Bodenkunde Vorlesungsskript Sose 2009

1. Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 1

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung

2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 2

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung 2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

3. Abtrag von Boden anthropogen induzierte Wind-, Wassererosion, Massenversatz am Hang z.B. durch Straßenbau induziert, Umlagerungen in und an offenen Gewässern

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 3

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung 2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

3. Abtrag von Boden anthropogen induzierte Wind-, Wassererosion, Massenversatz am Hang z.B. durch Straßenbau induziert, Umlagerungen in und an offenen Gewässern

4. Ent- und Bewässerung von Böden Trockenlegen von Mooren, Drainagemaßnahmen, Nassreisanbau, Bewässerungskanäle

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 4

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung 2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

3. Abtrag von Boden anthropogen induzierte Wind-, Wassererosion, Massenversatz am Hang z.B. durch Straßenbau induziert, Umlagerungen in und an offenen Gewässern

4. Ent- und Bewässerung von Böden Trockenlegen von Mooren, Drainagemaßnahmen, Nassreisanbau, Bewässerungskanäle

5. Düngung organisch, mineralisch, ökologische Relevanz, gasförmige Verluste, NO3-Auswaschung, Aggregierung

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 5

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung 2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

3. Abtrag von Boden anthropogen induzierte Wind-, Wassererosion, Massenversatz am Hang z.B. durch Straßenbau induziert, Umlagerungen in und an offenen Gewässern

4. Ent- und Bewässerung von Böden Trockenlegen von Mooren, Drainagemaßnahmen, Nassreisanbau, Bewässerungskanäle

5. Düngung organisch, mineralisch, ökologische Relevanz, gasförmige Verluste, NO3-Auswaschung, Aggregierung

6. Kontamination von Böden Stäube, Säuren, Metalle, Salze, Pflanzenschutzmittel, organische Verbindungen, Radionuklide, Gase, Wärme

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 6

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung 2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

3. Abtrag von Boden anthropogen induzierte Wind-, Wassererosion, Massenversatz am Hang z.B. durch Straßenbau induziert, Umlagerungen in und an offenen Gewässern

4. Ent- und Bewässerung von Böden Trockenlegen von Mooren, Drainagemaßnahmen, Nassreisanbau, Bewässerungskanäle

5. Düngung organisch, mineralisch, ökologische Relevanz, gasförmige Verluste, NO3-Auswaschung, Aggregierung

6. Kontamination von Böden Stäube, Säuren, Metalle, Salze, Pflanzenschutzmittel, organische Verbindungen, Radionuklide, Gase, Wärme

7. Bodenüberformung und -versiegelung künstlicher Bodenauftrag/-abtrag; technogene Substrate, häufig kontaminiert

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 7

Veränderungen oder Belastungen von Böden 1. Bodennutzung 2. Bearbeitung und Verdichtung von Böden Kulturmaßnahmen, Melioration

3. Abtrag von Boden anthropogen induzierte Wind-, Wassererosion, Massenversatz am Hang z.B. durch Straßenbau induziert, Umlagerungen in und an offenen Gewässern

4. Ent- und Bewässerung von Böden Trockenlegen von Mooren, Drainagemaßnahmen, Nassreisanbau, Bewässerungskanäle

5. Düngung organisch, mineralisch, ökologische Relevanz, gasförmige Verluste, NO3-Auswaschung, Aggregierung

6. Kontamination von Böden Stäube, Säuren, Metalle, Salze, Pflanzenschutzmittel, organische Verbindungen, Radionuklide, Gase, Wärme

7. Bodenüberformung und -versiegelung künstlicher Bodenauftrag/-abtrag; technogene Substrate, häufig kontaminiert

8. Deponierung von Abfällen (Art und Menge) ganz neue Gruppe von Böden; Müll, Schlämme, Bauschutt etc.; Reduktosole; häufig kontaminiert

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 1 8

2. Anthropogene Böden • natürliche Böden, die z.B. durch Bearbeitung verändert werden bis hin zu einer Zerstörung der ursprünglichen Horizontierung, • anthropogen umgelagertes Natursubstrat • als auch künstliche Substrate, z.B. Bauschutt, Mülldeponieböden, Schlackenböden, Klärschlämme, Hafenschlämme,
technogene Substrate

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 1

Horizontbezeichnungen E Plaggenboden, Gras- und Heideplaggen (E von Esch) R Mischhorizont entstanden durch Rigolen, d.h. tiefgr. Melioration

Y durch Reduktgase geprägt j

anthropogen umgelagertes Natursubstrat, kombinierbar mit H, A, C, S, G und Y

y anthropogen umgelagertes künstliches Substrat (z.B. Bauschutt), kombinierbar mit lC, mC, xC, G und Y

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 2

Rigosol R-Ap / R / C-Profil; z.B. Weinberge, Auen, Heidekulturboden, Moore, bis > 10 dm tief; oft turnusmäßig Rigosol aus Cyrenemergel (Teritär)

Aufn.:Schwertmann Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 3

Böden und Landbau:

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 4

Rigosol R-Ap / R / C-Profil; z.B. Weinberge, Auen, Heidekulturboden, Moore, bis > 10 dm tief; oft turnusmäßig Rigosol (Tiefpflug-Profil nach alter Sandmischkultur)

Aufn.: H.H. Becher, W. Schäfer, Emsland

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 5

Plaggenesch Ah / E / II...-Profil; Ah + E ≥ 4dm

Plaggenesch aus Geschiebesand

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 6

Kolluvisol Ah / M / II...-Profil; mit oder ohne Schichtwechsel; teils anthropogen bedingt; Ah + M ≥ 4dm Kolluvisol über fossiler Braunerde aus Rissmoräne

Aufn.:Schwertmann Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 7

Substratgliederung: technogene Substrate

Hauptkomponentengruppe

Komponentengruppe

Bauschutt

Siedlungs- und Gewerbebauschutt Bauschutt des Straßenbaus (Asphaltaufbruch)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 8

