollhafer erreichte. Der Senf auf dem 

Glührückstand speicherte 52% der im Kontrollhafer gefundenen Manganmenge, 

während der auf den zwei Mischböden lediglich 24% bzw. 31% der im 

Kontrollhafer ermittelten Manganmenge akkumulierte. Bis zum Ende der Blüte 

hatte der auf dekontaminiertem Rositzer Boden wachsende Senf, den 

Kontrollboden in der Frischmasseerzeugung eingeholt und überboten (Tab. 19). 

Er bildete im Mittel 10% mehr Frischmasse als der auf dem Kontrollboden 

wachsende. Der auf den zwei Mischböden stehende Senf erzeugte 31% weniger 

Senffrischmasse als der Senf auf dem Kontrollboden. Die im Mittel der Einzelgefäβ 

e und Versuchsvarianten erzeugte Senftrockenmasse zeigt Tabelle 20. 

Der Senf auf dem Kontrollboden produzierte am meisten Trockenmasse. Der 

teerbelastete Rositzer Boden erzeugte im Mittel 22% weniger Trockenmasse, der 

dekontaminierte 29%. Die Mischöden blieben um 24% bzw. 13% in der 

Trockenmassebildung zurück. Zwischen den Versuchsvarianten gab es keine 

statistisch gesicherten Unterschiede.


Tabelle 19: Die Frischmasseproduktion des Senfes unterschiedlich belasteter 

Böden (g/Gefäβ) 


Kontrollböden (6) 

Kontaminierter Böden (6) 

Dekontaminierter Böden (6) 


50%dekontaminierter Boden. + 50%Kontrollboden (6) 

KGD - - 

Tabelle 20: Die Trockenmasseproduktion des Senfes auf unterschiedlich belaste- 

ten Böden (g/Gefäβ) 






50%dekontaminierter Boden. + 50%Kontrollboden (6) 

Der Senf des dekontaminierten Bodens war physiologisch jünger als der des 

Kontrollbodens. Er stand später in der Vollblüte. Zum Schnittzeitpunkt war er 

wasserreicher als der aller anderen Versuchsvarianten. Daraus resultierte seine 

gröβere Frischmasseproduktion. 

Der Senf aller Versuchsvarianten bildete Wurzeln im gleichen Umfang (Abb. 7), die 

die bescheidenen Wachstumsunterschiede des oberirdischen Aufwuchses 

erklären helfen. Zusammenfassend wird festgestellt, daß die Wurzelmasse des 

Hafers den Glührückstand schon wesentlich bodenähnlicher gestalteten und nur 

ein Minderwachstum des Senfes von etwa 30% verursachte. 

32 

80 

70 

88 

69 

69 

15,8 

12,4 

11,2 

12,0 

13,8 

5,8 

3,0 

4,7 

3,7 

3,9 

1,53 

0,56 

1,28 

0,77 

0,66 

KGD - - 

100 

88 

110 

86 

86 

100 

78 

71 

76 

87

Kontrolle 

Mischboden 


Abbildung 7: Die Wurzelentwicklung des Senfes der fünf Versuchvarianten 

3.1.3.3 Spinat 


Senf Wurzel 

Boden kontaminiert Boden 

dekontaminiert 

Die Aussaat des Spinats erfolgte unmittelbar nach der Ernte des Senfs, so daβ in 

einer Vegetationsperiode drei Ernten möglich wurden. Der Spinat aller fünf 

Versuchsvarianten entwickelte sich normal. Erstaunlicherweise wuchs er auf dem 

dekontaminierten Rositzer Boden am zügigsten (Abb. 8). 

932 937 946 952 958 

Abbildung 8: Die Entwicklung des Spinates auf Kontrollboden (932), teerbelasteten 

Boden (937), dekontaminierten Boden (946) und den Mischböden 

aus Kontroll- und teerbelasteten Boden (952) und Kontrollboden und 

Glührückstand (958) 

33 


+ 50% Boden 

kontaminiert 


+ 50% Boden 

dekontaminiert


Ersaurlicherweise wuchs er auf dem dekontaminierten Rositzer Boden am 

zügigsten. Das Wurzelwachstum des Spinates auf dem thermisch 

dekontaminierten Boden war am intensivsten (Abb. 9). Aus diesem Grund 

entwickelte er wahrscheinlich auch eine besonders üppige Blattmasse. 

Kontrolle 

Mischboden 


+ 50% Boden dekontaminiert 

Abbildung 9: Das Wurzelwachstum des Spinates der fünf Versuchsvarianten 

Am meisten Mangan akkumulierte der Spinat des Kontrollbodens (Tab. 21). Der 

Spinat aller anderen Versuchvarianten speicherte hochsignifikant weniger 

Mangan. Am wenigsten Mangan nahm der Spinat des teerbelasteten Bodens von 

Rositz auf. Es hat den Anschein, daβ der pflanzenverfügbare Mangangehalt der 

Böden aller Versuchsglieder mit Ausnahme des Kontrollbodens durch den Haferund 

Senfanbau erschöpft war. 

Zusammenfassend läβt sich für die Gefäβversuche mit verschiedenen Varianten 

von teerkontaminiertem und thermisch dekontaminiertem Boden aus Rositz 

feststellen, daβ der teerkontaminierte Rositzer Boden Manganmangel beim Hafer 

in Form von Dörrfleckenkrankheit auslöste und Senf bzw. Spinat zum Teil extrem 

an diesem essentiellen Spurenelement verarmten. 

34 


Senf Wurzel 

Boden kontaminiert Boden 

dekontaminiert 


+ 50% Boden kontaminiert


Der dekontaminierte Glührückstand des teerbelasteten Bodens brachte bereits 

beim Anbau der zweiten Kultur ”normale” Erträge. Er ist aus der Sicht des 

Mangans bei entsprechender Mangandüngung auch als Zuschlagsstoff zum 

Boden geeignet. Sein Einsatz als dieser verbietet sich aber auf Grund seines 

hohen Bleigehaltes (Mocanu 1998). 

Tabelle 21: Der Mangangehalt des Spinates unterschiedlich belasteter Böden 

(mg/kg TS) 

Bodenart x s % 

Kontrollböden 

Kontaminierte Böden 

Dekontaminierter Böden 

50% kontaminierter Boden + 50% Kontrollboden 

50% dekontaminierter Boden. + 50%Kontrollboden 

35 

339 

28 

86 

54 

78 

51 

1,9 

12 

5,7 

74 

KGD 69 - 

3.1.4 Der Mangangehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des 


100 

8 

25 

16 

23 

In Übereinstimmung mit den im Gefäβversuch erzielten Ergebnissen speicherten 

auch die im Lebensraum Rositz wildwachsenden und kultivierten Pflanzenarten im 

Mittel 28% weniger Mangan als die entsprechenden Arten der Kontrollgebiete 

(Tab. 22, 23 und 24). Bei einem Drittel der getesteten Arten bzw. Pflanzenteile, die 

in die Ernährung des Menschen eingehen sind die Differenzen im Mangangehalt 

statistisch gesichert. Der Trend, daß in Rositz wachsende Futter- und 

Lebensmittelrohstoffe weniger Mangan als die Kontrollpflanzen enthalten, ist 

einheitlich und gilt für Früchte, Knollen und Wurzel - bzw. Stengelverdickungen. Er 

ist bei Küchenkräutern und dem Gemüse besonders ausgeprägt. Grüngetreide aus 

Rositz (Weizen und Roggen) lieferte ein Drittel weniger Mangan als das der 

Kontrollgebiete (Tab. 22).


Tabelle 22: Der Mangangehalt von Früchten, Gemüse und Küchenkräuten der 

Kontrollgebiete und des teerbelasteten Lebensraumes Rositz (mg/kg) 

Kontrollgebiete Rositz 

Lebensmittel (n;n) s x x s p 

Schnittbohnen (11;6) 

Birnen (2;8) 

Schnittlauch (23;11) 

Möhren (20;12) 

Petersilie (18;15) 

Äpfel (24;15) 

Kartoffeln, geschält (25;14) 

Kohlrabi (10;12) 

Zwiebeln (24;8) 

Kartoffelschalen (18;5) 

Gurken (15;7) 

Porree (7;7) 

1) Kontrollgebiete × 100%; Rositz × x% 

Blattreiche Kultur- und Wildpflanzen, die als Futter und Äsung dienen können, 

akkumulieren gleichermaβen weniger Mangan wie die Lebensmittelrohstoffe und 

Samen (Tab. 23; 24). Bei landwirtschaftlichen Nutztieren, insbesondere dem Rind, 

ohne Manganergänzung muβ bei diesem Manganangebot und Ackerfuttereinsatz 

mit Manganmangelerschenungen in Form von Stillbrünstigkeit, verschlechtertem 

Erstbesamungser-folg, erhöhter Abortrate bzw. Skelettschäden und nervösen 

Störungen bei Kälbern gerechnet werden. 

Tabelle 23: Der Mangangehalt der Samen verschiedener Pflanzenarten der Kontrollgebiete 

und des teerbelasteten Lebensraumes Rositz (mg/kgTS) 

1) Kontrollgebiete × 100%; Rositz × x% 

14 

2,9 

33 

6,2 

12 

2,2 

5,6 

5,6 

11 

3,3 

5,6 

5,1 

36 

29 

5,2 

36 

12 

41 

3,0 

7,6 

10 

14 

8,5 

16 

13 

12 

2,2 

18 

6,2 

25 

2,2 

5,6 

7,5 

11 

6,9 

13 

13 

3,5 

0,69 

6,8 

1,6 

8,1 

0,61 

1,3 

2,2 

2,8 

1,4 

2,7 

3,2 


< 0,05 

> 0,05 

< 0,05 

< 0,001 

< 0,001 

< 0,01 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

% 1) 

41 

42 

50 

52 

61 

73 

74 

75 

79 

81 

81 

100 

Art (n;n) s x x s p % 1) 

Weizen (23;9) 

Roggen (2;18) 

Raps (7;9) 

9,0 

4,6 

7,5 

28 

22 

33 

17 

15 

32 

5,5 

3,7 

6,4 

< 0,01 

> 0,05 

> 0,05 

61 

68 

97


Sie treten im Altenburger Land ohne Manganergänzung de Mineralstoffmischungen 

regelmäßig auf (Anke et al. 1994c; Werner und Anke 1960). 

Tabelle 24: Der Mangangehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen (mg/kg TS) 


Art (n;n) s x x s p % 

Weizen, Schossen (18; 13) 

Wiesenrotklee, Blute (6;16) 

Mais, Milchreife(20;6) 

Rainfarn, Blute (4,14) 

Weissklee, Blute (7;20) 

3.1.5 Der Manganverzehr erwachsener Mischköstler der Lebensräume 

Jena und Rositz 

Die erwachsenen Mischköstler aus Rositz verzehrten eine Lebensmittel- und 

Getränketrockensubstanz mit signifikant weniger Mangan als die Kontrollpersonen 

aus Jena (Tab. 25). 

Tabelle 25: Die Mangankonzentration der von erwachsenen Mischköstlern aus 

Jena und Rositz verzehrten Nahrungsmitteltrockensubstanz (mg/kgTS) 

1) Frauen × 100%; Männer × x% 

5,9 

3,6 

23 

9,8 

9,0 

Die Differenz betrug im Mittel etwa 15%. Beide Studien erfolgten im Winter 

(Dezember und Januar), so daβ dieser Befund nicht von der Jahreszeit beeinfluβt 

wurde. Im Winter konsumierten Mischköstler eine signifikant manganreichere 

37 

29 

23 

28 

41 

28 

22 

18 

22 

35 

24 

5,3 

5,3 

2,5 

15 

5,5 

Frauen Männer 

Lebensraum (n;n) s x x s 

Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

3,3 

2,3 

8,9 

7,5 

8,2 

7,1 

p < 0,05 < 0,05 

Jena: Rositz % 84 87 

3,4 

1,7 

< 0,01 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

p 

> 0,05 

> 0,05 

- 

76 

78 

79 

85 

86 

% 1) 

92 

95


Lebensmitteltrockenmasse als im Sommer (Anke et al. 1997). Der basale 

Manganbedarf Erwachsener beträgt 0,75 mg/Tag (Anonym 1996). Er wurde von 

Bilanzversuchen abgeleitet. In den USA wird ein Manganverzehr von 2,0 bis 5,0 

mg/Tag empfohlen (Anonym 1989). Diese Manganmenge ist mehr als doppelt so 

hoch wie der postulierte basale Manganbedarf. Sowohl die Rositzer Probanden als 

auch die Jenaer Kontrollpersonen verzehrten zwischen 2,0 und 3,4 mg Mn/Tag, so 

daβ kein Manganmangel bei beiden Testpopulationen zu erwarten ist (Tab. 26). 

Tabelle 26: Der Manganverzehr erwachsener Mischköstler der Lebensraume Jena 

und Rositz (mg/Tag) 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

1,3 

0,62 

3,2 

2,0 

38 

3,4 

2,7 

p < 0,001 < 0,01 

1,3 

1,1 

p 

>0,05 

>0,05 

% 62 79 - 

% 

106 

135 

Die Manganaufnahme je kg Körpermasse der Rositzer Bevölkerung unterschied sich 

ähnlich der Mangankonzentration der aufgenommenen Trockenmasse und dem 

Manganverzehr/Tag signifikant von der der Jenaer Kontrollpopulation (Tab. 27). 

Tabelle 27: Der Manganverzehr erwachsener Mischköstler der Lebensräume Jena 

und Rositz (μg/kg Körpermasse). 


Lebensraum (n;n) s x x s p % 

Jena 1996 (70; 70) 

Rositz 1996 (49; 49) 

23 

8,4 

50 

28 

45 

35 

p < 0,001 < 0,01 

% 56 78 

16 

16 

> 0,05 

> 0,05 

- 

90 

125 

Zusammenfassend wird festgestellt, daß in der Umgebung des teerbelasteten 

Lebensraumes offenbar nicht nur der Mangantransfer in die Flora sondern auch in 

die Nahrungskette des Menschen vermindert ist. Manganmangelerscheinungen 

beim Menschen sind dennoch nicht zu erwarten. Nach den von Werner und Anke


(1960) und Anke et al. (1994) gesammelten experimenteller Erfahrungen ist aber 

ein Manganmangel bei Rindern im Rositzer Lebensraum ohne Manganergänzung 

der Mineralstoffmischungen zu erwarten. 

3.2 Zink 


In der 16 km dicken Erdkruste kommen etwa 70 mg Zn/kg TS vor (Ohnesorge und 

Wilhelm 1991). Die zur Zinkproduktion verwendeten Zinkerze enthalten regelmäβig 

Cadmium, so daß bei der Erzeugung einer Tonne Zink 3 kg Cadmium (Cd) 

anfallen, die häufig in der Umwelt verschwinden. Magmatische Gesteine 

unterschiedlicher geologischer Herkunft enthalten mit Ausnahme von Basalt und 

Gabbro, die 80 bis 120 mg Zn/kg TS speichern, und dem sauren Granit und Gneis, 

die nur 40 bis 60 mg Zn/kg TS akkumulieren, nahezu uniforme Zinkmengen von 

60-80 mg Zn/kg. Von den Sedimentgesteinen enthalten die Schiefer 80 bis 120 mg 

Zn/kg, während Sandsteine 15 bis 30 mg und Muschelkalk bzw. Dolomite nur 10 

bis 25 mg Zn/kg TS speichern (Kabata-Pendias und Pendias, 1992). Die 

Löslichkeit des Zinks der sauren Gesteine ist im Verwitterungsprozeß besonders 

groß. 

Das Zink wird von Mineralien und organischer Substanz leicht absorbiert und 

reichert sich in den oberen Bodenhorizonten an. Der Zinkgehalt der Böden 

schwankt im Mittel von 17 bis 125 mg/kg Trockensubstanz. Weltweit kalkulierten 

Kabata-Pendias und Pendias (1992) einen Zinkbestand von 64 mg/kg Bodentrokkensubstanz. 

Ton und organische Substanz binden das Zink am festesten 

(Lindsay 1972 a, b). In saurer Bodenlösung kommt es zum Kationenaustausch und 

in alkalischer Bodenlösung zur Absorption durch organische Liganden, in sauren 

Bodenbereichen zum Ionenaustausch, zur Zinkfreisetzung und zur Auswaschung 

des Zinks. Bei höherem Boden-pH-Wert mit mehr organischen Verbindungen in 

der Bodenlösung bilden sich zinkorganische Verbindungen (McBridge und Blasiak 

1979). Zink wird von Eisen- und Aluminiumoxiden und Tonmineralien bestimmen. 

Der Boden-pH-Wert und die Menge der Tonmineralien kontrollieren die Löslichkeit 

des Zinks im Boden. Calcium- und phosphatreiche Böden binden das Zink 

ziemlich fest und liefern häufig zu wenig pflanzenverfügbares Zink, so daβ 

Zinkmangel bei der Flora entsteht (Kabata-Pendias und Pendias 1992). 

39


Anthropogene Zinkkontaminationen entstehen hauptsächlich durch Buntmetallverhüttung 

und Klärschlammeintrag. Dieser zinkbelastete Boden kann weltweit 

zwischen 66 und 180000 mg Zn/kg Bodentrockensubstanz enthalten. Scokart et 

al. (1983) fanden in Belgien diese Zinkmengen im Boden. Lösliche zinkorganische 

Komplexe, die reichlich im Klärschlamm vorkommen, sind pflanzenverfügbar und 

werden sehr gut aufgenommen (Langerwerff und Milberg 1978). Sie 

repräsentieren ein Umweltproblem. Die löslichen Zinkverbindungen werden von 

der Pflanze aufgenommen, wobei artspezifische Unterschiede bestehen. Ein 

höherer Calciumanteil in der Bodenlösung beeinfluβt die Zinkaufnahme der 

Pflanzen negativ (Abrahams und Thornton 1987). Andererseits beschrieben 

Fusuo Zhang et al. (1989), daβ die Wurzelausscheidungen des Weizens bei 

Zinkmangel die Zink- und Eisenmobilisierung im Boden fördern. Zink wird von der 

Wurzel wahrscheinlich sowohl als Zn ++ als auch in verschiedenen anderen Formen 

aufgenommen. 

Baumeister und Ernst (1974) kalkulierten, daβ 75 % des aufgenommenen Zinks 

junger Pflanzen zu den Spitzenblättern transportiert wird. Lediglich 20 bis 30 % 

erscheinen in älteren Pflanzenteilen. Zink soll in den Chloroplasten angereichert 

sein. Das wird speziell beim Spinat beschrieben. Es akkumuliert sich aber auch in 

den Vakuolen und Zellmembranen (Tinker 1981). Zink ist in der Pflanze 

Bestandteil der verschiedensten Enzyme, die den Kohlenhydrat-, Protein-, 

Phosphat-, Auxin-, RNA- und Ribosomenstoffwechsel beeinflussen bzw. die 

Bildung dieser Stoffe steuern. Zink reguliert die Permeabilität der Zellmembranen, 

stabilisiert die Zellbestandteile und stimuliert die Resistenz der Pflanzen bei 

Trockenheit und Hitze bzw. bei bakteriellen und pilzlichen Erkrankungen (Lindsay 

1972a, Price et al. 1972, Shkolnik 1974a, Weinberg 1977). 