Substratgliederung: technogene Substrate

Hauptkomponentengruppe

Komponentengruppe

Bauschutt

Siedlungs- und Gewerbebauschutt Bauschutt des Straßenbaus (Asphaltaufbruch)

Schlacken

Hochofenschlacken Stahlwerksschlacken Metallhüttenschlacken Gießereischlacken

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 9

Substratgliederung: technogene Substrate

Hauptkomponentengruppe

Komponentengruppe

Bauschutt

Siedlungs- und Gewerbebauschutt Bauschutt des Straßenbaus (Asphaltaufbruch)

Schlacken

Hochofenschlacken Stahlwerksschlacken Metallhüttenschlacken Gießereischlacken

Aschen

Steinkohlekraftwerksaschen Braunkohlekraftwerksaschen Müllverbrennungsaschen

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 10

Substratgliederung: technogene Substrate

Hauptkomponentengruppe

Komponentengruppe

Bauschutt

Siedlungs- und Gewerbebauschutt Bauschutt des Straßenbaus (Asphaltaufbruch)

Schlacken

Hochofenschlacken Stahlwerksschlacken Metallhüttenschlacken Gießereischlacken

Aschen

Steinkohlekraftwerksaschen Braunkohlekraftwerksaschen Müllverbrennungsaschen

Bergematerial und Kohle/Kohleprodukt

Bergematerial Kohle/Kohleprodukte

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 11

Substratgliederung: technogene Substrate

Hauptkomponentengruppe

Komponentengruppe

Bauschutt

Siedlungs- und Gewerbebauschutt Bauschutt des Straßenbaus (Asphaltaufbruch)

Schlacken

Hochofenschlacken Stahlwerksschlacken Metallhüttenschlacken Gießereischlacken

Aschen

Steinkohlekraftwerksaschen Braunkohlekraftwerksaschen Müllverbrennungsaschen

Bergematerial und Kohle/Kohleprodukte

Bergematerial Kohle Kohleprodukte

Müll

Hausmüll Sperrmüll

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 12

Substratgliederung: technogene Substrate

Hauptkomponentengruppe

Komponentengruppe

Bauschutt

Siedlungs- und Gewerbebauschutt Bauschutt des Straßenbaus (Asphaltaufbruch)

Schlacken

Hochofenschlacken Stahlwerksschlacken Metallhüttenschlacken Gießereischlacken

Aschen

Steinkohlekraftwerksaschen Braunkohlekraftwerksaschen Müllverbrennungsaschen

Bergematerial und Kohle/Kohleprodukte

Bergematerial Kohle Kohleprodukte

Müll

Hausmüll Sperrmüll

Schlämme

Schlämme der Wasseraufbereitung und Gewässerunterhaltung (Klärschlämme) Industrieschlämme

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 13

Metalle Mittelwerte und Spannbreiten der Cadmiumgesamtgehalte natürlicher und technogener Substrate im Ruhrgebiet 0

1

2

mg kg-1 3 4 5

6

7

8

Löss (geogen) (n=10) Sand (geogen) (n=18) Rindenmulch (n=5) Laubkompost (n=4) Bauschuttgemenge (n=16) Hochofenschlacke (n=8) Wälzofenschlacke (n=12) Rostasche-Steinkohle (n=11) Haldenberge (n=60) Klärschlämme (n=8) Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 14

Urbane Böden: Veränderung der Ökosphäre in einer Großstadt

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 15

Böden städtisch-industrieller Verdichtungsräume Einige Merkmale neu entstandener urbaner Böden Urbane Böden können

Folgen können sein

– durch Substrataufträge vielseitig sein

– hohe Skelettgehalte (Stein-, Kies-, Grusgehalte)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 16

Böden städtisch-industrieller Verdichtungsräume Einige Merkmale neu entstandener urbaner Böden Urbane Böden können

Folgen können sein

- durch Substrataufträge vielseitig sein

- hohe Skelettgehalte (Stein-, Kies-, Grusgehalte)

– technogene Substrate enthalten, wie Bauschutt, Asche, Schlacken

– hohe Carbonatgehalte und dadurch hohe pH-Werte

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 17

Böden städtisch-industrieller Verdichtungsräume Einige Merkmale neu entstandener urbaner Böden Urbane Böden können

Folgen können sein

- durch Substrataufträge vielseitig sein

- hohe Skelettgehalte (Stein-, Kies-, Grusgehalte)

- technogene Substrate enthalten, wie Bauschutt, Asche, Schlacken

- hohe Carbonatgehalte und dadurch hohe pH-Werte

– mit Schadstoffen durch Immissionen und aus belasteten Substraten angereichert sein auch als Bauschutt, Müll und Schlämme

– hohe C-(Humus)Gehalte, toxische Schadstoffgehalte

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 18

Urbane Böden

Häufigkeit (%)

Häufigkeitsverteilung der pH-Werte im Oberboden von Böden unterschiedlicher Genese im Ruhrgebiet 40

Böden natürlicher Genese

30 20 (n=43)

10 0

2

3

4 5 6 7 8 pH-Wert (0-30 cm Tiefe)

9

10

Hiller & Meuser 1998 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 19

Urbane Böden Häufigkeitsverteilung der pH-Werte im Oberboden von Böden unterschiedlicher Genese im Ruhrgebiet

Böden natürlicher Genese

20

(n=43)

Häufigkeit (%)

10 0

Böden technogener Substrate

40

(carbonatfrei/arm)

30 20

(n=24)

10 0

2

3

4 5 6 7 8 pH-Wert (0-30 cm Tiefe)

9

10

Hiller & Meuser 1998 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 20

Urbane Böden Häufigkeitsverteilung der pH-Werte im Oberboden von Böden unterschiedlicher Genese im Ruhrgebiet

Böden natürlicher Genese

20

(n=43)

10 0 Böden technogener Substrate (carbonatfrei/arm)

30

Häufigkeit (%)

20 (n=24)

10 0

Böden technogener Substrate

40

(carbonathaltig/alkal.) carbonathaltig/alkal.)

30 20 (n=34)

10 0

2

3

4 5 6 7 8 pH-Wert (0-30 cm Tiefe)

9

10

Hiller & Meuser 1998 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 21

Urbane Böden: Schwermetallgehalte Tiefenverlauf der Blei- und Zinkgehalte in einem Auftragsboden aus Metallhüttenschlacke über Bergematerial über quartären Sanden in Oberhausen 0

Konzentration (mg kg-1) 1000 2000

3000

0 Tiefe (cm) 50

100

150

Pb (EDTA) Zn (EDTA) Gesamt-Pb Gesamt-Zn Zn: phytotoxisch >200mg kg-1 Pb: phytotoxisch >35mg kg-1

200 Hiller & Meuser 1998 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 22

Urbane Böden: Böden entlang von Verkehrsstraßen Böden neben einer Strasse (Bernauer Strasse in Berlin W)

pH (CaCl2)-Werte; elektrische Leitfähigkeit des Bodensättigungsextraktes als Maß für den Salzgehalt

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 23

Urbane Böden: Wasserspeicherung Wasserspeicherung (Feldkapazität) eines natürlichen Bodens aus Löss (BraunerdePseudogley) und eines mit Bauschutt, Asche und Bergematerial angereicherten, benachbarten Bodens (Technopararendzina) in Oberhausener Braunerde aus Rissmoräne Wasserspeicherung Vol % Braunerde - Pseudogley Technopararendzina Tiefe 70 60 50 40 30 20 10 Grusund

Wasserspeicherung

Stein-

Vol. %

gehalt 0%

cm

10 20 30 40

- 20

20 40 60 80 100 Grus- und Steingehalt

- 40

%

- 60 - 80 - 100

Wasserspeicherung

- 120

Vol. %

- 140 - 160 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 24

Versiegelung: Auf versiegelter Fläche

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 25

Versiegelung: Auf versiegelter Fläche hohe Pflanzen und Bodenverdunstung

geringer Oberflächenabfluß

gute Grundwasser Neubildung

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 26

Urbane Böden: Bodenversiegelung Versiegelungsgrad städtischer Nutzungen %-Anteil der Versiegelungs

0

20

40

60

80

100

Parks / Friedhöfe Kleinsiedlungsgebiete Einfamilienhäuser (freistehend) Reihenhäuser Stadthäuser Zeilenbauten Blockrandbebauung Blockbebauung / Stadtkern Industrie- / Gewerbegebiete Verkehrsflächen (Pietsch 1985) Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 27

Bodenversiegelung und Grundwasserneubildung Grundwasserneubildung bei unterschiedlichen Flächennutzungen und Versiegelungsmaterialien 240 Grundwasserneubildung

200

mm

160

– Betonverbundsteinen – Gras-Betonsteinen – Mosaik-Pflaster mit Verdunstungsschutz

– Pflastersteinen – Mosaik-Pflaster (konventionell)

120 80 40 0

– Kunststeinen Winterhalbjahr 1981/82 Sommerhalbjahr 1982

>30 10-20 <10 % Fugenanteil Zunahme der Versiegelung

(Renger et al. 1987) Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 28

Bodenversiegelung und Grundwasserneubildung Grundwasserneubildung bei unterschiedlichen Flächennutzungen

240 Grundwasserneubildung

200 Acker Grünland

mm

160 Nadelwald

120 80 Winterhalbjahr 1981/82 Sommerhalbjahr 1982

40 0

70

65 100 nFKwe / mm

nFKwe = nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum

(Renger et al. 1987) Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 29

Bodenversiegelung und Grundwasserneubildung Grundwasserneubildung bei unterschiedlichen Flächennutzungen und Versiegelungsmaterialien

Grund-

240 Winterhalbjahr 1981/82 Sommerhalbjahr 1982

wasser-

200 Acker

neubildung

Flächen mit – Betonverbundsteinen – Gras-Betonsteinen – Mosaik-Pflaster mit Verdunstungsschutz

Grünland

160

– Pflastersteinen – Mosaik-Pflaster (konventionell) Nadelwald

mm

120 – Kunststeinen

80 40 0

70

65 100 nFKwe / mm

>30

10-20 <10 Fugenanteil Zunahme der Versiegelung

nFKwe = nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum (Renger et al. 1987) Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 2 30

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Urlandschaft

Sequoid-Moor

MyricaceenCyrillaceen-Moor

Nyssa-Taxodium- Iimnotelmatisches Sumpfwald „Ried“

Moorsee

Naturlandschaft

Grundwasserstand

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 31

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Naturlandschaft

Grundwasserstand

Kulturlandschaft

Grundwasserstand

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 32

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Kulturlandschaft

Grundwasserstand

Bergbaulandschaft

Entwässerung

Grundwasserstand

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 33

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Bergbaulandschaft

Entwässerung

Grundwasserstand

Bergbaulandschaft

Tagebauaufschluss

Grundwasserstand

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 34

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Bergbaulandschaft

Tagebauaufschluss

Grundwasserstand

Bergbaulandschaft

Abbau und Innenverkippung

Grundwasserstand

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 35

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Bergbaulandschaft

Tagebauaufschluss

Grundwasserstand

Bergbaulandschaft

Tagebau beendet

Grundwasserstand

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 36

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Bergbaulandschaft

Tagebau beendet

Grundwasserstand

Bergbaufolgelandschaft

rekultivierter Tagebau

Grundwasserstand

Ackerbau

Erholung

Siedlung Ackerbau

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Waldbau / Ackerbau

Ackerbau

Obstbau

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 37

Industrielle Nutzung: Von der Urlandschaft zur Bergbaufolgelandschaft Urlandschaft