Zinkmangelerscheinungen kommen bei Pflanzen relativ häufig vor. Sie äußern 

sich als Chlorose. Die chlorotische Sprenkelung beginnt bei den älteren Blättern, 

während die Gefäβe grün bleiben. Es kommt zu verringerten Wachstum mit 

vermindertem Internodiumabstand, Kleinblättrigkeit und violett-roten Punkten auf 

den Blättern. (Bergmann 1992, Mengel und Kirkby 1978, Shkolnik 1974). Lindsay 

(1972) faβt die zinkmangelauslösenden Faktoren folgendermaβen zusammen: 

Niedriger Bodenzinkgehalt, kalkreiche Böden mit einem pH-Wert von >7,0, 

40


begrenzte Mengen organischer Substanzen, mikrobiologische Inaktivierung des 

Zinks, herabgesetzte Zinkaufnahme durch die Wurzeln bei kühlem 

Frühlingswetter, unterschiedliche Reaktionen der verschiedenen Arten und Sorten 

und antagonistische Wirkungen von Cadmium, Kupfer, Eisen, Arsen, Phosphor, 

Magnesium und Calcium. 

Zinkintoxikationen der Flora sind selten, da die Pflanzen eine groβe Zinktoleranz 

aufweisen; verschiedene Genotypen können erhebliche Zinkmengen 

akkumulieren, ohne daβ Vergiftungserscheinungen deutlich werden. Petrunina 

(1974) und Kovalskiy (1974a) beschreiben verschiedene Arten aus der Familie der 

Nelken-gewächse und Baumarten, die viel Zink akkumulieren und vertragen. 

Typische Zinkvergiftungserscheinungen sind Chlorose und Nekrose der jungen 

Blätter, vermindertes Wachstum und gedrosselte Wurzelentwicklung. Besonders 

empfindlich reagieren Getreide und Spinat (Bergmann 1992; Foy et al. 1978; 

Kitagishi und Yamane 1981; Mengel und Kirkby 1978; Adriano 1986). Eine 

Zinkkonzentration von > 300 mg/kg TS ist für junge Gerste toxisch, während Hafer 

im Schossen 400 mg/kg Trockenmasse verträgt (Davies et al. 1978, Hondenberg 

and Finck 1980). Zinkempfindliche Pflanzen reagieren bereits bei einem Zinkgehalt 

von 150 bis 200 mg/kg Trockenmasse (Kloke 1974). Bei einer Zinkkonzentration 

von 100 bis 500 mg/kg Trockenmasse reagiert die Flora artspezifisch auf die 

Zinkbelastung mit Zinkvergiftungserscheinungen (Macnicol und Beckett 1985). 

Der Zinktransfer von Boden zur Pflanze ist von der geologischen Herkunft des 

Standortes und seinem Boden-pH-Wert abhängig. Anke et al. (1975, 1994) 

untersuchten mit Hilfe der Indikatorpflanzenarten Weizen im Schossen, Roggen in 

der Blüte, Ackerrotklee in der Knospe und Wiesenrotklee in der Blüte. Sie 

relativierten den artspezifischen Zinkgehalt und fanden im Mittel die höchsten 

Zinkkonzentrationen in den Indikatorpflanzen der Syenitverwitterungsböden (Tab. 

28), deren Ausgangsgestein zinkreich ist. Granit ist zinkärmer. Am wenigsten Zink 

lieferten die calcium- und magnesiumreichen Triassedimente des Keupers und 

Muschelkalkes, die zu den zinkarmen Sedimenten, ähnlich dem Buntsandstein, 

zählen. Die geologische Herkunft des Bodens charakterisiert den zu erwartenden 

Zink-, Spuren- und Ultraspurenelementtransfer von Boden zur Pflanze und damit 

in die Nahrungskette wesentlich besser als die Entstehungsart der Böden, wie z.B. 

Podsol-, Rendzina-, Solonschak- bzw. Solonetzböden (Kabata-Pendias und 

41


Pendias 1992). Auβerdem bietet die Benutzung der Indikatorpflanzen in definierten 

Entwicklungsstadien den Vorteil, daβ mit ihrer Hilfe das Eindringen der Elemente 

in die Nahrungskette der Fauna und des Menschen exakt erfaβt werden kann und 

auf jeden Fall die Pflanzenverfügbarkeit des anorganischen Bodenbestandteils 

sicher repräsentiert wird. 

Tabelle 28: Der Einfluβ der geologischen Herkunft des Standortes auf den Relati- 

ven Zinkgehalt der Flora 






Schieferwitterungsböden 

Moor, Torf 

Diluviale Sande 



Löß 

Geschiebelehm 




42 

100 

92 

85 

84 

82 

82 

79 

75 

70 

62 

61 

61 

59 

52 

Fp < 0,001 

Obwohl das reichliche Vorkommen des Zinks in den Geweben des Tieres bereits 

im 19. Jahrhundert bekannt war, wurde der Nachweis seiner Essentialität erst 

1934 bei der Ratte durch Todd et al. geliefert. Es dauerte weitere 20 Jahre bis man 

die Parakeratose des Schweines (Tucker und Salmon 1955) als 

Zinkmangelkrankheit identifizierte und wenig später auch 

Zinkmangelerscheinungen beim Huhn in Form von Minderwachstum, 

ungenügender Befiederung und Skelettschäden feststellte (O’Dell und Savage 

1957, O’Dell et al. 1958).


Zu Beginn der sechsziger Jahre wurden auch Zinkmangelerscheinungen beim 

Menschen beschrieben (Prasad et al. 1961) und durch Zinkgaben geheilt. Nach 

parenteraler Ernährung mit zinkarmen Nährlösungen kam es gleichfalls zu 

Zinkmangelerscheinungen beim Menschen (Ortega et al. 1985). chlieβlich gelang 

es 1974 Moynaham die Acrodermatites enteropathica, eine seltene Erbkrankheit 

als Zinkmangelkrankheit zu identifizieren. Bereits 1939 beschrieben Keilin und 

Mann die Kohlensäureanhydratase als ein zinkhaltiges Enzym. In der Folge 

wurden > 200 Zinkenzyme entdeckt. Letztlich identifizierte man eine zweite 

Gruppe von Zinkproteinen, deren Anzahl wahrscheinlich gröβer ist als die der 

Zinkenzyme, die als Transkriptionsfaktoren wirken (Berg 1990). Der erwachsene 

Mensch enthält 2,0 bis 2,5 g Zn. Etwa 55 % davon kommen im Muskel und 30 % 

im Skelett vor, der Rest ist in den übrigen Geweben lokalisiert (Haumont 1961). 

Die Zinkabsorption unterliegt der homeostatischen Kontrolle. Weder im Magen 

noch im Blinddarm und Kolon erfolgt eine wesentliche Zinkabsorption (Lönnerdal 

1988). Die homeostatische Kontrolle der Zinkabsorption erfolgt in der Mukosa des 

Dünndarmes (Antonson et al. 1979). Verschiedene Faktoren beeinflussen die 

Bioverfügbarkeit des Zinks. Das Zink der Muttermilch wird gut absorbiert. Mit 

Kuhmilch ernährte Babies absorbieren aus dieser weniger Zink als aus der 

Albuminmilch der Frau (Cassey et al. 1981, Sandström et al. 1983). 

Der Einfluβ des Fasergehaltes auf die Zinkabsorption ist umstritten, der der 

Phytinsäure oder besser der des Hexa- und Pentaphosphates eindeutig geklärt 

(Lönnerdal et al. 1989). Diese Aussage gilt für monogastrische Tierarten. Dieser 

Calcium-Zinkphytasekomplex bindet Zink und Calcium und macht es ohne 

Phytase unverfügbar (Oberleas et al. 1966). Wahrscheinlich beeinfluβt nur der 

Phytinanteil die Bioverfügbarkeit des Zinks (Andersson et al. 1983). 

Sauerteigverarbeitung und Backen vermindern den Phytatbestand und erhöhen 

die Bioverfügbarkeit des Zinks im Brot (Navert et al. 1985). 

Die Exkretion des Zinks erfolgt über Haar, Schweiβ, Hautabschlürfungen, Galle, 

Pankreas, Ejakulat und Harn (Chesters 1997). Die homeostatische Kontrolle der 

Zinkabsorption über die Mukosa des Dünndarmes wird durch eine verminderte 

renale und endogene Zinkausscheidung in den Darm bei Zinkmangel ergänzt 

(Baer und King 1984, Sullivan et al. 1981). Die Zinkabsorptionsrate schwankt bei 

43


bedarfsdeckendem Zinkangebot und einer normalen Diät zwischen 1 und 50 % 

Bei einem Zinküberangebot kann die homeostatische Kontrolle eine vermehrte 

Zinkabsorption nicht restlos beseitigen, jedoch über eine vermehrte endogene 

Zinkausscheidung kompensieren (Jackson et al. 1984), so daβ die retinierte 

Zinkmenge gleich bleibt. 

Ein Zinkdefizit verursacht die in der Tabelle 29 zusammengefaβten 

Zinkmangelerscheinungen (Aggett 198; Anke et al. 1994; Chesters 1997; 

Hambidge 1986; Jackson 1988; Prasad 1982;). 

Tabelle 29: Zinkmangelerscheinungen bei verschiedenen Arten 

Symptome Arten Entwicklungszeit 

Veränderte Geschmacksempfindungen 

verminderte Nahrungsaufnahme/ 

gedrosseltes Wachstum 

Niedriger Zinkblutserumspiegel 

Speichelfluβ 

Parakeratose, Haut-, Hufschäden 

ungenügende Befriedigung 

periphere Neuropathien 

eingeschränkte Immunantwort 

Testikelschäden 

Zwergwuchs 

Erythrozytenschäden 

Ratte, Mensch 

Vögel, Mensch, Nager, 

Schwein, Wiederkäuer 

Vögel, Mensch, Nager, 

Wiederkäuer, Schwein 

Rind 

Mensch, Nager, Schwein 

Wiederkäuer 

Vögel 

Vögel, Nager 

Nager, Mensch 

Nager, Schwein, Ziegen 

Ziegen, Mensch 

Nager, Schwein 

44 

kurz 

kurz 

kurz 

mittel 

lange 

lange 

lange 

lange 

lange 

lange 

lange 

Eine zinkarme Ernährung induziert eine Hypogeusie bei Mensch und Tier (Henkin 

1984). Die verminderte Nahrungsaufnahme führt nicht allein zu gedrosseltem 

Wachstum, sondern wird auch durch zinkmangelbedingte Stoffwechselstörungen 

bedingt. Der Zinkserumspiegel zeigt das Zinkdefizit nur kurzfristig, während Skelett 

und Deckhaar ihn langfristig anzeigen (Anke und Risch 1979). Zink wird zur 

Keratinsynthese benötigt, deshalb führt Zinkmangel zu Parakeratose bzw. Haut-,


Huf-, Harn-, Haar- und Gefiederschäden. Der Heilungsprozeβ von Wunden ist bei 

Zinkmangel vermindert und kann unter diesen Bedingungen durch Zinkergänzung 

beschleunigt werden (Chesters 1997, Anke et al. 1994).Das praenatale Gehirn 

reagirt auf einen Zinkmangel (Hurley and Swenerton 1966, Sandstead et al. 1975). 

Die Lernfähigkeit der Nachkommen ist vermindert. Ein inadäquates Zinkangebot 

führt zur Atrophie des Thymus (Fraker et al. 1984) und einer gestörten 

Immunantwort. Thymulin, ein Peptidhormon, benötigt Zink für seine physiologische 

Wirksamkeit (Kaiserlian et al. 1983, Dardenne 1988). 

Zink ist für alle Stadien der Trächtigkeit und der Schwangerschaft essentiell. Ein 

sehr frühzeitiger Zinkmangel induzierte bei der Ratte schwere teratogene Schäden 

(Hurley and Swenerton 1966). Die Ergebnisse wurden beim Affen bestätigt 

(Swenerton und Hurley 1980). Der Zinkmangel beeinfluβte die Intensität der 

Brunstsymptome nicht, führte aber zu einem signifikant schlechteren Erstbesamungserfolg, 

erhöhten Abortanteil und einer verlängerten Trächtigkeitsdauer 

(Anke et al. 1994). Wesentlich früher wurde bei Zinkmangel eine ungenügende 

Hodenentwicklung, verminderte Spermatogenese und fehlende Potentia coeunde 

beobachtet (Prasad 1982, Barney et al. 1969, Underwood et al. 1969, Anke et al. 

1994). Intrauteriner Zinkmangel drosselt das Streckungswachstum der Gliedmaβ 

en und führt zu Zwergwuchs. Dieses Zinkmangelbild kam bei der zinkarm 

ernährten Ziege häufig vor (Hennig und Anke 1973). Die Bioverfügbarkeit des 

Zinks wird durch die verschiedensten Faktoren verschlechtert. Zu den 

Zinkantagonisten zählen Calcium, Magnesium, Kupfer, Phosphor, Cadmium, 

Nickel, Phytinsäure und verschiedene Glukosinolate (Anke et al. 1994). Sie 

können den Zinkbedarf von Tier und Mensch erheblich steigern. Im allgemeinen 

decken 20 mg Zn/kg Futtertrockensubstanz den Zinkbedarf des Tieres. Bei einem 

hohen Phytatgehalt kann er 50 bis 100 mg Zn/kg Futtertrockenmasse erreichen. 

Erwachsenen Frauen und Männern wird von der WHO bei einer hohen 

Bioverfügbarkeit des Zinks ein Verzehr von 4,0 bzw. 5,6 mg/Tag, bei einer 

niedrigen von 6,5 bzw. 9,4 und bei einer schlechten von 13 bzw. 19 mg/Tag 

empfohlen. Der individuelle Zinkbedarf wird entsprechend mit 2,5 bzw. 3,6, 4,0 

bzw. 5,6 und 9,4 bzw. 13 mg/Tag angegeben (Anonym 1996). Zink zählt zu den 

nahezu untoxischen Elementen. Seine Toxizität tritt bei Beschäftigten der 

Zinkindustrie nach Inhalation von Zinkdämpfen und nach dem Trinken von Wasser 

aus galvanisierten Wasserleitungen auf (Jackson 1988). Ratten, Schweine und 

45


Nager zeigten bei einem Zinkgehalt der Rationen von 1000 mg/kg 

Futtertrockensubstanz verschiedene Krankheits-symptome. Es kam zur 

Anämie, die aber nur das Ergebnis der Interaktion von Zink und Kupfer 

repräsentiert. Wiederkäuer reagierten in verschiedenen Fällen auf Zinkgaben von 

500 bis 1000 mg Zn/kg Futtertrockensubstanz. Es ist möglich, daβ die 

beschriebenen Symptome das Ergebnis der geschädigten Pansenflora darstellen. 

Beim Menschen wurden sporadisch Fälle von Zinkvergiftungen beschrieben (Fox 

1989). Erbrechen und Durchfall traten bei akuten Zinkintoxikationen und 

Kupfermangel bei chronischer Zinkvergiftung auf. 

3.2.2 Der Zinkgehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer Lebensraumes 

3.2.2.1 Die Zinkkonzentration des Bodens auf sechs Rositzer Werksstandorten 

Der Boden des teerbelasteten Werksgeländes wurde auf sechs Standorten des 

Teerverarbeitungsbetrieben bis zu einer Tiefe von 4 m untersucht (Tab. 30). 

Tabelle 30: Der Zinkgehalt teerbelasteten Bodens verschiedener Standorte des 

Teerverarbeitungswerkes Rositz (mg/kg TS) 

Standort im Werk (n) x s % 

1 (4) 

2 (6) 

3 (5) 

4 (4) 

5 (4) 

6 (4) 

55 

49 

112 

41 

38 

44 

46 

40 

22 

80 

1,7 

7,3 

8,6 

98 

88 

193 

73 

68 

79 

Mittel (27) 56 27 100 

Fp >0,05 - 

Im Mittel der sechs Einzelstandorte enthielt der Boden mit einer sehr groβen 

Standardabweichung zwischen 38 und 112 mg Zn/kg Bodentrockensubstanz. 

Normale Böden speichern zwischen 17 und 125 mg Zn/kg TS (Kabata-Pendias 

und Pendias 1992), so daβ der mittlere Zinkgehalt des Bodens der einzelnen 

Entnahmestellen als „normal“ anzusehen ist. Anthropogen belasteter Boden kann,


nach den gleichen Autoren, 66 bis 18000 mg Zn/kg TS enthalten. Löβ speichert im 

Mittel zwischen 48 und 73 mg Zn/kg TS (Whitton und Wells 1974, Kabata-Pendias 

1981, Bajescu und Chiriac 1962, Shacklette und Boerngen 1984, Schlichting und 

Elgala 1975). Diese Schwankungsbreite demonstriert andererseits, daβ zumindest 

der Standort 3 des Werksgeländes wahrscheinlich anthropogen zinkbelastet ist. 

Die hohe Schwankungsbreite des Zinkgehaltes der Böden unterschiedlicher 

Werksstandorten verhinderte die statistische Sicherung der Unterschiede im 

Zinkbestand. 

3.2.2.2 Die Zinkkonzentration des Bodens unterschiedlicher Bodenhorizonte 


Der Boden aus einer Tiefe von 1 bis 2 m enthielt mit 87 mg Zn/kg im Mittel am 

meisten Zink (Tab. 31). 

Tabelle 31: Der Zinkgehalt des teerkontaminierten Bodens unterschiedlicher Entnahmetiefe 

verschiedener Standorte des Teerverarbeitungs werkes 

Rositz (mg/kg TS) 

Tiefe in m 

(n) 

0-1m (9) 

1-2m (5) 

2-3m (5) 

3-4m (40) 

>4m (4) 

x s % 

65 

87 

52 

39 

31 

47 

36 

83 

32 

6 

9 

Fp > 0,05 - 

100 

134 

90 

60 

48 

Der Oberboden speicherte im Mittel weniger Zink. Am wenigsten Zn 

akkumulierte der aus einer Tiefe von > 4 m entnommene Boden. Dieser 

unterschied sich im Zinkanteil erheblich von Bodenproben anderer 

Entnahmetiefen, ohne daß sich die Unterschiede als signifikant erwiesen.


3.2.2.3 Die Zinkkonzentration teerkontaminierter und thermisch dekontami- 

nierter Böden des Werksgeländes 

Der bei 1000 bis 1200 °C dekontaminierte Boden verdreizehnfachte seinen 

Zinkbestand (Tab. 32). 

Der Zinkgehalt von Teer und organischer Masse des kontaminierten Bodens muβ 

sehr hoch gewesen sein. Der Glührückstand enthält Zinkmengen, die für 

anthropogen mit Zink belastete Böden typisch sind. 

Tabelle 32: Der Zinkgehalt des teerbelasteten Bodens und seines Glührücks- 

Tandes nach der thermischen Dekontamination (mg/kg TS) 

n belastet dekontaminiert 

s x x s p Vervielfachung 

27;6 44 56 756 110 < 0,01 13,5 

3.2.2.4 Die Zinkkonzentration der in den Gefäßversuchen verwendeten 

Böden 

Erstaunlicherweise enthielt der für die Gefäβversuche verwendete Glührückstand 

bei einer sehr kleinen Standardabweichung im Mittel noch mehr Zink (Tab. 33). 

Tabelle 33: Der Zinkgehalt der in den Gefäβversuchen verwendeten Böden (mg/kg 

TS) 





50% kontaminierter Boden + 50% Kontrollboden (6) 

50% dekontaminierter Boden. + 50%Kontrollboden (6) 

48 

102 

289 

1484 

169 

806 

KGD 116 - 

58 

22 

74 

98 

66 

100 

283 

1455 

166 

790


Offenbar wurde zufällig eine besonders zinkreiche Charge dazu verwendet. Auch 

der teerbelastete Boden des Werkes enthielt im Durchschnitt extrem viel Zink. Der 

Kontrollboden speicherte 102 mg Zn/kg TS, eine im Normalbereich liegende hohe 

Zinkkonzentration. Die aus diesen Versuchsvarianten gebildeten Mischböden 

entsprechen hinsichtlich ihres Zinkgehaltes den Erwartungen. 

3.2.3 Die Auswirkungen des Anbaus von Hafer, Senf und Spinat auf 

teerbelastetem Rositzer Boden und seines Glührückstandes auf den 

Zinktransfer in die Nahrungskette 

3.2.3.1 Hafer 

Der Zinkgehalt des Hafers in der Rispe auf Kontrollboden war mit 138 mg Zn/kg 

TS extrem hoch und überschritt den der Indikatorpflanzen Weizen und Roggen um 

ein Vielfaches (Tab. 34). 

Auch die von Kabata-Pendias und Pendias (1992) dargestellten Gras- und 

Kleearten enthielten nur einen Bruchteil der Zinkmengen, die im Grünhafer des 

Kontrollbodens ermittelt wurden. Als ähnlich zinkreich erwies sich der Grünhafer 

des teerkontaminierten Werksbodens. Auch er speicherte > 100 mg Zn/kgTS. 

Das Zink des teerbelasteten Bodens war aber offenbar weniger haferverfügbar als 

das des Kontrollbodens. Der auf dem Glührückstand mit einem pH-Wert von 13 

wachsende Hafer entwickelte sich nur ungenügend, akkumulierte aber mit 90 

mg/kg TS immer noch erstaunlich viel Zink. 

Tabelle 34: Der Zinkgehalt des Hafers unterschiedlich teerbelasteter Böden (mg 

Zn/kg TS) 






50% dekontaminierter Boden. + 50%Kontrollboden (6) 

49 

138 

119 

90 

95 

236 

KGD 28 - 

25 

12 

22 

6,4 

10 

100 

86 

65 

69 

171


Ähnliche Zinkmengen lieferte auch der Mischboden aus 50 % Kontroll- und 50 % 

belasteten Boden dem Hafer. 

Die Mischung von Kontrollboden und Glührückstand erhöhte die 

Pflanzenverfügbarkeit des Zinks beider Substrate enorm und führte zu einem 

Zinkgehalt des Hafers von > 200 mg/kgTS. 

Der Zinkgehalt des Hafers blieb damit unter dem Grenzwert von 400 mg/kg, bis zu 

welchem er keine Toxizitätssymptome aufweist (Davies et al. 1978). 

3.2.3.2 Senf 

Die Anreicherung von organischer Wurzelmasse und die Abnahme des Boden-pH- 

Wertes verbesserten die Pflanzenverfügbarkeit des Zinks im Glührückstand und 

führten zu einem hochsignifikanten Anstieg des Zinkgehaltes im blühenden Senf 

auf > 400 mg/kg TS (Tab. 35). 

Diese Zinkmenge wirkt bei verschiedenen Arten toxisch. Artspezifische 

Zinktoxizitätswerte konnten nicht ermittelt werden. Der Zinkgehalt des Senfes auf 

dem teerkontaminierten Boden und den Mischsubstraten schwankte lediglich 

zwischen 160 und 230 mg/kg TS. 

Tabelle 35: Der Zinkgehalt des Senfes unterschiedlich teerbelasteter Böden (mg 

Zn/kg TS) 





50 % kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50 % dekontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50 

168 

215 

414 

162 

229 

KGD 56 

19 

18 

63 

19 

18 

100 

128 

246 

96 

131 

In Holland akkumulierte Gras nach Klärschlammausbringung 126 bis 280 mg 

Zn/kg TS (de Haan 1977) und in einem alten Bergbaugebiet Englands zwischen 

65 und 350 mg Zn/kg TS(Davies 1977, Davies et al. 1978).



Als besonders zinkempfindlich gelten Getreide und Spinat (Kabata-Pendias und 

Pendias 1992). Der als dritte Kultur innerhalb einer Vegetationsperiode angebaute 

Spinat entwickelte sich auf dem Kontrollboden und allen Versuchsvarianten 

ähnlich gut. Er keimte und wuchs auf dem Kontrollboden zunächst am 

langsamsten, holte den Entwicklungsrückstand später aber auf, während der auf 

dem nun gut durchwurzelten Glührückstand sich kontinuierlich entwickelte (Tab. 

36). Der Spinat des Kontroll- und des dekontaminierten Bodens enthielt > 500 mg 

Zn/kg Trockenmasse, die nach Magnicol und Beckett (1985) als oberster 

Grenzwert für einen Ernteausfall von 10 % gelten. Kloke (1974) legte für Zink und 

zinkempfindliche Pflanzenarten den Grenzwert für beginnende 

Ertragsdepressionen auf 150 bis 200 mg Zn/kg Trockenmasse fest. Der 

Zinkbestand des als empfindlich eingestuften Spinats aller Versuchsvarianten 

bewegte sich im Mittel zwischen 355 und 767 mg Zn/kg TS. Er belegt den 

umfangreichen Zinktransfer aus den Böden aller Versuchsvarianten in die Flora. 

Tabelle 36: Der Zinkgehalt des Spinats unterschiedlich teerbelasteter Böden (mg 

Zn/kg TS). 






50% dekontaminierter + 50% Kontrollboden (6) 

51 

611 

355 

767 

472 

422 

KGD 143 

126 

43 

73 

98 

51 

100 

58 

126 

77 

69 

Der reichliche Zinktransfer aus dem Glührückstand in die Nahrungskette wird nicht 

als toxisch eingeschätzt. Der Glührückstand kann hinsichtlich seines Zinkanteiles 

als Rohstoff für Baumaterial verwendet werden. 

Die Zinktoxizität der Fauna beginnt artspezifisch wechselnd bei einem Zinkgehalt 

von > 1000 mg/kg. Dieser Zinkgehalt ist im Getreidekorn nicht zu erwarten 

(Kabata-Pendias und Pendias 1992), kann aber in blattreichen Pflanzenarten wie 

Spinat vorkommen. Eine Verschneidung des Bodens mit dem Glührückstand ist


hinsichtlich seines Zinkgehaltes möglich, im Gemüsebau aber auszuschlieβen. 

Sein hoher Bleigehalt verbietet den Einsatz des Glührückstandes zur 

Bodenergänzung (Mocanu 1998). 

3.2.4 Der Zinkgehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des 


In den Jahren 1995 und 1996 wurden im Lebensraum Rositz und in Sichtweite der 

Teerseen Früchte, Gemüse und Küchenkräuter aus Schreber- und Hausgärten der 

Bewohner gesammelt und hinsichtlich ihres Zinkgehaltes im Vergleich zu den 

gleichen Pflanzenarten bzw. -teilen aus geologisch vergleichbaren 

Kontrollgebieten untersucht (Tab. 37). 

Tabelle 37: Der Zinkgehalt von Früchten, Gemüse und Küchenkräutern der Konroll 

gebiete und des teerbelasteten Lebensraumes Rositz (mg Zn/kg TS) 


Lebensmittel (n;n ) s x x s 

Tomaten (14;4) 




Gurken (15;7) 

Kartoffeln, geschält (25;14) 

Äpfel (24;25) 



Birnen (2;8) 



Porree (7;7) 

18 

4,1 

18 

9,7 

33 

7,0 

1,8 

7,1 

13 

2,0 

14 

7,4 

6,1 

26 

18 

43 

37 

68 

17 

3,0 

22 

29 

4,5 

25 

24 

19 

Der basale Manganbedarf Erwachsener beträgt 0,75 mg/Tag (Anonym 1996). Er 

wurde von Bilanzversuchen abgeleitet. In den USA wird ein Manganverzehr von 

2,0 bis 5,0 mg/Tag empfohlen (Anonym 1989). Diese Manganmenge ist mehr als 

doppelt so hoch wie der postulierte basale Manganbedarf. Sowohl die Rositzer 

52 

21 

15 

36 

32 

59 

15 

3,0 

22 

29 

5,0 

30 

30 

37 

6,9 

5,2 

10 

11,1 

13 

3,8 

3,2 

4,3 

10 

1,4 

12 

7,5 

5,1 

p % 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

< 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

< 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

< 0,001 

81 

83 

84 

86 

87 

88 

100 

100 

100 

111 

120 

124 

195


Probanden als auch die Jenaer Kontrollpersonen verzehrten zwischen 2,0 und 3,4 

mg Mn/Tag, so daβ kein Manganmangel bei beiden Testpopulationen zu erwarten 

ist (Tab. 26). 

Dabei zeigte sich, daβ Zwiebeln und Porree des Lebensraumes Rositz signifikant 

mehr Zink als die gleichen Arten des Kontrollgebietes besaßen. Ihre 

Zinkkonzentrationen von 30 bzw. 37 mg Zn/kg TS sind absolut niedrig und geben 

zu keinem Bedenken Anlaβ. Am meisten Zink akkumulierte mit 68 bzw. 59 mg 

Zn/kg TS die Gurke, es folgte mit 43 bzw. 36 mg Zn/kg TS die Petersilie. Am 

wenigsten Zink speicherten mit 3,0 mg Zn/kg TS die Äpfel. 

Die ermittelten Zinkmengen entsprechen den Normalwerten dieser Früchte-, 

Gemüse- und Gewürzarten Deutschlands (Anke et al. 1996) und erreichen nicht 

die Zinkkonzentration von Zwiebeln zinkbelasteter Lebensräume Groβbritanniens, 

wo Davies und White (1981) 39 bis 710 mg Zn/kg TS ermittelten. In Kartoffeln 

zinkbelasteter Lebensräume Polens fanden Faber und Niezgoda (1982) 74 bis 80 

mg Zn/kg TS. Die Zinkbelastung der Schrebergärten bleibt damit wesentlich unter 

der des Werksgeländes. 

Das in Rositz angebaute Getreide und der Raps speicherten in ihren Samen 

normale Zinkmengen. Lediglich Sommergerste, die unmittelbar am Teersee 

wuchs, enthielt mehr Zink (Tab. 38) ohne jedoch im Mittel signifikante Differenzen 

zu erreichen. 

Tabelle 38: Der Zinkgehalt der Samen verschiedener Pflanzenarten der Kontrollgebiete 

und des teerbelasteten Lebensraumes Rositz (mg Zn/kg TS) 


Art (n;n) s x x s 

Roggen (3;7) 

Weizen (23;9) 

Raps (7;9) 

Sommergerste (3;8) 

2,0 

8,3 

8,0 

7,8 

43 

27 

40 

36 

53 

28 

25 

38 

56 

5,8 

4,4 

6,1 

54 

p 

< 0,01 

> 0,05 

> 0,01 

> 0,05 

% 

65 

93 

95 

156


In Groβbritannien enthielt die Gerste 16 bis 59, im Mittel 30 mg Zn/kg TS 

(Thoresby und Thornton 1979) in Norwegen 15 bis 51, im Mittel 29 mg Zn/kg TS 

(Lag und Steinnes 1978) und in den USA 20 bis 23 im Mittel 22 mg Zn/kg TS (Liu 

et al. 1975; Shacklette et al. 1978). Weizen- und Roggenkörner speicherten im 

Mittel ganz ähnliche Zinkmengen wie Sommergerste. Sie bedürfen deshalb keiner 

besonderen Diskussion. Triticalekörner aus der Nähe der Rositzer Teerseen 

enthielten 27 mg Zn/kg TS und entsprechen damit den in den USA und Polen 

gefundenen Mittelwerten (Lorenz et al. 1974, Ruebenbauer und Stopczyk 1972). 

Auch blattreiche Wild- und Kulturpflanzen des Lebensraumes Rositz enthielten nur 

in einem Fall, dem auf dem Werksgelände wachsenden Rainfarn, signifikant mehr 

Zink als die der Kontrollebensräume (Tab. 39). Alle andere Unterschiede erwiesen 

sich als zufällig. Die Gefahr einer Zinkbelastung von Tier und Mensch durch das 

lokale Zinkangebot kann ausgeschlossen werden. 

Tabelle 39 : Der Zinkgehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen (mg Zn/kg TS) 



Mais (20;6) 

Grünweizen (18;13) 

Wiesenrotklee, Blüte (6;16) 

Steinklee, Blüte (4;15) 

Weißklee, Blüte (20;20) 

Rainfarn, Blüte (4;14) 

18 

5,7 

3,3 

3,7 

7,7 

3,2 

3.2.5 Der Zinkverzehr erwachsener Mischköstler der Lebensräume Jena 

und Rositz 

Die Analyse des Zinkgehaltes der verzehrten Trockenmasse zeigt, daβ zwischen 

den Testpopulationen keine Unterschiede bestanden (Tab. 40). Der Zinkgehalt der 

verzehrten Trockenmasse ist ein guter Indikator des lokalen Zinkangebotes, da er 

nicht durch den individuellen Trockenmasseverzehr variiert wird und das lokale 

Angebot widerspiegelt. 

Frauen und Männer konsumierten eine gleichermaße zinkreiche Trockenmasse. 

Davon kann abgeleitet werden, daβ kein Geschlecht besonders zinkreiche oder 

54 

34 

26 

24 

18 

22 

24 

25 

22 

24 

20 

27 

37 

5,5 

4,6 

4,0 

4,0 

9,6 

11 

p 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

% 

74 

85 

100 

111 

123 

154


zinkarme Speisen bzw. Getränke bevorzugte. Von 1988 bis 1996 nahm die 

Zinkkonzentration der von den erwachsenen Mischköstlern Deutschlands 

verzehrten Trockenmasse signifikant und kontinuierlich ab. 1988 betrug sie 26 mg 

Zn/kg, 1992 enthielt sie nur noch 23 mg Zn/kg (Anke et al. 1997). Sie war 1996 im 

Mittel auf 20 mg Zn/kg Trockenmasse vermindert (Röhrig 1998). 

Tabelle 40: Die Zinkkonzentration der von erwachsenen Mischköstlern verzehrten 

Lebensmittel- und Getränketrockensubstanz in Abhängigkeit vom Lebensraum 

(mg Zn/kg TS) 

Frauen Männern 

Standort (n;n) s x x s p % 

Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

8,3 

5,2 

Im Gegensatz zur geschlechtsunabhängigen Zinkkonzentration steht, daβ der 

Tageszinkverzehr der Männer aller Lebensräume signifikant größer als der der 

Frauen war (Abb. 41). Der umfangreichere Trockenmasseverzehr der Männer 

verursachte dieses normale Ergebnis. Die Frauen verzehrten 1996 unabhängig 

vom Lebensraum 5 bis 7,5 mg Zn/Tag. Diese Zinkaufnahme entspricht der von der 

WHO (Anonym 1996) bei einer guten bzw. mittleren Bioverfügbarkeit des Zinks der 

verzehrten Lebensmittel vorgeschlagenen Zinkmenge. 

Tabelle 41: Der Zinkverzehr erwachsener Mischköstler in Abhängigkeit vom 

Lebensraum (mg Zn/Tag) 

55 

22 

20 

22 

20 

p > 0,05 > 0,05 

4,6 

4,4 

> 0,05 

> 0,05 

% 90 90 - 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

3,1 

1,7 

7,9 

5,3 

9,1 

7,2 

p < 0,001 < 0,001 

2,8 

1,9 

< 0,001 

< 0,001 

% 67 78 - 

100 

100 

115 

136


Dieser Zinkkonsum ist für erwachsene Mischköstler beider Geschlechter 

Deutschlands normal (Anke et al. 1997). Der Zinkverzehr der Mischköstler 

Deutschlands ist etwas niedriger als der der Vegetarier, die etwa 25 % mehr 

Trockenmasse als diese konsumieren (Röhrig 1998). Die Bioverfügbarkeit des 

Zinks der vegetarischen Kost ist auf Grund ihres gröβeren Phytatgehaltes aber 

niedriger. Sie sind in die Gruppe der mit schlecht bioverfügbarem Zink Ernährten 

einzustufen und bedürfen mehr Zink (Anke et al. 1997). Im Mittel kann davon 

ausgegangen werden, daβ der Verzehr von 100 μg Zn/kg Körpermasse den 

Empfehlungen der WHO zur Zinkaufnahme entspricht (Tab. 42). 

Tabelle 42: Der Zinkverzehr erwachsener Mischköstler verschiedener Lebensräu- 

me je kg Körpermasse (μg/Kg Körpermasse) 

Dieser Zinkkonsum wird in Deutschland erreicht, mehrheitlich von den Frauen aus 

Rositz aber unterschritten. Von diesem Befund kann zumindest abgeleitet werden, 

daβ die Rositzer Bevölkerung ein weitgehend normales Zinkangebot besitzt und 

keinesfalls unter einem nutritiven Zinküberangebot leidet. 

Zussammendfasend wird festgestellt, daß die Dekontamination des Teers aus 

dem Rositzer Boden zu einer signifikanten Zinkanreicherung im Glührückstand 

führt. Dieses Zink ist pflanzenverfügbar. Eine Zinkbelastung der Flora und des 

Menschen in Rositz ist jedoch nicht gegeben. In Rositz ist eher mit einer 

marginalen Zinkversorgung beim Menschen zu rechnen. 