Sequoid-Moor

MyricaceenCyrillaceen-Moor

Nyssa-Taxodium- Iimnotelmatisches Sumpfwald „Ried“

Bergbaufolgelandschaft

Moorsee

rekultivierter Tagebau

Grundwasserstand

Ackerbau

Erholung

Siedlung Ackerbau

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990

Waldbau / Ackerbau

Ackerbau

Obstbau

Kap7-Anthropogen beeinflusste Böden 38

3. Erosion Bodenerosion durch Wasser

Bodenerosion durch Wind

Quelle: http://www.hassenpflug.geographie.uni-kiel.de/data/bodenerosion.shtml Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 1

Abtrag von Böden durch Wasser Bodenerosion durch Regenwasser Zwei entscheidende Teilprozesse spielen beim Abtrag eine Rolle: Ablösungund und2.Transport 2.Transport 1.1.Ablösung 1. Ablösung • Luftsprengung • Dispergierung • Splash oder Plansch-Wirkung -> Zerteilung, Verteilung durch kinetische Energie der Regentropfen (abhängig von der Niederschlagsintensität!)

Quelle: Richter, 1998

Durch den Splash-Effekt abgelöstes Feinmaterial kann vom Oberflächenabfluss abtransportiert werden. Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 2

Abtrag von Böden durch Wasser 2.Transport • Plansch- oder Splash-Effekt auf geneigten Flächen: in Spritztröpfchen enthaltener Boden wird weiter hangabwärts als -aufwärts transportiert => Nettotransport hangabwärts • Abflusstransport (Oberflächenabfluß) ist wesentlich effektiver, tritt ein:

- bei Wassersättigung des Bodens - wenn das auftreffende Niederschlagswasser nicht schnell genug infiltrieren kann - Folge: Feinmaterial lagert sich in einer dünnen Sedimentschicht an der Bodenoberfläche ab => Versiegelung der Poren (Verschlämmung) => die Bodenoberfläche verliert zunehmend ihre Fähigkeit Wasser aufzunehmen => oberflächlicher Abfluss

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 3

Abtrag von Böden durch Wasser Verschlämmung + Oberflächenabfluß

Regentropfen schlagen mit grosser kinetischer Energie auf → Zertrümmern der Bodenaggregate

Aggregatteilchen verstopfen die Makroporen → Infiltration wird unterbunden → Oberflächlicher Abfluss

Zunahme der Niederschlagsintensität

Niederschlag versickert in Boden

Wasser dringt in Bodenaggregate ein

→ gewisse Wurmarten legen mehr oder weniger senkrechte Gänge an und haben somit wichtige Bedeutung für die Infiltration

→ Aggregate quellen

Quelle: www.baselland.ch/docs/bud/boden/fotos.htm Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 4

Abtrag von Böden durch Wasser Formen der Wassererosion kleinflächige Verspülungen

Rillen und Rinnen linienhafter Abtrag

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 5

Abtrag von Böden durch Wasser Abtrag Loslösen von Bodenmaterial durch Regentropfenaufprall oder Oberflächenabfluss

Transport Oberflächenabfluss führt abgetragene Bodenpartikel mit sich

Sedimentation Transportiertes Bodenmaterial wird bei Abnahme der Hangneigung abgelagert

Flächenhafte Erosion Durch Verschlämmung oder Versiegelung → Unterbindung der Infiltration → Oberflächlicher Abfluss als feiner Wasserfilm, vor allem am Hangfuss sowie zwischen Rillen Rillenerosion Zunahme des Oberflächenabflusses mit Hanglänge → Ansammlung in Rillen (z.T. schon vor- gebildete Vertiefungen, z.B. Fahrspuren) Lineare Erosion in bis zu 10cm tiefen Rillen Rinnenerosion Oberflächenabfluss in bis zu 30 cm tiefen Furchen Grabenerosion Ansammlung in Furchen tiefer als 30 cm

Quelle: www.baselland.ch/docs/bud/boden/fotos.htm

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 6

Abtrag von Böden durch Wasser Faktoren, die die Erosion beeinflussen -

Intensität des Regens

Vegetationsschutz (Höhe, Fläche -> Jahreszeit) Hangneigung und Einzugsgebiet Bodentyp und Bodenart (Löss, Schluff bes. gefährdet, auch Feinsand) - Landnutzung durch den Menschen

Fazit: Bedeckung des Bodens in Jahreszeiten mit hohen Niederschlägen hemmt Bodenerosion durch Regenwasser

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 7

Erosion: Abtrag von Böden Folgen Verringerung des Wasserspeicherraums Verarmung an Nährstoffen und Humus Verkürzung der Fließ- und Filterstrecke bis zum Grundwasser

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 8

Schutzmassnahmen gegen Bodenerosion Feldeinteilung und Konturbearbeitung Längere Seite des Feldes sowie die Bodenbearbeitung parallel zu den Höhenlinien → Verringerung des Oberflächenabflusses

Abflussmulden Oberhalb und innerhalb des Feldes zur Ableitung von Oberflächenabfluss

Fruchtfolgen Anbauwechsel mit erosionshemmenden Kulturen wie Raps oder Grünland Filterstreifen Innerhalb und unterhalb des Hanges mit Gras- oder Gebüschvegetation → Verringerung des Oberflächenabflusses und Rückhalt des mitgeführten Materials

Mulchsaat Pflanzenreste werden auf Feld gelassen → Boden ist nach der Ernte gegen Regentropfen und oberflächlichen Abfluss geschützt

Kalkung Bodenaggregate werden stabilisiert → Verbesserung der Infiltration, Verhinderung der Verschlämmung

Konservierende Bodenbearbeitung Konservierende Bodenbearbeitung, z.B. mit Grubber Verzicht auf Pflug