3.3 Kupfer 




Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

50 

24 

Die 16 km dicke Erdkruste enthält im Mittel 70 mg Cu/kg. Kupfer steht damit auf 

dem 25. Platz der Häufigkeitsliste. Basalt und Gabbro speicherten mit 60-120 mg 

56 

124 

74 

120 

94 

p < 0,001 < 0,001 

34 

33 

> 0,05 

> 0,05 

% 60 78 - 

97 

127


Cu/kg verhältnismäßig hohe, Schiefer mit 40 mg/kg mittlere und Granit, Gneis, 

Sandstein, Muschelkalk bzw. Dolomit mit 2 bis 30 mg niedrige Kupfermengen. Die 

kupferreichen Mineralien verlieren ihr Kupfer während der Verwitterung, 

insbesondere bei sauren pH-Werten, leicht. Es bildet mit Sulfidcarbonaten und 

Hydroxiden neue Komplexe. In den verschiedenen Böden kommen im Mittel 13 bis 

24 mg Cu/kg vor. Löß enthält weltweit mit 20 bis 30 mg/kg viel Cu, während 

diluviale Sande (8 bis 18 mg/kg) und Moor- bzw. Torfböden (6 bis 15 mg/kg) 

wesentlich weniger Kupfer speichern. Eisenreiche Böden (Ferrasols) und alluviale 

Ablagerungen (Fluvisols) akkumulieren mit 20 bis 80 mg/kg mehr Kupfer als Löß. 

Die Löslichkeit des Kupfers im Boden wird durch den Boden-pH-Wert nur mäßig 

beeinflußt und ist bei neutralen und alkalischen Boden-pH-Werten niedriger als bei 

sauren. Sie wird durch die Bindung an Bodenkolloide, Huminsäuren und anderen 

spezifischen Substraten ( Kabata-Pendias und Pendias 1992) stärker variiert. Die 

eisenreichen Verwitterungsböden des Rotliegenden erzeugen in Mitteleuropa die 

kupferreichste Flora. Auch auf Schieferverwitterungsböden verschiedener 

geologischer Herkunft wächst im Mittel eine kupferreiche Vegetation. 

Geschiebelehm, diluviale Sande und insbesondere Moor- bzw. Torfstandorte 

transferieren wenig Kupfer in die Pflanzenwelt (Tab. 43) (Anke und Szentmihalyi 

1986). Neben der geologischen Herkunft beeinflussen verschiedene anthropogene 

Emissionen den Kupfergehalt der Böden. Zu diesen zählt vor allem die 

Buntmetallverhüttung. Heinrichs und Mayer (1977) berichten, daß in 

Westdeutschland der atmosphärische Kupfereintrag 224 g/ha und Jahr betrug. 

Neben den industriellen Kupferemissionen spielten und spielen auch die 

landwirtschaftlichen Kupferapplikationen durch Dünger, kupferreiche Fungizide 

(Tiller 196; Ravikovitch et al. 1961; Bratynsky et al. 1971; Kabata-Pendias 1981; 

Kabata-Pendias und Piotrowska 1971; Rauta et al. 1985; Udo et al. 1979; 

Shacklette und Boerngen 1984; Zborishchuk und Zyrin 1978; Liu et a. 1983; 

Krähmer und Bergmann 1978; Schlichting und Elgala 1975; Nasseem und Roszyk 

1977; Ranadive et al. 1964; Aaby und Jacobsen 1978; Tjell und Hovmand 1972; 

Sapek und Okruszko 1976) (Weinbau, Kartoffelproduktion) und Klärschlämm in 

der Vergangenheit und Gegenwart (ökologischer Landbau) eine große Rolle (Tiller 

und Merry 1981). 

57


Durch industrielle Kupferemissionen wurden Kupferkonzentrationen von 3500 

mg/kg (Davies 1980; Abrahams und Thurnton 1987; Cairney 1987; Kitagishi und 

Yamane 1981; Freedman und Hutchinson 1980; Rauta und al. 1987; Vicente- 

Beckett 1991; Preer und al. 1980; Cairney 1987; Rundle und Holt 1983; Sapek 

1980; Williams et al. 1987; Diez und Rosopulo 1976; Rieder und Schwertmann 

1972) im Boden und durch landwirtschaftliche Eintrag solche von 1500 mg/kg im 

Boden erreicht (Beavington 1975; Davies et al. 1978; Freedman und Hutchinson 

1980; Gailey und Lloyd 1985; Gailey und Lloyd 1985; de Haan 1977; Gajewski et 

al. 1987; Kabata-Pendias et al. 1981; Kitagishi und Yamane 1981; Preer et al. 

1980; Szerzen und Laskowski 1985; Whitby et al. 1976 ). 

Tabelle 43: Der Einfluß der geologischen Herkunft des Standortes auf den relativen 

Kupfergehalt der Flora 



Schieferverwitterungsböden (Devon, Silur, Kulm) 




Löß 






Geschiebelehm 

Diluvialer Sand 

Moor, Torf 

58 

100 

94 

93 

93 

93 

86 

86 

85 

82 

80 

74 

70 

70 

52 

Fp < 0,001 

Als Grenzwert für eine maximal akzeptable Kupferkonzentration landwirtschaftlich 

genutzter Böden gelten 100 mg/kg. Durch Kalkung, Torfeinsatz und 

Phosphatgaben kann die Bioverfügbarkeit des Kupfers vermindert werden. Es ist 

jedoch zu beachten, daß das im Boden verliegende Kupfer durch verschiedene 

andere Faktoren wieder bioverfügbar gemacht werden kann (Kabata-Pendias und


Pendias 1992). Die Kupfermangelerscheinungen landwirtschaftlich und gärtnerisch 

genutzter Pflanzenarten wurden von Bergmann (1992) umfassend beschrieben. 

Als besonders kupfermangelgefährdet gelten Getreide und insbesondere Hafer, 

Sonnenblumen, Spinat und Luzerne. 

Kupfermangelpflanzen sind meist chlorotisch und zum Teil rotbraun oder violett 

verfärbt. Ihre Pollen sind häufig infertil. Es besteht eine große genetisch bedingte 

Variationsbereite im Auftreten von Kupfermangelerscheinungen (Paplan und 

Zajanc 1992). Eine Kupferkonzentration von < 2,0 mg Cu/kg Boden deckt den 

Kupferbedarf der Pflanzen im allgemeinen nicht. 

Ein Kupferüberschuß im Boden induziert in der Regel auch eine Chlorose und 

Wurzelmißbildungen. Das Schadbild der Kupferintoxikation ähnelt einer 

Eisenmangelchlorose (Bergmann 1992). 

Kupfer ist auch für die Fauna und den Menschen lebensnotwendig (Tab. 44). 

Tabelle 44: Kupfermangelerscheinungen bei Tier und Mensch 

Mangelerscheinungen (Enzyme) Tier Mensch 

Nahrungsaufnahme, vermindert 

Wachstum, gedrosselt (Cytochrome-c-Oxidase) 

Gefäßschäden (Lysyloxidase) 

Skelettschäden (Lysyloxidase) 

Neonatale Ataxie (Dopamine, ß- Monooxigenase) 

Depigmentation des Haares (Tyrosinase, Monooxygenase) 

Keratinsynthese, Menkes kinky hair syndrome 

Fortpflanzungsleistungen, vermindert (Ferroxidase I ) 

Immunsystem beeinträchtigt (Interleukin-2) 

Anämie (Ferroxidase II) 

Herzrhythmusstörungen (Lysyloxidase) 

Gendefekte, Menkes Krankheit, Morbus Wilson 

Lysyloxidase, Ferroxidase, Interleukin-2, Dopamine, ß-Monoxigenase, Tyrosinase, 

α-Amidatingenzyme, Monooxygenase, Cytochrome-c-Oxidase und die 

Superoxiddismutase sind wichtige kupferabhängige Enzyme. Ihr Mangel bzw. 

fehlende Aktivierung verursacht eine Fülle von Ausfallerscheinungen, wie z.B. eine 

verminderte Nahrungsaufnahme und eingeschränktes Wachstum. Die 

59 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

? 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+ 

+


Geburtsmasse bleibt häufig vom intrauterinen Kupfermangel unbeeinflußt. 

Während der Säuge- oder Stillzeit kann es auf Grund fehlender Kupferreserven 

beim Sägling und dem niedrigen Kupfergehalt der Kasein- bzw. Albuminmilch zu 

Wachstumsdepressionen kommen. 

Die kupferabhängige Lysyloxidase ist zur Erzeugung von funktionsfähigem 

Kollagen und Elastin erforderlich. Ein Kupfermangel führt zu Gefäß-, Herz- bzw. 

Skelettschäden. Intrauterin kann es zu einer verminderten Myelinsynthese und 

gestörter Gehirnentwicklung (Menkes-Krankheit) kommen. 

Außerdem führt ein Kupferdefizit zu einer Depigmentierung von Haar und Haut 

und einer entarteten Keratinsynthese, die insbesondere bei dem Menkes-Syndrom 

in Erscheinung tritt. Der Kupfermangel beeinflußt die Ovulation und Befruchtung 

nicht, führt aber zum Absterben und zur Absorption des befruchteten Eies 

verschiedener Entwicklungsstadien. Ein Kupferdefizit vermindert die Anzahl der T- 

Lymphozyten und T-Helferzellen und drosselt deren Fähigkeit ebenso wie die der 

Phagozyten, auf Proliferationssignale zu reagieren. 

Die Ferroxidase II ist ein Kupferprotein, dessen Bedeutung bei der Oxidation des 

Eisens und der Anämieentstehung noch nicht vollständig geklärt ist. Die 

kupfermangelbedingten Herzrhythmusstörungen und Herzvergrößerungen stehen 

in Verbindung mit einer gestörten Kollagen- und Elastinsynthese. Die Menkes- 

Krankheit ist genetisch bedingt. Sie entsteht durch eine ungenügende intrauterine 

Kupferabsorption und Kupferverteilung tritt meist bei Knaben auf und zeigt alle 

Kupfermangelsymptome. Gehirn und Leber, die den Kupferstatus am besten 

anzeigen, sind kupferverarmt. Die Patienten erreichen selten ein Lebensalter von 

zwei Jahren (Harris 1997). 

Säulinge absorbieren in Mittel signifikant mehr Kupfer aus ihrer kupferarmen 

Milchdiät als Erwachsene. Die Kupferabsorption beginnt im Magen, erfolgt 

hauptsächlich im Dünndarm, findet aber auch im Dickdarm statt. Verschiedene 

Bestandteile des Verdauungsbreies beeinflussen, ebenso wie der Kupferstatus 

des Probanden, den Umfang der Kupferabsorption, welche beim Menschen 

zwischen 5 und 70 % schwankt. Die Exkretion des überschüssigen Kupfers erfolgt 

beim Menschen über die Galle (400 µg/Tag), so daß die Majorität des Kupfers den 

60


Körper fäkal verläßt. Die renale Kupferexkretion Erwachsener schwankt zwischen 

4 und 66 µg/l. Sie beträgt im Mittel 60 µg/Tag. Die Differenz zwischen 

Kupferverzehr und fäkaler Kupferausscheidung erreichte bei erwachsenen 

Mischköstlern und Vegetariern Deutschlands 65 µg/Tag. Sie entspricht der renalen 

Kupferausscheidung. Die Kupferverluste über den Schweiß sind sehr bescheiden 

und können vernachlässigt werden. Frauen verlieren mit dem Menstrualblut etwa 

500 µg Cu/28 Tagen. Der Mensch enthält im Mittel etwa 100 bis 120 mg Kupfer. 

Im Serum ist das Kupfer zu 95% an das Bindungs- und Transportglykoprotein 

Coeruloplasmin gebunden (Harris, 1997). Eine chronische Kupferintoxikation des 

Menschen ist die Indian childhood disease, welche bei Säuglingen durch einen zu 

hohen Kupfergehalt des zum Anrühren der Säuglingsformulas verwendeten 

Wassers (normal 10 µg/l) eintreten kann und zu Todesfällen führte. Ursache dieser 

chronischen Kupferintoxikation des Säulings ist die hohe Kupferabsorption im 

ersten Lebensabschnitt. Ältere Kinder und Erwachsene resorbieren weniger 

Kupfer. Bei den kupferreich ernährten Säuglingen kommt es zu einer vermehrten 

Kupferanreicherung in Leber, Nieren, Gehirn und Augen (Harris 1997). 

Morbus Wilson (S.A.K.) kommt im Verhältnis 1:4000 in Europa und 1:40000 in den 

USA vor. Aufgrund einer fehlenden Kupferexkretion über die Galle kommt es bei 

dieser Erbkrankheit zu einer Kupferanreicherung in Gehirn und Leber und zu einer 

Kupferintoxikation (Harris 1997). 

Der individuelle Kupferbedarf Erwachsener beträgt 600 (Frauen) bzw. 700 µg/Tag 

(Männer) oder 10 µg/kg Körpermasse. Populationen wird der Verzehr von 1 mg 

(Frauen) bzw. 1,2 mg Cu/Tag (Männer) empfohlen. Die Bioverfügbarkeit des 

Kupfers wird artspezifisch durch verschiedene Interaktionen beeinflußt. Zu den 

Antagonisten zählen u.a. Zink, Cadmium, Molybdän, Eisen, Silber, Schwefel und 

Calcium (Anke et al. 1997). 

3.3.2 Der Kupfergehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer Lebensraumes 

3.3.2.1 Die Kupferkonzentration der Böden auf sechs Werksstandorten 

Die 27 auf dem ehemaligen Werksgelände in Rositz entnommenen Bodenproben 

aus unterschiedlicher Tiefe unterscheiden sich hinsichtlich ihres Kupfergehaltes 

61


nur insignifikant (Tab. 45). Alle Kupferwerte der einzelnen Bodenproben liegen im 

Normalbereich. 

Tabelle 45: Der Kupfergehalt des teerbelasteten Bodens verschiedener Standorte 

des Teerverarbeitungswerkes Rositz (mg/kg TS) 

Standort im Werk (n) x s % 1) 

1 (4) 

2 (6) 

3 (5) 

4 (4) 

5 (4) 

6 (4) 

15 

10 

21 

9,4 

8,0 

7,2 

62 

14 

4,2 

20 

1,2 

2,0 

2,0 

Mittel (27) 12 11 

Fp > 0,05 

1) Mittelwert × 100%, Einzelwerte × x% 

125 

83 

175 

78 

67 

60 

Der im Werksgelände anstehende Löß und der darunter liegende Sand und 

Geschiebelehm enthalten weltweit im Mittel 5 bis etwa 30 mg Cu/kg (Kabata- 

Pendias und Pendias 1992). Der höchste im Boden des Werkes gefundene 

Kupferwert betrug 56 mg/kg und erreicht nicht die 100 mg-Grenze, die als 

maximaler Grenzwert einer akzeptablen Kupferkonzentration in landwirtschaftlich 

genutzten Böden gelten. Die eine kupferreiche Bodenprobe war mit hoher 

Sicherheit kupferkontaminiert, ohne daß davon eine Kupferbelastung der 

Nahrungskette von Pflanze, Tier und Mensch abgeleitet werden kann. 

3.3.2.2 Die Kupferkonzentration der Böden unterschiedlicher Bodenhorizonte 

auf dem Rositzer Werksgelände 

Die Kupferkonzentration der in unterschiedlicher Tiefe auf sechs Werksstandorten 

entnommenen Bodenproben nahm mit zunehmender Tiefe ab (Tab. 46) und 

betrug 4 bis 5 m unter der Oberfläche nur nach 42 % der im Oberboden ermittelten 

Kupfermenge. 

Die Kupferakkumulation im Tophorizont des Bodens ist für dieses Spurenelement 

charakteristisch. Sie resultiert aus der Bioakkumulation des Elementes in der 

-


organischen Bodensubstanz und den anthropogenen Emissionen des Kupfers. 

Diese Erklärung gilt generell und trifft auch für Rositz zu. Die hohe 

Standardabweichung des Kupferanteiles im Oberboden ist Ausdruck der 

unterschiedlichen anthropogenen Kupferemissionen, welche die Einzelproben 

unterschiedlich belasten. In einer Tiefe von > 1 m entnommene Bodenproben 

besaßen eine wesentlich kleine Standardabweichung. 

Tabelle 46: Der Kupfergehalt des teerkontaminierten Bodens unterschiedlicher 

Horizonte im Teerverarbeitungswerk Rositz (mg/kg TS) 


0 - 1 m (9) 

1 - 2 m (5) 

2 - 3 m (5) 

3 - 4 m (4) 

4 - 5 m (4) 

17 

12 

9,0 

8,7 

7,2 

63 

17 

3,1 

4,0 

1,5 

1,7 

142 

100 

75 

72 

42 

Mittelwert (27) 12 11 100 

Fp > 0,05 - 

3.3.2.3 Die Kupferkonzentrationen teerkontaminierter und dekontaminierter 

Böden des Rositzer Werksgeländes 

Die thermische Dekontamination des teerbelasteten Bodens aller Werksstandorte 

und Entnahmetiefen erhöhte den Kupfergehalt des Bodenglührückstandesi um das 

mehr als Vierfache (Tab. 47), ohne den Grenzwert des maximal akzeptierten 

Kupfergehaltes landwirtschaftlich bzw. gärtnerisch genutzter Böden von 100 mg/kg 

zu erreichen (Lübben und Sauerbeck 1990). 

Tabelle 47: Der Kupfergehalt des teerbelasteten Bodens und seines Glührückstandes 

nach thermischer Dekontamination (mg/kg TS) 

Belastet dekontaminiert 

n s x x s p % 

27,6 11 12 53 17 < 0,001 442


Offenbar enthielten die Teerverunreinigungen, ebenso wie die organische Masse 

des Rositzer Bodens, reichlich Kupfer, das zur Kupferanreicherung im 

Glührückstand führt, die wesentlich umfangreicher ist als beim Mangan und hinter 

der des Zinks zurückbleibt. 

3.3.2.4 Die Kupferkonzentration der im Gefäßversuch verwendeten Böden 

Der im Gefäßversuch verwendete Kontrollboden enthielt im Mittel weniger Kupfer 

als alle Untersuchungsvarianten mit dem teerbelasteten Rositzer Boden, seines 

Glührückstandes und den zwei Mischböden aus Kontrollboden und teerbelasteten 

Boden bzw. dekontaminierten Boden (Tab. 48). Alle Unterschiede im Kupfergehalt 

der fünf Böden sind signifikant. Der teerkontaminierte Oberboden der Rositzer 

Werksgelände enthielt mit 22 mg Cu/kg eine für Löß typische Kupferkonzentration, 

während der Kontrollboden mit 14 mg Cu/kg dem Typ des Sandbodens entsprach. 

Tabelle 48: Der Kupfergehalt der im Gefäßversuch verwendeten Böden (mg/kg TS) 


Konrtollboden (6) 


Dekontaminierte Boden (6) 

50 % kontaminierte Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50 % dekontaminierte Boden +50 % Kontrollboden (6) 

64 

14 

22 

32 

19 

24 

0,59 

1,6 

1,4 

0,58 

1,22 

KGD 1,9 - 

100 

157 

229 

136 

171 

Der Glührückstand speicherte mit 32 mg Cu/kg mehr als die doppelte 

Kupfermenge des Kontrollbodens. Die Kupferkonzentrationen der Mischböden 

entsprechen den Einzelkomponenten. Die Standardabweichung des 

Kupfergehaltes der im Gefäßversuch verwendeten Böden war niedrig. Sie 

demonstriert die Homogenität des verwendeten Böden.




den Kupfertransfer in die Nahrungskette 

3.3.3.1 Hafer 

Erstaunlicherweise akkumulierte der Grünhafer in der Rispe des Kontrollbodens 

mit dem niedrigsten Kupfergehalt im Boden relativ viel Kupfer in der Grünmasse 

(Tab. 49). Dieser Befund ist pH-Wert bedingt. Er zeigt die gute Bioverfügbarkeit 

des Kupfers bei einem Boden-pH-Wert von 5,5 und die mäßigere bei einem 

solchen von 7,3 des teerbelasteten Rositzer Bodens. Der relativ hohe Kupfergehalt 

des Hafers auf dem Glührückstand wurde durch sein jugendliches 

Entwicklungsstadium bedingt. Junge Pflanzen speichern je kg Trockenmasse 

mehr Kupfer als ältere. Die Kupferaufnahme eilt der Stoffbildung voraus (Anke et 

al. 1994). Alle Unterschiede im Kupfergehalt des Hafers der einzelnen 

Gefäßvarianten erwiesen als zufällig. 

Tabelle 49: Der Kupfergehalt des Hafers unterschiedlich belasteter Böden (mg 

Cu/kg TS) 


Kontrollboden 

Kontaminierter Boden 

Dekontaminierter Boden 

50%kontaminierter Boden + 50% Kontrollboden 

50%dekontaminierten Boden + 50% Kontrollboden 

65 

13 

11 

16 

10 

13 

3,6 

0,99 

8,6 

0,5 

1,2 

KGD - - 

100 

85 

123 

77 

100 

Die Gefahr einer Kupferanreicherung der Flora auf den teerkontaminierten Böden 

in Rositz bzw. auf Mischböden mit dem Glührückstand oder dem Glührückstand 

allein kann ausgeschlossen werden. Die Normalisierung der Kupferaufnahme 

durch die Flora ist nach dem Absinken des Boden-pH-Wertes durch die Wurzeln 

der Pflanzen zu erwarten.

3.3.3.2 Senf 


Die Kupferaufnahme des Senfes als zweite Kultur auf dem gleichen, allerdings 

schon mit Wurzelmasse angereicherten Boden, folgte ähnlichen Regeln wie die 

des Hafers (Tab. 50). 

Wiederum enthielt der Senf auf teerkontaminiertem Boden von Rositz, dem bereits 

mit Haferwurzeln angereicherten Glührückstand und den Mischböden insignifikant 

weniger Kupfer als der des Kontrollbodens, obwohl diese Böden kupferreicher als 

der Kontrollboden waren. Ihr neutrale Boden-pH-Wert konnte die Ursache der 

niedrigeren Pflanzenverfügbarkeit des Kupfers dieser Versuchsvariante sein. Alle 

Unterscheide im Kupfergehalt des Senfs waren statistisch nicht gesichert. 

Tabelle 50: Der Kupfergehalt des Senfes unterschiedlich belasteter Böden (mg 

Cu/kg) 





50 % Kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50 % Dekontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

66 

11 

8,4 

7,3 

9,2 

68 

5,4 

0,75 

1,7 

1,0 

1,2 

KGD - - 

100 

76 

66 

91 

62 

Die Gefahr einer Kupferanreicherung von Futterpflanzen und 

Lebensmittelrohstoffen durch teerkontaminierten Rositzer Boden bzw. ihres 

Glührückstand ist nicht gegeben. Die Flora kupferkontaminierter Standorte 

Deutschlands (Mansfelder Land), Japans, Australiens, den USA, Großbritanniens, 

Hollands und Polens führten zu ungleich größere Kupferanreicherungen als hier 

gefundenen wurden (Kabata Pendias und Pendias 1992) 


Der als dritte Kulturpflanze im Gefäßversuch angebaute Spinat brachte ähnliche, 

wenn nicht gleiche Ergebnisse wie Hafer und Senf (Tab.52). Wiederum speicherte 

der Spinat des Kontrollbodens am meisten Kupfer. Der Spinat aller anderen


Bodenvarianten speicherte nur 39 bis 78 % der Kupfermengen, die in dieser 

Gemüseart auf Kontrollboden ermittelt wurden. Hinsichtlich ihres Wachstums 

bestanden bei allen Versuchvarianten keine statistisch gesicherten Unterschiede. 

Der Spinat auf dem intensiv durchwurzelten Glührückstand entwickelte sich 

besonders gut, ohne daß sich sein Kupferbestand normalisierte. Er enthielt mit 9,0 

mg Cu/kg TS nur reichlich ein Drittel der Kupfermenge, die im Kontrollboden 

gefunden wurde. Auch der Mischboden aus Glührückstand und Kontrollboden 

lieferte mit 15 mg Cu/kg Spinattrockensubstanz, ähnlich wie der Spinat des 

teerkontaminierten Bodens, ein Drittel weniger Kupfer in die Nahrungskette wie der 

Spinat des Kontrollbodens. 

Tabelle 51: Der Kupfergehalt des Spinates unterschiedlich belasteter Böden 

(mg Cu/kg TS) 





50% Kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

50 % Dekontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden (6) 

KGD - - 

67 

23 

15 

9,0 

18 

15 

1,5 

5,4 

1,7 

2,7 

3,1 

100 

65 

39 

78 

65 

Auch der Kupferanteil des Spinates der einzelnen Bodenvariante unterschied sich 

nur insignifikant. Die Gefahr einer Kupferbelastung der Nahrungskette durch die 

Flora teerkontaminierter Rositzer Erde bzw. ihrens Glührückstandes kann nach 

den Gefäßversuchen mit Hafer, Senf und Spinat ausgeschlossen werden. Eher ist 

mit Kupfermangelerscheinungen bei der Flora dieses Lebensraumes zu rechnen. 

3.3.4 Der Kupfergehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des 


Von den untersuchten Früchten, Gemüsearten und Küchenkräutern enthielten nur 

Schnittlauch, Porree und Kohlrabi aus Rositz nennenswert größere Kupfermengen 

als die gleichen Lebensmittelrohstoffe der Kontrollgebiete (Tab. 52).


Tabelle 52: Der Kupfergehalt von Früchten, Gemüse und Küchenkräutern eines 

Kontrollgebietes und des teerbelasteten Lebensraumenes Rositz 

(mg Cu/kg TS) 

Kontrollgebiet Rositz 

Lebensmittel (n;n) s x x s 


Porree (7;7) 


Äpfel (24;15) 


Birnen (2;8) 

Zwibeln (23;8) 



Gurken (15;7) 

Kartoffeln (25;13) 


2,0 

2,3 

2,1 

0,93 

2,7 

3,6 

2,5 

2,8 

1,9 

4,0 

3,2 

50 

5,3 

5,0 

4,1 

2,6 

5,4 

6,4 

5,5 

8,0 

7,4 

13 

6,4 

21 

68 

10 

8,1 

5,3 

2,8 

5,5 

5,3 

4,2 

5,7 

5,0 

8,7 

4,2 

82 

9,8 

4,2 

1,9 

1,0 

4,1 

1,3 

1,3 

2,5 

1,6 

1,8 

1,2 

2,2 

p 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

< 0,05 

< 0,05 

< 0,05 

> 0,05 

% 

189 

162 

129 

107 

102 

83 

76 

71 

68 

67 

66 

39 

Ihr Kupfergehalt ist normal (Röhrig 1998). Schnittbohnen, Gurke und Petersilie aus 

Rositzerwiessen sich zum Teil als signifikant kupferärmer als die gleichen 

Pflanzenarten der Kontrollebensräume. Dieses Ergibnis bestätigt, daß der 

teerkontaminierte Rositzer Boden weniger bioverfügbares Kupfer enthält als die 

entsprechenden Kontrollböden. 

Dieser Befund ist insbesondere für die Kartoffel interessant, da sie in der 

Ernährung der Bevölkerung eine erhebliche Rolle spielt. Der Kupfergehalt 

verschiedener Körnerarten und der Rapssamen folgen dem von Früchten, 

Gemüse und Küchenkräutern gegeben Trend, daß die auf teerbelasteten Rositzer 

Böden wachsenden Lebensmittelrohstoffe eher kupferärmer als die gleichen 

Pflanzenarten der Kontrollgebiete sind (Tab. 53). 

Sommergerste aus Rositz speicherte mehr Kupfer im Korn als die der 

Kontrollgebiete, während Rositzer Roggen signifikant weniger Kupfer enthielt. 

Weizenkörner des Lebensraumes Rositz speicherten im Trend gleichfalls weniger 

Kupfer als die der Vergleichsgebiete mit Lößauflage. Der Kupfergehalt des


Grünfutters verschiedener Spezies vom Wiesenrotklee bis zum Grünweizen im 

Schossen folgen dem bei Gemüse und Samen beschriebenen Trend. Während 

der Wiesenrotklee aus Rositz im Mittel 36 % mehr Kupfer als der der 

Kontrollgebiete speicherte, inkorporierte der Grünweizen gleichermaßen gesichert 

weniger Kupfer als der der Kontrollareale (Tab. 54) 

Tabelle 53: Der Kupfergehalt der Samen verschiedener Lebensmittelrohstoffe 

(mg Cu/kg TS) 


Lebensmittelrohstoff (n;n) s x x s 

Sommengerstekörner (3;8) 

Raps, Samen (7;9) 

Weizenkörner (21;9) 

Roggenkörner (2;8) 

0,88 

0,95 

0,85 

0,3 

69 

6,0 

3,2 

5,1 

6,6 

7,3 

3,2 

4,7 

4,8 

3,8 

0,50 

0,78 

0,91 

p 

> 0,05 

> 0,05 

> 0.05 

< 0,05 

% 

122 

100 

92 

72 

Diese Schwankungsbreite des Kupfergehaltes um ein Drittel des Mittelwertes kann 

auf Grund der geologischen Varianz des Kupfergehaltes im Boden als normal 

angesehen werden. 

Tabelle 54: Der Kupfergehalt verschiedener Wild und Kulturpflanzen (mg Cu/kg TS) 



Wiesenrotklee, Blütte (6;16) 

Weißklee, Blüte (7;20) 

Rainfarn (4;14) 

Grünmais (20;6) 

Steinklee, Blüte (4;15) 

Grünweizen(18;13) 

1,5 

4,9 

1,0 

1,4 

1,0 

2,4 

6,4 

8,4 

11 

5,7 

8,2 

7,4 

8,7 

8,7 

11 

5,2 

7,4 

5,1 

1,9 

3,1 

2,0 

0,9 

1,0 

1,7 

p 

< 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

< 0,01 

% 

136 

104 

100 

91 

90 

69 

Der pH-Wert variierte die Bioverfügbarkeit des vorhandenen Kupfers weiterhin um 

ein Drittel. Die Anhebung des Boden-pH-Wertes durch Kalkung kann die 

Pflanzenverfügbarkeit des Kupfers weiter vermindern und den Transfer dieses für 

Flora und Fauna gleichermaßen essentiellen Elementes in die Nahrungskette 

drosseln, zur Erschöpfung der Kupfervorräte beim Tier führen und zu 

Kupfermangelerscheinungen beim Wiederkäuer und insbesondere beim Schaf


bzw. seinen Lämmern führen (Anke et al 1994). Dieser Prozeß der 

Kupferverarmung wurde durch die große Schwefeldioxidemission bei der 

Energiegewinnung aus schwefelreicher Braunkohle in der Vergangenheit 

gefärdert. Schwefel ist beim Wiederkäuer einer der stärksten Kupferantagonisten. 

Die in Mitteldeutschland bei Rind und Schaf vorkommenden sekundären 

Kupfermangelerscheinungen waren und sind schwefel- und/oder 

molybdäninduziert (Anke et al 1994c,d). 

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Teerbelastung der Böden in 

Rositz keine Kupferintoxikationen auszulösen vermag. Der Glührückstand 

teerbelasteter Böden kann hinsichtlich seines Kupfergehaltes und der 

Bioverfügbarkeit seines Kupferbestandes uneingeschränkt als Rohstoff für 

Baumaterial, als Auffüllmaterial des Straßenbaues oder als Komponente zur 

Bodenbildung verwendet werden. Die auf ihm wachsende Flora reichert sich nicht 

mit Kupfer an und kann keine chronische Kupfervergiftung bei Tier und Mensch 

aulösen. Sein Einsatz zur Bodenergänzung verhindert sein hoher Bleigehalt 

(Mocanu 1988). 

3.3.5 Der Kupferverzehr erwachsener Mischköstler des Lebensraumes 


Die von Rositzer Mischköstlern beider Geschlechter im November und Dezember 

1996 verzehrte Lebensmittel- und Getränketrockensubstanz enthielt signifikant 

mehr Kupfer als die im Januar 1997 von Jenaer Mischköstler konsumierte (Tab. 

55). Dieser Befund wird nicht durch den im Winter größeren Trockenmasseverzehr 

(Anke et al. 1997), sondern wahrscheinlich durch lokale Einflüsse (z.B. 

Kupfergehalt des Trinkwassers, häuslich hergestellte Getränke) ausgelöst. Der 

Kupfergehalt des Trinkwassers Mitteldeutschlands beträgt im Mittel 12 µg/l. Die 

Rositzer Mischköstler beider Geschlechter Verzerten innerhin eine um 34% 

kupferreichere Nahrung als die Jenaer Bevölkerung. 

Die Männer aus Rositz und Jena konsumierten eine im Mittel um 16 % 

kupferärmere Trockensubstanz als die Frauen (Tab. 56). Der Unterschied blieb 

insignifikant, entspricht aber dem Trend der Testpopulationen von 1996. Die 

Männer verzehrten 1996 im Mittel eine um 14 % signifikant kupferärmere 

70


Lebensmitteltrockensubstanz als die Frauen (Anke et al 1997). Ursache dieses 

insignifikanten Minderverzehrs der Männer dürfte die Bevorzugung kupferreicherer 

Kakaoerzeugnisse durch die Frauen sein. Kakao, Schokolade und alle 

Kakaoerzeugnisse zählen neben Spargel und Kopfsalat zu den besonders 

kupferreichen Lebensmitteln (Röhrig 1998). 

Tabelle 55: Die Kupferkonzentration der von erwachsener Mischköstlern aus 

Rositz verzehrten Lebensmittel- und Getränketrockensubstanz im 

Vergleich zu einer Kontrollpopulation aus Jena (mg/kg TS) 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

8 

2,4 

3,8 

5,1 

71 

3,2 

4,3 

p < 0,001 < 0,001 

1,2 

1,8 

> 0,05 

> 0,05 

% 134 134 - 

Tabelle 56: Der Kupferverzehr erwachsener Mischköstler in Abhängigkeit vom 

Lebensraumes (mg Cu/Tag) 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

1,2 

0,80 

1,4 

1,4 

1,3 

1,6 

p > 0,05 < 0,05 

0,57 

0,88 

> 0,05 

> 0,05 

% 100 123 - 

84 

84 

93 

114 

Die Rositzer Mischköstler konsumierten von den 18 in Deutschland untersuchten 

Testpopulationen die kupferreichste Lebensmittel- und Getränketrockensubstanz 

(Anke et al 1998). 

Der individuelle Kupferbedarf der Frau von 0,6 mg/Tag und des Mannes von 0,7 

mg/Tag wird ebenso wie die individuelle Empfehlung für den Kupferverzehr, von 

0,7 bzw. 0,8 mg/Tag im Wochenmittel erreicht und wesentlich überschritten. Der 

niedrigste Kupferkonsum/Tag der Frauen betrug 0,9 mg und 1,0 mg bei den 

Männern. Der höchste Kupferverzehr erreichte 2,7 mg/Tag bei den Frauen und 2,1


mg/Tag bei den Männern. Im Mittel von Populationen empfiehlt die 

WHO/FAO/IAEA den Frauen die Aufnahme von 1,0 mg Cu/Tag und den Männern 

von 1,2 mg/Tag. Diese Empfehlung zum Kupferverzehr wird sowohl von der 

Rositzer Testpopulation als auch der Jenaer Kontrollgruppe überschritten (Tab. 

56), so daß Kupfermangelerscheinungen bei der Bevölkerung des teerbelasteten 

Lebensraumes Rositz auszuschließen sind. Trotz des signifikanten Mehrverzehrs 

an Lebensmittel- und Getränketrockenmasse durch die Männer (371 g/Tag) im 

Vergleich zu den Frauen (272 g/Tag) bestand zwischen den Geschlechtern kein 

statistisch gesicherter Unterschied im Kupferverzehr. Dieser erstaunliche Befund 

demonstriert, daß die Frauen tatsächlich kupferreichere Nahrungsmittel, wie z.B. 

Schokolade und Kakaoerzeugnisse, starker bevorzugen als die Männer. 

Der individuelle Kupferbedarf je kg Körpermasse wird von der WHO/FAO/IAEA auf 

11 µg beziffert. Diese Kupferaufnahme je Tag und Körpermasse gilt für beide 

Geschlechter und wurde sowohl von den Testpersonen des teerbelasteten 

Lebensraumes Rositz als auch den Kontrollpersonen aus Jena erreicht und im 

Mittel der Populationen um > 50% überschritten (Tab. 57). 

Tabelle 57: Die Kupferverzher erwachsener Mischköstler verschidener Lebensräume 

je Kg Körpermasse (µg/kg Körpermasse) 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

18 

11 

72 

22 

20 

18 

21 

p > 0,05 > 0,05 

7,2 

13 

> 0,05 

> 0,05 

% 91 117 - 

82 

105 

Zwischen den Testpersonen aus Jena und Rositz bestanden hinsichtlich des 

Kupferverzehres keine statistisch gesicherten Unterschiede. Auch zwischen den 

Geschlechtern existierten erwartungsgemäß keine signifikanten Differenzen. 

Die Kupferversorgung der Bevölkerung des teerbelasteten Lebensraumes 

entspricht allen Anforderungen. Eine chronische Kupferbelastung ist gleichfalls 

nicht zu erwarten. Deutschlandweit verbesserte sich das Kupferangebot der 

erwachsenen weiblichen und männlichen Mischköstler von 1988 bis 1996


hochsignifikant von 0,66 bzw. 0,83 mg/Tag auf 1,1 bzw. 1,2 mg/Tag (Anke et al. 