Quelle: www.baselland.ch/docs/bud/boden/fotos.htm

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 9

Abtrag von Böden durch Wind Mobilisierung von Bodenpartikeln in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit Teilchendurchmesser (µm) Windgeschwindigkeit (m/s)

5-10 10-20 20-50 50-150 150-250 1000

17

10

6

4

5

11

2000 Feinkies

16

18-25

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 10

Abtrag von Böden durch Wind Faktoren der Erodierbarkeit durch Wind • Boden: abhängig von Körnung, Humusgehalt und Krustenbildung, besonders gefährdet sind entwässerte Moore • Witterung: abhängig von Windgeschwindigkeit und Komplex aus Niederschlag, Luftfeuchte und Verdunstung (steuern Feuchte der Bodenoberfläche), damit auch Abhängigkeit von Jahreszeiten und Großwetterlagen • Vegetation: verringert bodennahen Wind, filtert Partikel • Relief: abhängig von Rauhigkeit (Ackerrelief), Feldlänge und Feldgrenzen

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 11

Abtrag von Böden durch Wind Folgen • Auswehung

-

Verlust an feinen Bodenpartikeln samt Nähstoffe Beeinflussung der Austausch- und Wasserkapazität Schäden der Wurzeln Köpfen von Bodenprofilen (Ah-Horizonten) Steigerung der künftigen Erodierbarkeit (durch Wasser)

• Akkumulation in Lee-Lagen

- Pflanzenüberdeckung - Strukturverschlechterung - unerwünschte Nährstoffe, Schadstoffe und Pflanzenschutzmittel

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 12

Minderung der Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Dichte der Hecke

Winschutzanlage

100 % des Freilandwindes

Windrichtung

80

Laubholz im Winter lockerer Schutzstreifen

60 mittlere Dichte des Schutzstreifens

40 20

dichter Schutzstreifen

0

10

0 10 20 Vielfaches der Schutzstreifenhöhe

30

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 13

Abtrag von Böden durch Wind Schutz • Hecken • Nord-Süd-Ausrichtung der Felder - quer zur Hauptwindrichtung • ackerbauliche Maßnahmen - konservierende Bodenbearbeitung (z.B. Grubbereinsatz ohne Pflügen) setzt die Gefahr der Auswehung herab und wirkt gleichzeitig dem Verlust an organischer Substanz entgegen - Möglichst ganzjährige Feldbedeckung (Vegetationsdecke oder Mulch)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 3 14

4. Bodenverdichtung - Ursachen - Prozesse - Folgen - Meliorationsmöglichkeiten

Quelle: http://katalog.dornbirn.at/cup/Z103/diashow/4214.jpg Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 1

Bodenverdichtung: Ursachen Einlagerungsverdichtung: Natürlicher, pedogener Prozeß, Bodenteilchen werden von perkolierendem Wasser aus ihrer ursprünglichen Lage entfernt, in den Grobporen transportiert und in tieferen Bereichen des Bodens wieder abgelagert. ⇒ Verlagerung von Stoffen aus dem Oberboden (A-Horizont) ⇒ Einlagerung in den Unterboden (B-Horizont) Verlagert werden z.B. Ton, Humus und Fe-/Al-Oxiden, vorwiegend in gefüge-labilen Böden (schluffig, sandig, humusarm und kalkarm).

Sackungsverdichtung: Teilweise natürlicher, pedogener Prozeß: frische Sedimente werden beispielsweise durch Gefügeentwicklung und natürliche Auflasten (Schneedecken, Viehtritt, Baumbewuchs…) soweit verdichtet, daß sie mit diesen natürlich auftretenden Phänomenen im Gleichgewicht stehen. Teilweise anthropogen verursachter Prozeß, wenn z.B. die Gefügestabilität verringert wird (Torfsackungen) oder die Druckbeanspruchung des Bodens zunimmt (höhere Auflast durch Maschinen).

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 2

Bodenverdichtung: Landwirtschaftliche Ursachen Auflast durch Maschinen (Befahrungen): • Radlast (t): -

absolute Last jedes Einzelrades abhängig vom Gewicht des Fahrzeugs/Gerätes entscheidend für Unterbodenverdichtung nicht kompensierbar durch Niedrigdruckreifen

• Reifeninnendruck (kPa): - beeinflußt die Kontaktfläche Reifenaufstandsfläche)

• Kontaktflächendruck (kPa):

Bedeutung grundlegender Begriffe (nach C. Sommer, 1998)

- Reifenaufstandsfläche mit wirkender Gewichtskraft - bei gleichem Kontaktflächendruck nimmt die Tiefenwirkung mit steigender Radlast zu. - hoher Kontaktflächendruck verursacht große Spurtiefen (Gefüge des Oberbodens kann geschädigt werden)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 3

Bodenverdichtung: Landwirtschaftliche Ursachen Ausbreitung des vertikalen Bodendruckes unter einem Rad bei unterschiedlicher Last und Auflagefläche (Druckzwiebeln): Durch die Verteilung einer Last auf eine größere Auflagefläche wird eine Erhöhung des Bodendruckes direkt unterhalb des Reifens vermieden. Allerdings wird der Druck auf eine größere Tiefe abgetragen.