1997). Der Kupferverzehr erwachsener Mischköstler je kg Körpermasse und Tag 

erhöhte sich im gleichen Zeitraum von 10 bzw. 11 auf 16 bzw. 15 µg (Röhrig 

1998). 

3.4 Molybdän 


Die 16 km dicke Erdkruste enthält 1,0 bis 2,3 mg Molybdän/kg (Kabata-Pendias 

und Pendias 1992). Es steht damit in der Häufigkeitsliste der Elemente auf dem 

38. Rang. 

Im Allgemeinen gilt die Regel, daβ Verwitterungsböden des Granites, Gneises, 

Rotliegenden und des Schiefers viel Molybdän in die Nahrungskette transferieren, 

Muschelkalk- und Keuperstandorte liefern weniger (Tab. 58) (Anke et al. 1986). 

Metallurgische Prozese, Phosphatdüngung und die Verbrennung von Kohle und 

Rohöl bringen reichlich Molybdän in die Biosphäre (Anke und Glei 1993, Kabata- 

Pendias und Pendias 1992). Die Verbrennung von 3 Milliarden Tonnen Kohle/Jahr 

führt weltweit zu einer Freisetzung von 100000 Tonnen Mo/Jahr (Davis 1991). 

Kohle der verschiedensten Art kann bis zu 300 mg Mo/kg TS und Rohöl 25 mg 

Mo/l enthalten. Ihre Flugasche verteilt bis zu 60 mg Mo/kg TS (Parker 1986). 

Die Bioverfügbarkeit des Molybdäns der Böden wird im wesentlichen, aber nicht 

ausschlieβlich durch den Boden-pH-Wert bestimmt. Mit ansteigendem Boden-pH- 

Wert (pH 3 bis pH 9) steigt die Pflanzenverfügbarkeit des Molybdäns. Eisen (Fe) 

und Huminsäuren mindern die Bioverfügbarkeit des Molybdäns durch Bindung 

(Kabata-Pendias und Pendias 1992). Die Kalkung saurer Böden verbessert 

regelmäβig den Molybdänbestand der Flora. Durch Schwefeldüngung wird die 

Molybdänaufnahme der Pflanzen vermindert, während Phosphatgaben die 

Molybdänaufnahme der Pflanzen steigerten. 

Industrielle Molybdänemissionen sind häufig die Ursachen für zu hohe 

Molybdänkonzentrationen der Böden und Pflanzen. Die Flugasche der 

kohlebetriebenen Kraftwerke spielt auf Grund ihres hohen pH-Wertes und hohen 

Molybdängehaltes eine groβe Rolle bei der Aufnahme hoher Molybdänmengen 

73


durch die Pflanzenwelt. Unter diesem Aspekt war nicht auszuschlieβen, daβ es in 

dem intensiv mit Flugasche der verschiedensten Herkunft belasteten Lebensraum 

Rositz, möglicherweise auch in Verbindung mit einem hohem Molybdänanteil der 

Teerrückstandes, zu einer Molybdänbelastung gekommen sein könnte. 

Tabelle 58: Der Einfluβ der geologischen Herkunft des Standortes auf den relati- 

ven Molybdängehalt der Flora 


Granitverwitterungsböden 100 

Gneisverwitterungsböden 100 

Verwitterungsböden des Rotliegenden 96 

Schieferverwitterungsböden 88 

Moor, Torf 85 

Alluviale Auen 79 

Phyllitverwitterungsböden 73 

Buntsandsteinverwitterungsböden 67 

Löβ 67 

Syenitverwitterungsböden 63 

Diluviale Sande 62 

Geschiebelehm 61 

Muschelkalkverwitterungsböden 54 

Keuperverwitterungsböden 51 

Fp < 0,001 

Molybdänvergiftungen wurden erstmalig 1938 beim Rind beschrieben (Ferguson et 

al. 1938). Pferde von den gleichen Weiden erkrankten nicht an der Molybdänose, 

die Molybdänwirkung beim Tier artspezifisch ist. In den zusammenfassenden 

Abhandlungen von De Renzo (1953), Graupe (1965), Chappel und Petersen 

(1977) und Unterwood (1977) wird über die groβe Molybdänempfindlichkeit des 

Rindes und abgestuft des Schafes berichtet (Tab. 59). 

Pferd und Schwein vertragen wesentlich mehr Molybdän als die genannten zwei 

Wiederkäuerarten. Ratte, Kaninchen, Meerschwein und Huhn tolerieren mehr 

Molybdän als die genannten Hauswiederkäuerarten, aber weniger als das 

Schwein. Molybdänbedingte Erkrankungen wurden auch beim Maulbeerhirsch 

74


(Odocoileus hemianus) (Ward und Nagy 1977), Alaskaelch (Alces, alces gigas) 

(Flynn et al. 1977) und Rot- und Damwild (Giesel et al. 1996) beschrieben. Am 

meisten Molybdän, ohne mit Durchfall auf die Molybdängabe zu reagieren, verträgt 

offenbar die Ziege (Falke und Anke 1987). 

Tabelle 59: Toxische Wirkungen des Molybdäns 

Akute Toxizität des 

- Weidedurchfall, Molybdänose beim Rind 

Molybdäns beim Tier - 3 ppm molybdäninduzierter Kupfermangen in 

Abhängigkeit vom Kupfer- und Schwefelangebot 

Chronische Toxizität des - Skelettschäden 

Molybdäns beim Tier - Fortpflanzungsstörungen 

- Hemmung der Östrogenrezeptoraktivität 

- Libidoverlust 

- Schädigung der Interstizialzellen und des 

Keimepithels 

- Hemmung der Androgenrezeptoraktivität 

Toxische Wirkungen des - Endemische Gicht 

Molybdäns beim Menschen - Hohe Harnsäurewerte im Serum 

- Hohe Xanthindehydrogenaseaktivität in 

den Geweben 

Antagonisten -Schwefel, Kupfer, Wolfram 

Sie verzehrten Futter mit 100 mg Mo/kg TS ohne an Molybdänose zu erkranken. 

Sie absorbierten aber erhebliche Molybdänmengen und inkorporierten das 

Molybdän in allen Körperteilen. Das Blutserum akkumulierte am meisten 

Molybdän. Die Spermaqualität der Ziegenböcke wurde durch die 

Molybdänbelastung stark verschlechtert (Falke und Anke 1987). Die 

Molybdänbelastung führt neben molybdänspezifischen Belastungsymptomen 

(Fortpflanzungsstörungen bei Rindern und Ziegen) regelmäβig zu sekundären Cu- 

Mangelerscheinungen, die in der Tabelle 59 zusammengefaβt werden (Anke und 

Glei 1993). 

Molybdän wurde bereits 1953 als essentieller Bestandteil der 

Xanthindehydrogenase (Richert and Westerfeld 1953) und 1971 als Komponente 

der Sulfitoxidase identifiziert (Cohen et al. 1971). Die Essentialität der 

75


Sulfitoxidase für den Menschen konnte bei > 100 Patienten sichergestellt werden, 

denen durch einen Gendefekt bedingt dieses Protein fehlt oder der funktionsfähige 

Molybdänkofaktor nicht zur Verfügung steht (Irreverre et al. 1967, Mudd et al. 

1967, Johnson et al. 1976, 1995, 1997). In der Tabelle 60 sind die klinischen 

Symptome und die Stoffwechselstörungen in Verbindung mit dem 

Sulfitoxidasemangel zusammengefaβt. 

Tabelle 60: Klinische Symptome und Stoffwechselstörungen in Verbindung mit 

Sulfitoxidasemangel (Johnson 1997) 

Klinische Symptome - Plötzliche Anfälle 

- Mentale Retartion 

- Linsenverschiebungen 

- Gehirnatrophie 

- Tod bis zum Alter von vier Jahren 

Stoffwechselstörungen - Sulfit erhöht 

- Sulfat vermindert 

- Thiosulfat erhöht 

- S-Sulfocystein erhöht 

- Taurin erhöht 

- Xanthin erhöht 

- Hypoxanthin erhöht 

- Harnsäure vermindert 

Weitere Einzelheiten über andere molybdänabhängige Enzyme teilt Tabelle 61 mit. 

Bei der Ziege war es möglich mit molybdänarmen semisynthetischen Rationen (24 

μg Mo/kg Futter) nach vielfacher intrauteriner Molybdänerarmung die 

verschiedene Molybdänmangelsymptome zu induzieren. Im einzelnen handelte es 

sich um die Drosselung des Futterverzehrs und Wachstums (intrauterin und 

postnatal), verminderte Fortpflanzungsleistungen, erhöhte Abortraten, hohe 

Lämmersterblichkeit, herabgesetze Lebenserwartung (Anke und Risch 1989). 

Für die Flora sind die Molybdänenzyme Nitratreduktase und Nitrogenase von 

besonderer Bedeutung. Sie katalysieren Vorgänge, die für den globalen 

Stickstoffkreislauf von besonderer Bedeutung sind. Molybdän ist für das 

Pflanzenwachstum notwendig. Die Molybdänenzyme der Pflanze (Nitrogenase, 

76


Nitratreduktase) sind an den Schlüsselreaktionen bei der Bindung des Stickstoffs 

durch Mikroben und seiner Verwertung durch höhere Pflanzen entscheidend 

beteiligt. Molybdän ist somit auch für Pflanzen essentiell. Luzerne mit einem 

Molybdängehalt von 100 bis 300 µg/kg TS reagiert auf Molybdängaben mit einem 

signifikant höheren Proteingehalt (Anke et al. 1963). Symptome eines 

Molybdänmangels wurden bei > 50 verschiedenen Arten beschrieben (Allaway 

1977, Bergmann 1992). Die Molybdänmangelsymptome der Leguminosen 

entsprechen denen des Stickstoffmangels. 

Tabelle 61: Molybdänabhängige Enzyme 

Enzyme Quelle Prostetische 

Gruppen 

Nitrogenase 

Nitratreduktase 

Nicotinicsäurehydroxylase 

Purine Hydroxilase 

CO Dehidrogenase 

Formatdehydrogenase 

Xanthindehydrogenase 

Aldehydoxidase 

Sulfitoxidase 

Mikroorganismen 

Pflanzen, Mikroorganismen 

Bakterien 

A. nidulans 

Bakterien 

Bakterien 

Mikroorganismen, Pflanzen, 

Tiere 

Tiere 

Bakterien, Pflanze, Tiere 

FAD = Flavin Adenin Dinucleotide; MPT = Molybdopterin 

77 

Fe/S 

FAD, Hänn, MPT 

Fe/S, MPT 

FAD, Fe/S,Se, MPT 

FAD, Fe/S, MPT 

Se, Fe/S, MPT 



Hänn, MPT 

Beim Tier kann Wolfram (W) als Molybdänantagonist eingesetzt werden. Es 

hemmt die Molybdänaufnahme, den Molybdäntransport und den Molybdäneinbau 

in die Targetproteine für dieses Protein (Anke et al. 1983). Die Wolframproteine 

können die Aufgaben der Molybdänenzyme nicht übernehmen. Andererseits 

bestehen zwischen Molybdän und Wolfram viele Ähnlichkeiten. Beide Elemente 

benutzen einen identischen Cofaktor, der in Molybdänenzymen identifiziert und als 

Molybdopterin bezeichnet wurde (Abb. 10). Kleine, aber markante Unterschiede 

zwischen den zwei Metallen induzieren signifikante Unterschiede in ihren 

Funktionen (Johnson 1997).


Der Molybdänbedarf der Wiederkäuer wurde auf < 100 μg Mo/kg Futter-TS 

festgelegt. Monogastrische Arten kommen mit weniger Molybdän aus. (Anke et al. 

1983). Für den erwachsenen Menschen wurden 25 μg Mo/Tag als Bedarf kalkuliert 

(Anke et al.1988) und von Turnlund et al. (1993) mit 22 μg/Tag bei jungen 

Erwachsen bestimmt (Anonym 1996). 

H 2N 

HN 

O 

N 

H N 

H N 

SH 

HO 

SH 

C 

= 

CH2OPO3 H 

Abbildung 10: Struktur des Molybdopterins, der organischen Komponente des 

Molybdän- und Wolfram-Kofaktors 

Aufgabe der Untersuchungen wa es, den Einfluß der Teerkontamnination in 

Lebensraum Rositz auf den Molybdäntransfer in die Nahrungskettedes Menschen 

in Verbindung mit Flugascheemissionen Transfer und den möglichen pH-Wert- 

Veränderungen im Boden zu verfolgen und Schlußfolgerungen für die Ernährung 

von Tier und Mensch in diesem Lebensraum abzuleiten. Außerdem mußte die 

Bioverfügbarkeit des Molybdäns im Glührückstand geprüft und seine Eignung als 

Bodenergänzungskomponente intersucht werden. 

3.4.2 Der Molybdängehalt der Böden des teerbelasteten Rositzer Lebensraumes 

3.4.2.1 Die Molybdänkonzentration des Bodens auf sechs Rositzer Werks 

standorten 

Die auf sechs verschiedenen Werksstandorten bis zu einer Tiefe von > 4 m 

entnommenen Bodenproben enthielten im Mittel sehr unterschiedliche 

Molybdänmengen (Tab. 62). 

78


Tabelle 62: Der Molybdängehalt teerbelasteten Bodens verschiedener Standorte 

desTeerverarbeitungswerkes Rositz (mg/kg TS) 

Standort in Werk (n) x s % 

1 (4) 

2 (6) 

3 (5) 

4 (4) 

5 (4) 

6 (4) 

1,63 

1,03 

0,78 

0,41 

0,39 

0,39 

79 

1,59 

0,79 

0,56 

0,09 

0,17 

0,14 

insgesamt (27) 0,78 0,86 

Fp > 0,05 

209 

132 

100 

53 

50 

50 

Ihre Molybdänkonzentration variirte zwischen 0,39 und 1,63 mg/kg TS. Der 

Molybdänbestand dieser Bodenproben entspricht dem des Lößes, welher der 

weltweit 0,4 bis 3,3 mg Mo enthält (Wells 1960, Kubota 1975, Kabata-Pendias 

1979, Ure et al. 1979, Liu et al. 1983). Der Boden verschiedener Werksstandorte 

der Teerfabrik enthält damit normale Molybdänmengen, die sich im unteren 

Bereich der normalen Molybdänkonzentration des Lößes bewegen. 

3.4.2.2 Die Molybdänkonzentration des Bodens unterschiedlicher 

Bodenhorizonte auf dem Werksgelände 

Der Oberboden (0-1 m Tiefe) speicherte im Mittel der sechs Fabrikstandorte am 

meisten Molybdän (Tab. 63). Er enthielt im Mittel 1,10 mg Mo/kg. Mit zunehmender 

Entnahmetiefe sank der Molybdänanteil bis auf 0,34 mg Mo (3 bis 4 m Tiefe). 

Tiefer genommene Bodenproben enthielten mit 0,70 mg/kg wieder mehr 

Molybdän. Alle Unterschiede blieben jedoch insignifikant. Möglicherweise nehmen 

die Pflanzenwurzeln bis zu dieser Tiefe das Molybdän auf und transportieren es zu 

den oberirdischen Pflanzenteilen, welche es nach dem Absterben der Flora im 

Oberboden anreichern. 

-


Tabelle 63: Der Molybdängehalt Teerkontaminierten Bodens unterschiedlicher 

Horizonte im Teerverarbeitungswerkes Rositz (mg/kg TS) 


0-1m (9) 

1- 2m (5) 

2- 3m (5) 

3- 4m (4) 

> 4 m (4) 

1,10 

0,95 

0,42 

0,34 

0,70 

80 

1,17 

1,03 

0,16 

0,14 

0,68 

Mittel (27) 0,78 0,86 - 

Fp >0,05 - 

100 

86 

38 

31 

64 

3.4.2.3 Die Molybdänkonzentration teerkontaminierter und thermisch 

dekontaminierter Böden des Werksgeländes 

Der Glührückstand des dekontaminierten Bodens enthält etwa die fünffache 

Molybdänmenge wie der teerbelastete Boden (Tab. 64). 

Tabelle 64: Der Molybdängehalt des teerbelasteten Bodens und seines 

Glührückstandes nach der thermischen Dekontamination (μg/kg TS) 

belastet dekontaminiert 

n;n s x x s p % 

27;6 0,86 0,78 3,78 0,70 < 0,001 488 

Die Verbrennung der organischen Masse des teerkontaminierten Bodens führte 

demnach zu einer Molybdänanreicherung. Dieser Befund zeigt, daβ Teer, Humus 

und organische Bodenbestandteile mehr Molybdän speichern als die anorganische 

Matrix des Lößes. 

Cumakov (1989) kam bei seiner Spezifikation des Molybdäns im Boden zu 

ähnlichen Befunden. Kubota (1977) fand in amerikanischem Löβ bis zu 6,4 mg 

Mo/kg TS; Lehm- und Tonböden speicherten in Polen bis zu 6,0 mg Mo/kg TS und 

in den USA bis 17,8 mg Mo/kg TS; Rendzinen aus China akkumulierten bis zu


7,35 mg Mo/kg TS. Eisenreicher Boden kann gleichermaβen sehr viel Molybdän 

(10 bzw. 17 mg/kg TS) inkorporieren (Murray 1981; Quiping et al.1984; Riadney 

1964). 

3.4.2.4 Die Molybdänkonzentration der in den Gefäßversuchen verwendeten 

Böden 

Der für die Gefäßversuche verwendete Boden (Tab. 65) enthielt sehr 

unterschiedliche Molybdänmengen. 

Der am Versuchsende (nach dem Anbau von Hafer, Senf und Spinat) einen 

Boden- pH-Wert von 4,94 aufweisende Kontrollboden enthielt mit 0,89 mg Mo/kg 

TS am wenigsten Molybdän. 

Tabelle 65: Der Molybdängehalt der im Gefäβversuch verwendeten Böden (mg/kg TS) 

Bodenart x s % 1) 

Kontrollböden 

Kontaminierte Böden 

Dekontaminierte Böden 

50 % kontaminierte Boden + 50 % Kontrollboden 

50 % Dekontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden 

81 

0,89 

1,43 

2,84 

1,01 

2,37 

0,15 

0,43 

0,20 

0,13 

0,22 

KGD 0,43 - 

1) Kontrollboden × 100% 

100 

161 

319 

113 

266 

Ihm folgt der Mischboden aus Kontroll- und kontaminierten Boden mit 1,01 mg 

Mo/kg TS und einem Boden-pH-Wert von 6,24. 

Der teerkontaminierte Boden aus Rositz speicherte mit 1,43 mg Mo/kg TS mehr 

Molybdän als der Kontrollboden und wies mit 6,86 einen fast neutralen pH-Wert 

auf. Der Glührückstand und sein Mischboden besaßen den hochsten 

Molybdängehalt und Boden-pH-Wert. Er betrug zu Versuchbeginn pH 13. 

Der pH-Wert des in den fünf Versuchsvarianten verwendeten Bodens ist für die 

Molybdänaufnahme der Pflanzen und damit für den Molybdäntransfer von


besonderer Bedeutung. Mit zunehmendem Boden-pH-Wert verbessert sich die 

Bioverfügbarkeit des Molybdäns für die Flora. 


teerbelasteten Rositzer Böden und seines Glührückstandes auf 

den Molybdäntransfer in der Nahrungskette 

3.4.3.1 Hafer 

Der auf dem alkalischen Glührückstand und dem Mischboden aus Kontrollerde 

und Glührückstand wachsende Hafer enthielt hochsignifikant mehr Molybdän als 

der auf Kontrollboden, Rositzer Boden und Mischboden beider Komponenten 

angebaute Hafer (Tab. 66). 

Tabelle 66: Der Molybdängehalt des Hafers unterschiedlich teerbelasteter Böden 

(mg Mo/kg TS) 


Kontrollboden 

Kontaminierte Boden 

Dekontaminierte Boden 

50 % Kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden 


82 

0,36 

0,78 

8,82 

0,58 

8,32 

0,04 

0,26 

2,67 

0,05 

0,65 

KGD 1,3 - 

100 

217 

2450 

161 

2311 

Der Molybdänbestand des Hafer folgt damit dem Boden-pH-Wert. Der 

Glührückstandes bzw. Mischboden mit Glührückstand ermöglichte dem Hafer, 

seinen Molybdänbestand um das > 20 fache zu steigern. Der Molybdängehalt des 

Hafers auf dem sauren Kontrollboden unterschritt den für Molybdänmangelerscheinungen 

bei Nichtleguminosen beschriebenen Grenzwert von 0,03 bis 0,15 

mg Mo/kg TS aber in keinem Fall (Bergmann und Cumakov 1977). 

Der für Luzerne beschriebene Grenzwert von 0,30 mg Mo/kg TS (Anke et al. 1963) 

wurde gleichfalls im Mittel überschritten. Molybdänmangel kann demzufolge bei 

dem auf sauren Boden gewachsenen Hafer ausgeschlossen werden. Der 

phytotoxische Grenzwert für Gramineen von 100 bis 200 mg Mo/kg TS wird durch 

die Nutzung des Glührückstandes ebenfalls nicht erreicht (Kluge 1983). Viel mehr


kann der Verzehr des Grünhafers in der Rispe bei verschiedenen 

Wiederkäuerarten (Rind, Damwild, Rotwild) (Anke et al. 1960, Falke und Anke 

1987, Geisel et al. 1996) Molybdänose und sekundären Cu Mangel auslösen. 

3.4.3.2 Senf 

Der Molybdängehalt des Senfes von Glührückstand der teerkontaminierten 

Rositzer Böden war mit 12 mg/kg TS gleichfalls auβerordentlich hoch und ist für 

molybdänempfindliche Spezies gefährlich. Der Mischboden aus Glührückstand 

und Kontrollboden erzeugte Senf mit einem noch mehr als zehnfachen 

Molybdängehalt im Vergleich zu dem auf Kontrollboden wachsenden (Tab. 67). 

Tabelle 67: Der Molybdängehalt des Senfes unterschiedlich teerbelasteter Böden 

(mg/kg TS) 


Kontrollboden 

Kontaminierte Boden 

Dekontaminierte Boden 

50 % Kontaminierter Boden+50 % Kontrollboden 

50 % Dekontaminierter Boden + 50% Kontrollboden 

83 

0,48 

1,22 

12 

0,87 

5,50 

0,06 

0,39 

1,0 

0,10 

1,11 

KGD 1,2 - 

100 

254 

2598 

181 

1146 

Der Senf des sauren Kontrollbodens akkumulierte bedarfsdeckende 

Molybdänmengen. Molybdänmangel ist auch beim Anbau von Senf auf dem 

teerkontaminierten Boden von Rositz keinesfalls zu erwarten. Veränderungen des 

Boden pH-Wertes (Versauerung) können diese Aussage relativieren. 


Der Spinat der auf dem bereits durchwurzelten und mit organischen 

Wurzelmassen des Hafers bzw. Senfes angereicherten (pH auf 8,3 vermindert) 

wurden Glührückstand wurden verfünffachte seinen Molybdänbestand im 

Vergleich zum Kontrollboden (Tab. 68). Der teerkontaminierte Boden erzeugte 

gleichfalls einen molybdänreichen Spinat.


Tabelle 68: Der Molybdängehalt des Spinates unterschiedlich belasteter Böden 

(mg/kg TS) 


Kontrollboden 

Kontaminierter Boden 

Dekontaminierter Boden 

50 % Kontaminierter Boden + 50 % Kontrollboden 


84 

0,29 

0,85 

1,73 

0,55 

1,73 

0,06 

0,12 

0,95 

0,06 

0,25 

KGD 0,75 - 

100 

287 

586 

186 

585 

Die Normalisierung des Boden-pH-Wertes, welche beim Spinatanbau durchaus 

nicht abgeschlossen war, führte schon zu einer beträchtlichen Abnahme des 

Molybdäntransfers in diesen Flora. Die Molybdänanreicherung im Spinates ist für 

den Menschen nicht gefährlich. Grüne Bohnen, Petersilie und Kopfsalat enthalten 

als Normalwert mehr Molybdän als der Spinat auf dem Glührückstand (Anke et al. 

1983). Eine Molybdänbelastung des Menschen durch den Anbau von Gemüse auf 

Boden mit Glührückstandsergänzung kann bei den heutigen 

Einkaufsgewohnheiten ausgeschlossen werden. Bei ausschlieβlicher Nutzung 

glührückstandsergänzter Böden zur Futtererzeugung ist zumindest bis zur 

Erreichung eines neutralen Boden-pH-Wertes mit Molybdänose und sekundären 

Cu-Mangel bei Rindern zu rechnen. 

3.4.4 Der Molybdängehalt verschiedener Wild- und Kulturpflanzen des 


Erstaunlicherweise enthielten die in unmittelbarer Nähe der Teerseen in Schreberund 

Hausgärten angebauten Früchte, Gemüsearten und Küchenkräuter im Mittel 

weniger Molybdän als die der Kontrollgebiete (Tab. 69). Rositzer Birnen 

speicherten als einzige Kultur sogar signifikant weniger Molybdän als 

Kontrollbirnen vergleichbarer Löβböden nordwestlich von Erfurt. 

Alle anderen Unterschiede im Molybdängehalt der Gartenkulturen waren zufällig. 

Die gefundenen Molybdänkonzentrationen der Früchte, des Gemüses und der 

Küchenkräuter bewegten sich in dem von Anke et al. (1993) beschrieben


Normalbereich. Eine Molybdänbelastung des Menschen durch Gartenkulturen ist 

in Rositz nicht zu erwarten. 

Tabelle 69: Der Molybdängehalt von Früchten, Gemüse und Gewürzen aus Kon- 

trollgebieten und dem teerbelasteten Lebensraum Rositz (μg Mo/kg TS) 


Lebensmittel (n;n) s x x s 

Birnen (2;7) 



Kartoffeln (24;14) 



Äpfel (25;15) 

Gurken (16;7) 




Porree (7;7) 

66 

1253 

1506 

357 

213 

2219 

123 

663 

2178 

123 

2074 

368 

159 

1274 

964 

576 

521 

3750 

136 

1752 

4628 

253 

2703 

608 

85 

73 

881 

699 

436 

413 

2987 

112 

1567 

4328 

245 

3387 

950 

31 

442 

306 

191 

114 

1542 

44 

512 

2745 

154 

2241 

365 

p 

< 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0.05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

% 

46 

69 

73 

76 

79 

80 

82 

89 

94 

97 

125 

156 

Der Molybdängehalt der in die menschliche Ernährung eingehenden Samen von 

Raps und verschiedenen Getreidearten (Rogen, Weizen, Sommergerste) aus 

Rositz und Kontrollgebieten unterschied sich gleichfalls nur insignifikant (Tab. 70). 

Sie speicherten in Vergleich zu den von Anke et al. (1983) mitgeteilten 

Molybdänwerten für Getreide normale Molybdänkonzentrationen. Eine Gefärfdung 

von Tier und Mensch durch Getreide und Getreideerzeugnisse aus Rositz kann 

gleichermaßen ausgeschlossen werden. 

Der Molybdänanteil des Viehfutters ist auf Grund der Molybdänosegefährdung und 

des sekundären Cu-Mangels durch zu viel Molybdän bei Rind, Dam- bzw. Rotwild 

und dem Schaf von besonderer Bedeutung (Tab. 71).


Tabelle 70: Der Molybdängehalt der Samen verschiedener Pflanzenarten der 

Kontrollgebiete und des teerbelasteten Lebensraumes Rositz (μg 

Mo/kg TS) 


Art (n;n) s x x s p % 

Raps (7;9) 

Roggen (2;18) 

Weizen (25;9) 

Sommergerste (3;10) 

102 

39 

228 

49 

409 

624 

444 

263 

86 

402 

625 

493 

312 

119 

306 

147 

138 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

Tabelle 71: Der Molybdängehalt verschiedener Futter- und Wildpflanzen (μg Mo 

/kgTS) 



Mais; Milchreife (20;6) 

Rainfarn; Blüte (4;14) 

Wiesenrotklee, Blüte (7;20) 

Weißklee; Blüte (7;20) 

Steinklee; Blüte (4;15) 

Weizen; Schossen (24;14) 

460 

263 

312 

1722 

1412 

409 

455 

616 

788 

1589 

2649 

892 

432 

659 

3055 

2731 

4063 

874 

109 

1173 

1457 

1560 

2406 

461 

p 

> 0,05 

> 0,05 

< 0,01 

> 0,05 

> 0,05 

> 0,05 

98 

100 

110 

187 

% 

95 

107 

387 

172 

153 

98 

Alle ”Grünfutterpflanzen” aus Rositz, einschlieβlich der molybdänreichen 

Leguminosen, Weiβ- und Steinklee, lieferten normale Molybdänmengen. Eine 

Molybdänosegefahr für das Rind vertret in Rositz nicht. 

Der Molybdängehalt der Wild- und Kulturpflanzen des Lebensraumes Rositz ist 

normal. Von ihm gehen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit keine 

Gefahren für Tier und Mensch aus. Die Nutzung des Glührückstandes der 

teerkontaminierten Böden zur Bodenergänzung relativiert diese Aussage bis zum 

Erreichen eines neutralen bzw. schwach sauren Boden-pH-Wertes.


3.4.5 Der Molybdänverzehr erwachsener Mischköstler des Lebensraumes 


Die Molybdänkonzentration der von erwachsenen Mischköstlern aus Rositz und 

Jena verzehrten Lebensmittel- und Getränketrockensubstanz unterschied sich 

nicht (Tab. 72). Dieses Ergebnis war aufgrund der vorangegangenen 

Untersuchungen zu erwarten. 

Tabelle 72: Die Molybdänkonzentration der von erwachsenen Mischköstlern ver- 

zehrten Nahrungsmitteltrockensubstanz (μg Mo/kg TS) 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

315 

218 

87 

324 

269 

241 

255 

p > 0,05 > 0,05 

% 83 106 

66 

183 

< 0,05 

> 0,05 

Erstaunlicherweise konsumierten die Jenaer Männer eine signifikant 

molybdänärmere Trockenmasse als die Frauen. Dieser Befund ist bei 14 

Mischköstler-Testpopulationen einmalig und kann nicht erklärt werden. Im Mittel 

der 14 Testkollektive bestand hinsichtlich der von beiden Geschlechtern 

verzehrten Trockenmasse kein statistisch gesicherter Unterschied (Holzinger 

1998). Mannschaft bestand dieser Einfluβ auch nicht. Er existierte auch nicht im 

Mittel der Testkollektive von 1996, wo die Frauen 291 (s 220) und die Männer 368 

(s 137) µg Mo/kg TS konsumierten. 

Sowohl die Testpopulation aus Rositz als auch das Kontrollteam nahmen 

bedarfsdeckende Molybdänmengen auf (Tab. 73). Die Jenaer Testmannschaft 

verzehrte die vierfache Menge, die Rositzer etwa die dreifachemenge des 

Molybdänbedarfes von 25 µg/Tag. 

Im Tagesmolybdänkonsum bestand kein geschlechtsabhängiger Unterschied, 

zwischen Mann und Frau, der normalerweise aus dem gröβeren 

Trockenmasseverzehr der Männer resultiert (Anke et al. 1997). 

- 

74 

95


Tabelle 73: Die Molybdänaufnahme erwachsener Mischköstler in Abhängigkeit 

vom Lebensraum (μg Mo/Tag) 



Jena 1996 (70;70) 

Rositz 1996 (49;49) 

125 

71 

115 

73 

88 

101 

94 

p < 0,05 > 0,05 

% 63 93 

33 

71 

p 

> 0,05 

> 0,05 

- 

% 

88 

129 

Die Jenaer Frauen aβen signifikant mehr Mo als die Rositzer. Bei den Männern 

bestand der gleiche Trend, die Differenz blieb aber ungesichert. Im Mittel aller 

Testpopulationen verzehrten die Frauen 1996 85 und die Männer 95 μg Mo/Tag. 

Dieser Molybdänverzehr liegt zwischen dem der beider Geschlechter aus Jena 

und Rositz. Der Molybdänverzehr je kg Körpermasse der Probanden aus Rositz 

und Jena bringt keinen weiteren Erkenntnisgewinn (Tab.74). 

Tabelle 74: Der Molybdänverzehr erwachsener Mischköstler verschiedener 

Lebensräume je kg Körpermasse (μg Mo/kg Körpermasse) 


Standort (n) s x x s 

Jena 1996 (70:70) 

Rositz 1996 (49:49) 

2,1 

1,1 

1,8 

1,0 

1,3 

1,2 

p < 0,05 > 0,05 

0,42 

1,0 

p 

> 0,05 

> 0,05 

% 56 92 - 

% 

72 

120 

Die Frauen aus Rositz verzehrten 1,0 μg/kg Körpermasse und unterschieden sich 

damit signifikant von denen aus Jena. Bei den Männern beider Testpopulationen 

bestanden keine Unterschiede im Molybdänkonsum. Im Mittel aller Testperioden 

und Personen betrug der Molybdänkonsum 1,1 μg/kg Körpermasse und Tag. 

Damit konnte nachgewiesen werden, daß es in Rositz 1996 keine 

Molybdänbelastung beim Menschen gab.


Zussammenfassend wird festgestellt, daß der Glührückstand auf Grund seines 

höherem pH-Wertes und Molybdängehaltes viel Molybdän in die Pflanzenwelt 

abgab. Dieses Futter kann bei Schafen Molybdänose und sekundären 

Kupfermangel auslösen. Die Gefahr nimmt jedoch mit der Normalisierung des 

Boden-pH-Wertes im Laufe der Humusbildung ab. Der Molybdänverzher der 

Frauen und Männer von Rositz war normal und unbedenklich. 

89


4 Diskussion der Ergebnisse und Schlußfolgerungen 

Der erstaunliche Befund, daß auf teerkontaminierten Rositzer Werksboden 

wachsender Spinat im Gefäßversuch ebenso wie die Tagesduplikate der Rositzer 

weniger von den 16 untersuchten polyzyklischen aromatischen 

Koklenwasserstoffen (Summe der EPA-PAK) enthielten als auf Kontrollboden 

wachsender Spinat und die Duplikate der Jenaer Kontrollprobanden zwang zu 

neuen Überlegungen hinsichtlich der Ursachen gegebener gegesundheitlichen 

Risiken für die artsansässige Bevölkerung. In der Zwischenzeit zeigte auch die 

Analyse des Bienenhonigs aus dem Rositzer Lebensraum, daß in ihm, im 

Vergleich zum Kontrollhonig nur der Naphthalin-, Acenaphten- und Benzo-(a) 

anthracengehalt statistisch gesicherte rhöht war (Hentschel 1997). Alle anderen 

PAK zeigten keine gesicherten lokalen Unterschiede. Auch Scheidt-Illing und Erler 

(1996) wiesen zwischenzeitlich darauf hin, daß keine aktuell erhöhten PAK- 

Expositionen bei den ehemaligen Arbeitnehmern Sanierern und der Bevölkerung 

von Rositz bestehen. Andererseits kommt es darauf an die in Rositz lagernden 

gewaltigen Altlasten simvoll zu entsorgen und eventuell einer weiteren Nutzung zu 

zuführen. Dieser Aspekt wird noch dadurch verstarkt, daß das Gelände um das 

ehemalige Teerverarbeitungswerk und seine Teerseen und Abraumhalden intensiv 

landwirtschaftlich und gärtnerisch genutzt wird. Das Eindringen von Schadstoffen 

in die Nahrungsketten von Pflanze, Tier und Mensch ist dadurch nicht nur möglich, 

sondern in großen Umfang warscheinlich. 

Die Dekontamination des teerbelasteten Bodens war und ist in Rositz geboten, um 

eine Revitalisierung dieses Lebensraumes zu erreichen (Sedlacek et al. 1996). Die 

termische Schadstoffbeseitigung ist neben der mikrobiologischen Bodensanierung 

(Voigt et al. 1996) nur eine von verschiedenen Verfahren zur 

Schadstoffbeseitigung. Sie bietet die Möglichkeit den anfallenden Glührückstand 

einer simvollen Zweitnutzung als wertvoller Baustoffzuschlag und als Schotter zu 

zuführen, wenn er frei von schädlichen Bestandteilen ist, keine Interaktionen mit 

Stoffen auslöst, die für Flora, Fauna und den Menschen essentiel sind. Die 

Aufgabe der vorliegenden Untersuchungen war es dies bei vier Schwermetallen 

dem Mangan, Zink, Kupfer und Molybdän zu prüfen. Für ihre 

Pflanzenverfügbarkeit und damit ihr Eindringen in die Nahrungskette ist neben der 

Menge ihres Vorkommens im Boden, die sich durch das Glühen erheblich 

90


verändern kann, der Boden-pH-Wert von besonderer Bedeutung. Im 

teerbelasteten Lebensraum ist der Boden-pH-Wert natürlicherweise auf Grund 

seiner geologischem Herkumft und möglicherweise auch durch Ascheemissionen 

der Industrie schwach sauer bis neutral. Der im Gefäßversuch verwendete 

teerbelastete, Rositzer Boden besaß nach dem Anbau von Hafer, Senf und Spinat 

im Mittel einem pH-Wert von 6,9 und sein Glührückstand von 8,3. Die 

Schwankungsbreite des Boden.pH-Werte war außerordentlich klein (6,8 - 7,0 bzw. 