Ausbreitung des vertikalen Bodendruckes (nach Gisi und al., 1995)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 4

Bodenverdichtung: Landwirtschaftliche Ursachen Weitere Faktoren, abhängig von der Bewirtschaftungsart: - die Form der Belastung (statisch oder dynamisch) - Art und die Häufigkeit der erforderlichen Arbeitsgänge (Überrollhäufigkeit): - Je nach Fruchtart andere Bearbeitungsintensität notwendig - Unbefahrene Fläche wichtig zur Regeneration des Bodens - Spurflächensumme Maß für Bearbeitungsintensität (aller Radpassagen)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 5

Bodenverdichtung: Landwirtschaftliche Ursachen Bildung einer Pflugsohle: Traktorräder stützen sich beim Pflügen auf der Krumenbasis ab

Quelle: www.deutzland.de/deutzfest2002.htm Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 6

Bodenverdichtung: Landwirtschaftliche Ursachen Profil eines Ackerbodens, schematisch: Tiefe (cm) Intensiv gelockertes, fein aggregiertes Saatbett

0-8

Aufgelockerte Unterkrume, scharfkantige Aggregate

8-25

Stark verdichtete Pflugsohle, durchwurzelungsfeindlich

25-30

Stark verdichteter Unterboden

Funktionsfähiger Unterboden, ausreichend wasserdurchlässig

30-45

Oberbodenverdichtung meist weniger problematisch, reversibel durch lockernde Bodenbearbeitungsmaßnahmen (pflügen etc.) Krumenbasisverdichtung sog. „Pflugsohle“ Unterbodenverdichtung nur sehr schwer wieder zu beseitigen Ausbildung von Plattengefüge und z.T. Kohärentgefüge (besonders bei ton- und schluffreichen Böden)

>45

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 7

Bodenverdichtung: weitere Ursachen / Voraussetzungen Weitere Faktoren, Bodenfeuchte (z.B. Witterungseinflüsse): Wassergehalt, Wasserspannung, Porengrößenverteilung: - hohe Wassergehalte und niedrige Wasserspannungen (oder gar Porenwasserüberdrücke) ermöglichen ein „Schwimmen“ / Verschieben / Einregeln / „Verschmieren“ von Partikeln. D.h. je höher die Bodenfeuchtigkeit ist, desto größer ist die Verdichtungsgefährdung - umgekehrt können geringe / „optimale“ Wassergehalte (und damit einhergehende hohe Wasserspannungen) durch die zusammenziehende Kraft der Wassermenisken die Korn-Kontaktpunkte erhöhen und die Bodenpartikel in ihrer Lage stabilisieren: naß instabil

=> =>

zunehmende Austrocknung zunehmend stabil

Nasse, locker gelagerte Böden mit hohem Grobporenanteil sind besonders verdichtungsanfällig Maß für Verdichtung - Lagerungsdichte [g/cm³] - Scherwiderstand (soil strength) [kPa] Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 8

Bodenverdichtung: Prozesse und Folgen Veränderung der Porengrößenverteilung: Anteile an Grob-, Mittel- und Feinporen in Abhängigkeit vom Verdichtungsgrad: Sackungsverdichtung (Kompression bzw. Setzung) führt vorrangig zur Reduktion des Gesamtporenvolumens durch Verringerung des Grobporenanteils; Einlagerungsverdichtung verändert die gesamte Porengrößenverteilung (Verringerung des Grobporenanteils bei gleichzeitiger Zunahme des Mittel- und Feinporenanteils

(Scheffer & Schachtschabel)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 9

Bodenverdichtung: Prozesse und Folgen Auswirkungen auf die Meso- und Makrofauna Bodenverdichtungen engen den Lebensraum der meisten Bodentiere ein. Der Porenraum für Wasser, Luft und Bodentiere ist eingeschränkt. Dadurch gehen die Individuenzahl und auch die Artenzahl deutlich zurück. Das durch Regenwürmer erzeugte Leitbahnensystem ist in den Böden zerstört. Es bleiben wenige blasenförmige Hohlräume ohne Zusammenhang übrig.

Auswirkungen auf die Mikrobielle Biomasse Das Habitat von Mikroorganismen wird geringer und die Lebensbedingungen verändern sich. Im Allgemeinen führt Sauerstoffmangel zu einer Zunahme anaerober Stoffwechselprozesse. Es gibt Emission von Lachgas (N2O) und Methan (CH4). Diese beiden Gase sind starke Treibhausgase und tragen zur globalen Erwärmung bei.

Auswirkungen auf die Durchwurzelbarkeit Wurzelwachstum und Wasserausnutzung werden behindert. Aufgrund hoher mechanischer Widerstände verschlechtert sich die Durchwurzelbarkeit. Zudem reagieren Pflanzen mit schlechterer Nährstoffaufnahme. Die Boden- und Nährstoffverluste werden auch durch Erosion (durch das geringere Infiltrationsvermögen) gefördert.

Computer-Tomographie von dem Leitbahnsystem der Regenwürmer (nach dem Archiv des LPB, 2000)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 10

Bodenverdichtung: Prozesse und Folgen Sichtbare Folgen der Bodenverdichtung:

Fahrspuren: Sackungsverdichtung!

Auflaufschäden: Veränderte Porenfunktionen

(nach G. W. Brümmer, 2001)

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 11

Bodenverdichtung: Meliorationsmöglichkeiten Maßnahmen zur Senkung des Kontaktflächendruckes - Regeldruckanlagen verringern die Reifeninnendrücke und damit den Kontaktflächendruck - Zwillingsräder vergrößern die Kontaktfläche, senken damit Bodendruck und Triebradschlupf - Breitreifen haben große Aufstandsflächen. Auf Breitreifen ausgelegte Fahrgassen in Verbindung mit Mulchsaat (Zufuhr organischer Substanz!) verhindern Spurenbildung und beugen Erosionsschäden vor - Abstützen der Fahrzeugmasse auf mehrere Achsen vermindert die Radlast, erhöht allerdings die Überrollhäufigkeit - das Fahren neben der Furche beim Pflügen ermöglicht die Vermeidung des Furchenraddruckes

Wirkung von Breitreifen

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 12

Bodenverdichtung: Prozesse und Folgen Auswirkungen auf den Ertrag Je nach Bodentextur und Witterungseinflüssen sehr unterschiedlich, stark abhängig von der Lagerungsdichte. Lagerungsdichte nach Überrollhäufigkeit bei verschiedenen Bearbeitungsmethoden: konventionell Überrollhäufigkeit Lagerungsdichte [g cm-3] (durchschnittlich)