8,2 - 8,4). Die thermische Dekontamination des Bodens erhöhte den pH-Wert des 

Glührückstandes auf 13. Er verminderte sich durch die Wurzelrückstände und 

Wurzelausscheidungen von Hafer, Senf und Spinat auf 8,3 innerhalb einer 

Vegetationszeit. Die Regeneration des Glührückstandes zu einen bodenähnlichen 

Substrat erfolgt demnoch relativ rasch. 

4.1 Mangan 

Die termische Dekontamination des teerbelasteten Boden erhöhte den 

Manganbestand des Glührückstandes um etwa ein Drittel im Vergleich zum 

teerbelasteten Ausgangsmaterials (Tab.75). 

Tabelle 75: Der Mangangehalt von Kontrollboden, Rositzer Boden und seines 

Glührückstandes bzw. des auf ihnen wachsenden Spinates (mg/kg 

TS) 

Parameter Kontroll- 

Boden 

Rositzer 

Boden 

Glührückstand 

91 

KGD Rositz % 1) Glührückstand 

% 1) 

Boden 

498 274 364 40 56 74 

Spinat 339 28 86 69 8 25 

1) Kontrollboden × 100%, Rositz bzw. Glührückstand × 100% 

Der Manganbestand des Kontrollbodens lag mit 489 mg/kg, ebenso wie der 

Rositzer Teerboden mit 274 mg/kg und sein Glührückstand (364 mg/kg) in der 

normal geologisch bedingten Bandbreite des Bodenmangangehaltes von 270 bis 

525 mg/kg (Kabata-Pendias und Pendias 1992). Auf Grund seines niedrigen 

Mangananteiles und des neutralen bzw. alkalischen pH-Wertes war der 

Mangantransfer aus dem teerbelasteten boden und seinem Glührückstand 

eingeschränkt und führte zur Dörrfleckenkrankheit bei dem


manganmangelempfindlichen Hafer. Der Spinat auf dem Rositzer Boden bzw. 

seines Glührückstand speicherte nur ein Zehntel bzw. Viertel der Manganmenge, 

die im Spinat des Kontrollböden gefunden wurde. Die Revitalisierungsfähigkeit des 

Glührückstandes zeigte sich auch in dem höherem Mangangehalt des auf ihm 

wachsenden Spinates. Die Flora des Rositzer Lößgebietes ist im Vergleich zu der 

anderer Lößgebiete generell manganarm, wie sich auch an der Kartoffel dieser 

Gebiete zeigte (Tab. 76). 

Sie enthielt etwa ein Viertel weniger Mangan als die anderer vergleichbarer 

Lebensräume. Auch die Mischköstler aus Rositz verzerten im Mittel veniger 

Mangan als die des Kontrollgebietes, ohne daß es dadurch bei ihm ein 

Mangandefizit auftaIhr Manganbedarf ist befriedigt. Der Glührückstand des 

Rositzer Bodens kann hinsichtlich seines Manganbestandes zu Baumaterial 

verarbeitet, um Straßenbau verwendet werden. 

Tabelle 76: Der Mangangehalt der Kartoffel und der Manganverzehr erwachsener 

Mischköstler des Kontrollgebietes und teerbelasteten Lebensraumes 

(mg/kg TS bzw. mg/Tag) 

Parameter 

Kartoffeln 

Männer 


s x x s p % 

5,6 

1,3 

7,6 

3,4 

5,6 

2,7 

92 

1,3 

1,1 

> 0,05 

< 0,01 

Rinder und Geflügel dieses Lebensräumes bedürfen auch natürlicherweise der 

Manganergänzungen über ihre Mineralstoffgemische. Das Auftreten der 

Dörrfleckenkrankheit bei manganmangelempfindlichen Arten (Hafer, Zuckerrüben, 

Erbsen) im Rositzer Lebensraum ist möglich. 

4.2 Zink 

Der Rositzer Boden und sein Glührückstand sind im Vergleich zum Kontrollboden 

extrem mit Zink angereichert. Ihr Zinkgehalt übersteigt dem anthropogen 

unbelasteter Böden, deren Zinkanteil sich zwischen 17 und 125 mg/kg bewegt, 

erheblich (Tab. 77). 

74 

79


Der auf den zinkreichen Böden wachsende Spinat enthielt zwar hohe, aber dem 

des Kontrollbodens vergleichbare Zinkmengen. Eine Gefährdung von Tier und 

Mensch durch ein zu reichlisches Zinkangebot ist nicht gegeben, wie die Analyse 

verschiedener Pflanzenarten generell und der Kartoffel im besonderen zeigte 

(Tab.78). Die verzehrsfähigen, geschälten Kartoffeln enthielten sogar weniger Zink 

als die der Kontrollareale. Lediglich der blattreiche Porree des Rositzer 

Lebensraumes enthielt signifikant mehr Zink als der des Kontrollgebietes. 

Tabelle 77: Der Zinkgehalt von Kontrollboden, Rositzer Boden und seines Glührückstandes 

bzw. des auf ihnen wachsenden Spinates (mg/kg TS) 


Boden 

Boden 

Spinat 

102 

611 

Rositzer 

Boden 

289 

355 

Glührück 

-stand 

93 

1484 

767 

KGD Rositz% Glührück 

-stand % 

116 

143 

283 

58 

1455 

126 

Der Zinkverzehr der Mischköstler aus Rositz war sogar niedriger als der, der 

Kontrollpersonnen und entsprach nicht den Zinkverzehrempfelungen der 

WHO/FAO/IAEA bei einer normalen Bioverfügbarkeit des Zinks. 

Trotzt der anthropogenen Zinkanreicherung im Oberboden des Rositzer Teerwerkes und 

seines Glührückstandes es zu keiner bedenklichen Zinkanreicherung in der Nahrungskette. 

Der Zinkverzehr der Mischköstler war niedrig und ergänzungsbedürftig. 

Tabelle 78: Zinkgehalt der Kartoffel und Zinkverzehr erwachsener Mischköstler 

des Kontrollgebietes und teerbelasteten Lebensraumes (mg/kg TS 

bzw. mg/Tag) 

Parameter 

Kartoffeln 

Männer 


s x x s 

7,0 

2,8 

17 

9,1 

15 

7,2 

1,3 

1,9 

p 

> 0,05 

< 0,001 

Der Glührückstand teerkontaminierter Böden kann zu Baumaterial und als 

Schotter zum Straßenbau genutzt werden. Eine Gefährdung von Pflanze, Tier und 

Mensch durch seinen hohen Zinkgehalt kann auf Grund seiner bescheidenen 

Pflanzenverfügbarkeit ausgeschlossen werden. 

% 

88 

78

4.3 Kupfer 


Ähnlich dem Zink wird auch Kupfer bei einem mehr sauren Boden-pH-Wert besser 

von den Pflanzen aufgenomme als bei einem neutralem. Der normale 

Kupfergehalt schwankt geologisch bedingt zwischen 6 und 30 mg/kg Boden. Löß 

zählt zu den kupferreichen Böden, so daß der Kupferbestand des Lößes im 

teerbelasteten Werksgelände und seines Glührückstandes als normal bezeichend 

werden kann (Tab.79). Der Glührückstand reicherte sich durch die 

Teerverbrennung mäßig mit Kupfer an und machte dieses durch seinen 

alkalischen pH-Wert weniger pflanzenverfügbar, wie der Kupfergehalt des Spinats 

nach weist, obwohl die Differenz in Kupferanteil des Spinates der Bodenvarianten 

nicht statistisch gesichert sind. 

Tabelle 79: Der Kupfergehalt von Kontrollboden, Rositzer Boden bzw. seines 

Glührückstandes und des auf ihnen wechsenden Spinates (mg/kg TS) 


Boden 

Boden 

Spinat 

14 

23 

Rositzer 

Boden 

22 

15 


94 

32 

9,0 

KGD Rositz % Glührück 

-stand 

1,9 

- 

157 

65 

229 

39 

Auf Rositzer Löß wachsende Kulturpflanzen enthielten wechselnde 

Kupfermengen. Gurken, Schnittbohnen, Kartoffeln (Tab. 80). Roggenkörner und 

Grünweizen speicherten signifikant weniger Kupfer als die gleichen Arten des 

Kontrollgebietes. In Gegensatz zum lokalen Kupfergehalt der Flora aßen die 

Mischköstler aus Rositz eine signifikant kupferreichere Nahrung. Sie verzehrten 

von allen zwanzig Testpopulationen Deutschlands die kupferreichste Lebensmittelund 

Getränke-trockenmasse (Anke et al. 1998) Deutschlands, ohne daß dafür eine 

Erklärung gegeben werden kann. 

Der thermisch dekontaminierte Glührückstand kann hinsichtlich seines 

Kupferbestandes zu Baumaterial und Schotter verwendet werden.


Tabelle 80: Der Kupfergehalt der Kartoffel und der Kupferverzehr erwachsener 

Mischköstler des Kontrollgebietes und teerbelasteten Lebensraumes 

(mg/kg TS bzw. mg/Tag) 

Parameter 

Kartoffeln 

Männer 

4.4 Molybdän 


s x x s 

3,2 

23 

6,4 

15 

95 

4,2 

9,0 

1,2 

- 

p 

< 0,05 

< 0,05 

% 

66 

123 

Im Gegensatz zu Mangan und abgeschwächt Zink und Kupfer erhöht sich die 

Pflanzenverfügbarkeit mit steigendem Boden-pH-Wert weit enthalten die 

geologisch unterschiedlich entstandenen Böden 0,02 bis 17 mg Mo/kg. Im Mittel 

können 1,3 bis 2,8 mg/kg oder etwa 1,8 mg Mo/kg als durchschnittlicher 

Molybdänbestand deklariert werden (Kabata-Pendias und Pendias 1992). 

Der neutrale Boden-pH-Wert des Rositzer Teerboden und der alkalische seines 

Glührückstandes beginstigsten neben seines großeren Molybdänbestand die 

Molybdänaufnahme des Spinates und verdrei- bis versechfachten seinen 

Molybdängehalt signifikant (Tab.81). 

Tabelle 81: Der Molybdängehalt von Kontrollboden, Rositzer Boden bzw. seines 

Glührückdtandes und des auf ihnen wachsenden Spinates (mg/kg TS) 


Boden 

Boden 

Spinat 

0,89 

0,30 

Rositzer 

Boden 

1,43 

0,85 


2,84 

1,73 

KGD Rositz Glührückstand 

0,43 

0,75 

161 

283 

319 

577 

Davon ist noch keine Gesundheitsgefährdung von Tier und Mensch abzuleiten, 

wie der Molybdänanteil der Wild- und Kulturpflanzen des Kontrollgebietes und von 

Rositz zeigten. Die Majorität der Arten aus Rositz speicherten weniger Molybdän 

als die Kontrollpflanzen, wie auch der Molybdängehalt der Kartoffel belegt 

(Tab.82).


Tabelle 82: Der Molybdängehalt der Kartoffel und der Molybdänverzehr 

erwachsenener Mischköstler des Kontrollgebietes und teerbelateten 

Lebensraumes mg/kg TS bzw. mg/Tag) 

Parameter Kontrollgebiet Rositz 

Kartoffln 

Männer 

s x x s 

0,357 

0,033 

0,576 

0,101 

96 

0,436 

0,094 

0,191 

0,071 

p 

> 0,05 

> 0,05 

Lediglich Wiesenrotklee aus Rositz akkumulierte mehr Molybdän als der des 

Kontrollgebietes. Der höhere Molybdängehalt des Glührückstandes ist nicht 

bedenklich. Er ist hinsichtlich seines Molybdänbestanden auch als Baustoff und 

Schotter geeignet. Er eignet sich auf Grund seines hohen Bleianteiles jedoch nicht 

als Bodenzuschlagstoff (Mocanu 1988). 

Der teerbelastete Rositzer Boden und sein Glührückstand können auf Grund ihres 

hohen pH-Wertes Manganmangelerscheinungen bei manganmangelempfindlichen 

Pflanzenarten auslösen. Auch der Transfer von Zink und Kupfer in die 

Nahrungskette ist einigesckränkt, während die Pflanzenverfügbarkeit des 

Molybdäns pH-Wert-bedingt besser ist. 

Der Glührückstand des dekontaminierten Bodens ist hinsichtlich seines Mangan-, 

Zink-, Kupfer- und Molybdänanteiles als Rohstoff für Baumaterial und Schotter für 

Straßenbau universell geeignet. Seine Nutzung als Bodenzuschlagstoff verbietet 

sein hoher Bleigehalt (Mocanu 1998). 

% 

76 

93


5 Zusammenfassung 

Aufgabe der Arbeit war es die lokale Versorgung bzw. Belastung der 

Nahrungskette mit den lebensnotwendigen Spurenelementen Mangan, Zink, 

Kupfer und Molybdän in Rositz zu untersuchen und Verwendungs möglichkeiten 

des Glührückstandes nach der thermischen Dekontamination des teerbelasteten 

Bodens zu ergründen. Der thermische Dekontamination der Teerboden hinterlaßt 

einen Glührückstand der mit Schwermetallen angereichert ist. Ihr Transfer in der 

Nahrungschete bis zum Mensch war bisher unbekannt. 

Mangan 

• Der teerbelastete Boden von Rositz ist nicht mit Mangan kontaminiert. Bis in 2 

m Tiefe enthielt er aber insignifikant mehr Mangan als in der darünter 

liegenden Bodenhorizonte. Die thermische Dekontamination erhöhte den 

Manganbestand des Glührückstandes um ein Drittel in Vergleich zum 

teerbelasteten Ausgangsmaterial. 

• Der niedrige Mangangehalt des teerreichen Rositzer Bodens verursachte in 

Verbindung mit seinem neutralen Boden-pH-Wert die Dörrfleckenkrankheit 

beim Hafer und führte zum Absterben. Hafer, Senf und Spinat teerbelasteter 

Rositzer Böden speicherte 5,26 bzw. 8% der Manganmenge, die in den 

Pflanzen des Kontrollbodens gefunden wurden. Das Wachstum den 

angebauten Pflanzenarten normalisierte sich bis zur dritten Kultur. Der pH- 

Wert des dekontaminierten Glührückstands sank von 13 auf 8,3 nach dem 

dritten Vegetationsperiode. 

• Kultur- und Wildpflanzen des teerbelasteten Rositzer Lebensraumes 

speicherten generell weniger Mangan als vergleichbar Kontrollpflanzen. Beim 

Rind ohne Mangnergänzung des Futters muß mit 

Manganmangelerscheinungen gerechnet werden. 

97


• Erwachsene Mischköstler aus Rositz verzehrten 1996 etwa ein Viertel bis ein 

Zink 

Drittel weniger Mangan als vergleichbare Kontrollpersonen. Manganmangel ist 

bei ihm jedoch nicht zu erwarten. 

• Der teerbelastete Rositzer Oberboden ist stellenweisen anthropogen 

umfangreich mit Zink belastet. Mit zunehmende Tiefe der Bodenhorizonte 

nimmt sein Zinkgehalt ab. Die termische Dekontamination verdreizehnfachte 

seinen Zinkbestand. 

• Trotz des hohen Zinkanteiles der teerbelasteten Rositzer Böden und seines 

Glührückstandes enthielt der auf ihnen wachsende Hafer, Senf und Spinat 

signifikant weniger Zink als auf die Kontrollboden wachsenden drei 

Pflanzenarten. Der relativ hohe pH-Wert des Bodens verhindert den 

Zinktransfer in die Flora. 

• Der Zinkgehalt der Kultur- und Wildpflanzen aus Rositz entsprach dem der 

Kontrollpflanzenarten. In Rositz kommt es trotz der Zinkbelastung des 

Werksbodens nicht zu einer Zinkanreicherung in der Nahrungskette des 

Menschen. 

• Die erwachsenen Mischköstler aus Rositz konsumierten 33 bzw. 22% weniger 

Zink/Tag als die Kontrollpersonen aus Jena. Ihr Zinkverzehr entspricht trotz der 

stellenweisen Zinkanreicherung im Oberboden nur marginal den Empfehlungen 

der WHO. Eine Zinkerganzung der Nahrung des Mensch erscheint nicht 

notwendig, könnte aber bei landwirtschaftlischen Nutztieren geboten sein. 

Kupfer 

• Eine Kupferanreicherung in den teerbelasteten Böden von Rositz wurde nur auf 

einen Standort in mäßigen Umfang festgestellt. Mit zunehmender 

Bodenentnahmetiefe sank sein Kupferbestand insignifikant. Die termische 

Dekontamination vervierfachte ihn. 

98


• Der auf Rositzer Boden und seinem Glührückstand wachsende Hafer, Senf und 

Spinat enthielt, wahrscheinlich auf Grund seines neutralen bzw. basichen pH- 

Wertes weniger Kupfer als die entsprechenden Pflanzenarten auf 

Kontrollboden. Die Unterschiede blieben insignifikant. 

• Der Kupfergehalt der Kultur- und Wildpflanzen aus Rositz schwankt 

insignifikant um die Kupferkonzentrationen der Kontrolltflanzen. Lediglich 

Schnittbohnen, Gurken, Kartoffeln, Roggenkörner und Grünweizen speicherten 

statistisch gesichert weniger Kupfer als die Kontrollpflanzen. 

• Miscköstler beider Geschlechter aus Rositz aßen im Mittel mehr Kupfer als 

andere Testpopulationen Deutschlands. Die Ursachen des reichlichen 

Kupferverzehrs sind ursächlich unbekannt. 

Molybdän 

• Der Molybdengehalt des teerbelasteten Rositzer Bodens ist normal. Er bewegt 

sich in der Bandbreite des natürlichen Molybdängehaltes. Die thermische 

Dekontamination vervielfachte seinen Molybdänteil. 

• Der neutrale bzw. basische pH-Wert im Rositzer Boden und seines 

Glührückstandes vervielfachte den Molybdänbestand von Hafer, Senf und 

Spinat teilweise auf Mengen, die beim Rind als Konsumenten dieses Futters 

Molybdänose erwarten lassen. 

• Im Gegensatz zum Hafer, Senf und Spinat in Gefäßversuch enthielten von den 

untersuchten Kultur- und Wildpflanzen nur der Weisenrotklee statistisch 

gesichert mehr Molybdän als die Kontrollpflanzen. 

• Weibliche und männliche Miscköstler aus Rositz aßen im Mittel weniger 

Molybdän als die Kontrollpersonen aus Jena. Ihr Molybdänbedarf wurde 

befriedigt. Eine Molybdänbelastung war nicht gegeben. 

99


Vervendung des Glührückstandes 

Der thermische dekontaminierte Boden kann hinsichtlich seines Mangan-, Zink-, 

Kupfer und Molybdengehaltes als Rohstoff für Baumaterial und als Schotter für 

den Straßen-bau, jedoch nicht Bodenergänzungsmittel verwendet werden. Sein 

hoher Bleigehalt verbietet letzteres. 

100

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Dr. AURORA DANIELA NEAGOE Universitatea din ... - CESEC

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