0

2

4

1,44

1,55

1,60

Minimalbodenbearbeitung 0 2 4 1,47

1,58

1,57

Null-Bearbeitung 0

2

4

1,52

1,58

1,59

Zu erwartende Ertragsausfälle durch Überschreiten der subtratspezifischen Grenzwerte für die Lagerungsdichte: Zunahme der Lagerungsdichte [g/cm³] 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

Minderung des Ertrages (%) 5-7 10-12 15-20 25-30 >40

• Ertragsminderung auch nach über 10 Jahren • noch etwa 5-7%, in feuchten Jahren 10%

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 13

Bodenverdichtung: Meliorationsmöglichkeiten Präventivmaßnahmen: • Minimalbodenbearbeitung - Reduktion der Arbeitsvorgänge/ Überrollhäufigkeit - Verminderung der Intensität/ Verzicht auf Maßnahmen - Verringerung der Arbeitstiefe - Verzicht auf Pflugfurche • Konservierende Bodenbearbeitung - Verzicht auf Bodenwendung - Belassen von Ernteresten - Anbau von nicht winterharten Zwischenfrüchten (Erosionsschutz) • „Zero-Tillage“ - Verzicht auf Pflug, Verwendung einer speziellen Sähmaschine Vorteile

- Zeit sparend - Erosionsmindernd - Erntegewinn („Zero- Tillage“: 30 % Gewinn)

Nachteile - weniger Bodenbearbeitung führt zu mehr Schädlingen + Unkraut - ungleichmäßige Verteilung von Düngern Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 4 14

5. Schadstoffe und Altlasten Emissionen

Boden Mineralöle Teeröle Pestizide z.B. Atrazine

PAK H C2H5

N

Dioxine/Furane Schwermetalle 10 Nitrat 9 1 0 PB, Cd, Zn N 2 CH NO38As, Cu, .... 7 3 N C H

Cl N

3

N

H

CH3

6 xCl

0 5

4 yCl

Grundwasser = Trinkwasser Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 1

Nutzungsbedingte Unterschiede Nutzungsbedingte Unterschiede der vertikalen Verteilung immissionsbedingter, persistenter Schadstoffe in Böden Acker

Garten

cm

Wald Of/Oh

0 Bodentiefe

Grünland

Ap

25

Ah

Ah

B

B

Ah1

Ah2 B B

50 Zunehmende Konzentration

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 2

Stufenmodell für das Schutzgut Mensch und verschiedene Nutzung von Böden Die angegebenen Werte sind Vorsorge-, Prüf- und Maßnahmewerte in Diskussion für PAK (16 EPA-PAK) in mg kg-1

Schadstoffgehalt

Maßnahmewerte BW III Sanieren

Toxizitätsbereich <10 <6 Sicherheitsbereich <5

BW II

<5

Prüfwerte, Tolerieren

Bereich eingeschränkter Nutzungsmöglichkeiten <1

<2

<3

<5

Bereich uneingeschränkter Nutzungsmöglichkeiten Kinderspielplätze

Haus- und Kleingärten

Park- und Industrie und Freizeitanlagen Gewerbeflächen

BW I

Vorsorgewerte Bewahren Nutzung

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 3

Parameter zur stoffspezifischen Gefährdungsabschätzung bei Altlasten Stoffbestand Stoffart Stoffanzahl Stoffmenge Stoffverteilung

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 4

Parameter zur stoffspezifischen Gefährdungsabschätzung bei Altlasten Stoffbestand

Stoffeigenschaften

Stoffart

Wasserlöslichkeit

Stoffanzahl Stoffmenge

Dampfdruck

Stoffverteilung

Pow Koc CSB BSB

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 5

Parameter zur stoffspezifischen Gefährdungsabschätzung bei Altlasten Stoffbestand

Stoffeigenschaften

Stoffverhalten

Stoffart

Wasserlöslichkeit

Stoffanzahl

Dampfdruck

Stoffemission

Stoffmenge

Pow

Stoffverteilung

Koc CSB

Mobilität Abbaubarkeit

BSB

Stoffretention Persistenz BCF

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 6

Parameter zur stoffspezifischen Gefährdungsabschätzung bei Altlasten Stoffbestand

Stoffeigenschaften

Stoffverhalten

Stofferfassung

Stoffart

Wasserlöslichkeit

Stoffemission

Stoffanzahl

Dampfdruck

Mobilität

stoffspezifische Analytik

Stoffmenge

Pow

Abbaubarkeit

Stoffverteilung

Koc

Stoffretention

CSB

Persistenz

BSB

BCF

Stoffidentifikation qualitative Erfassung quantitative Erfassung

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 7

Parameter zur stoffspezifischen Gefährdungsabschätzung bei Altlasten Stoffbestand

Stoffeigenschaften

Stoffverhalten

Stofferfassung

Stoffwirkung

Stoffart

Wasserlöslichkeit

Stoffemission

Stoffanzahl

Dampfdruck

Mobilität

Stoffspezifische Analytik

Stofftoxizität

Stoffmenge

Pow

Abbaubarkeit

Stoffidentifikation

Koc

Stoffretention

CSB

Persistenz

qualitative Erfassung

ökospezifisch

Stoffverteilung

BSB

BCF

quantitative Erfassung

humanspezifisch expositionsspezifisch

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 8

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

Salze, wasserlösliche Organika, (Metalle)

geringe Gefügeänderung, z.T. bei L-T kurzfrist. Luftarm., bei S Mikrob. aktiv

a) Bodensanierungen Wasserextraktion

mit Tensidzusatz

schwerlösliche Organika Gefügezerstörung

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 9

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

leichtflüchtige Organika

kaum Veränderungen

a) Bodensanierungen Wasserextraktion

Luftabsaugung

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 10

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

Organika, (Nitrat)

erhöhte biolog. Aktivität

Organika

verstärkter Humusabbau, Änderung Mikrobenpopulation

a) Bodensanierungen Wasserextraktion Luftabsaugung

Biologischer Abbau mit Mikrobenzusatz

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 11

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

Säuren, Metalle

ph-Erhöhung, verstärkter Humusabbau

Metalle, Radionuklide (Organika)

erhöhte Wasser- und Nährstoffbindung

a) Bodensanierungen Wasserextraktion Luftabsaugung Biologischer Abbau

Immobilisierung durch Kalkung Adsorbentienzusatz

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 12

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

Metalle, Organika, Radionuklide

gering; erhöhte mikrob. Aktivität bei L-T vermind. Aggr.stab.

Metalle, Organika, Radionuklide

Unterschiedlich je nach Art des Auftrags

a) Bodensanierungen Wasserextraktion Luftabsaugung Biologischer Abbau Immobilisierung

Verdünnung durch Umbruch

durch Auftrag

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 13

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme a)

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

mit Tensidzusatz

Organika

Gefügezerstörung, Organismenschädigung, mäßige Humusverluste

mit Chelat/Säurez.

Metalle

zusätzliche pH-Änderung

Hochdruckwäsche

Metalle, Organika

zusätzliche Humus-, fU- und TVerluste

Bodensanierungen

b) Substratsanierungen Wasserextraktion

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 14

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme a)

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

mit Wasserdampf

Organika

Organismentötung, Gefügezerstörung

mit Inertgas

Organika

zusätzliche Kolloidverluste

mit Reduktgas

Organika

zusätzliche Kolloidverluste

Bodensanierungen

b) Substratsanierungen Wasserextraktion

Destillation

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 15

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme a)

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

Organika

starker Humusabbau, Minderung und Änderung Organismenpopulation

Bodensanierungen

b) Substratsanierungen Wasserextraktion Destillation

Biologischer Abbau mit Mikrobenzusatz

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 16

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme a)

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

bei 1200 °C

Organika, Metalle

Organismentötung, Gefüge-, Humus-, Tonmineralzerstörung

bei 400 - 650 °C

Organika

Organismentötung, Gefüge- u. weitgehend Humuszerstörung

Bodensanierungen

b) Substratsanierungen Wasserextraktion Destillation Biologischer Abbau

Verbrennung

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 17

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme a) b)

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

alle

Organismentötung, Bodendynamik (weitgehend) unterbunden

Bodensanierungen Substratsanierungen

c) Bodenfossilisierung Einkapselung

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 18

Verfahren und Maßnahmen zur Sanierung kontaminierter Böden Maßnahme a) b) c)

Stoffgruppen

Bodenveränderungen

alle

Unterschiedlich, je nach Eigenschaft des Auftrags

Bodensanierungen Substratsanierungen Bodenfossilisierung

d) Bodenaustausch Bodenaustausch mit Deponierung

mit Substratsanierung siehe b)

siehe b)

Handbuch des Bodenschutzes, Blume, 1990 Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 19

Abtrag von Böden durch Wind Bodenerosion durch Wind Vorgänge und Transportformen: • Korngrößenabhängigkeit (v.a. Fein - Grobsand), Ablösen von Partikeln (Abrasion) durch Windschub • Kriechen und Rollen (Grobsand) • Saltation auf parabolischer Bahn in höheren Windschichten, dann Bombardement mit kinetischer Energie und Selbstverstärkung (Staubwolken, Angriff der Aggregate) • Suspension (< 0,1 mm) durch/in Turbulenzen ausgelöst

Vorlesung Sommersemester 08 / Teil 5 20

6. Boden als Schutzgut

Vorlesung Sommersemester 08 1

Literatur
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Methodenkatalog Bodenfunktionsbewertung, Arbeitshefte Boden, Heft 2003/2; Hannover, www.bgr.de/saf_boden/adhocag/adhocag.html


Bayerisches Geologisches Landesamt und Landesamt für Umweltschutz Das Schutzgut Boden in der Planung. Augsburg 2003


Wege zum vorsorgenden Bodenschutz: fachliche Grundlagen und konzeptionelle Schritte für eine erweiterte Boden-Vorsorge Bachmann G., Thoenes H.-W. (Hrsg.), Wissenschaftlicher Beirat Bodenschutz beim BMU, Erich Schmidt Verlag, 2000


Bodenschutz in Raumordnung und Landschaftsplanung Müller U., Dahlmann I., Bierhals E., Vespermann B., Wittenbecher C. 2000 NLfB (Hrsg.), Arbeitshefte Boden 2000/4, Hannover

Vorlesung Sommersemester 08 2

Schutzgut Boden

Vorlesung Sommersemester 08 3

Auszug aus dem Bodenschutzgesetz Paragraph 1 Die Funktionen des Bodens sind nachhaltig wiederherzustellen, schädliche Bodenveränderungen abzuwehren, der Boden und Altlasten sowie hierdurch verursachte Gewässerverunreinigungen zu sanieren und Vorsorge gegen nachteilige Einwirkungen auf den Boden zu treffen Bei Einwirkungen auf den Boden sollen Beeinträchtigungen der natürlichen Funktionen sowie seiner Funktion als Archiv der Naturund Kulturgeschichte soweit wie möglich vermieden werden (Bundesgesetzblatt I, 1998, 502)

Vorlesung Sommersemester 08 4

Bundes-Bodenschutzgesetz
Bundes-Bodenschutzgesetz enthält keine Anforderungen an die räumliche Planung
Bodenschutz ist Aufgabe des Naturschutzes  rechtliche Regelungen des Raumordnungs- und Naturschutzrechts erhalten hohe Bedeutung für Bodenschutz  verbindliche Vorgaben für die Regionalplanung sind zu erarbeiten

Vorlesung Sommersemester 08 5

Wer betreibt Bodenschutz?
Gemeinden, z.B. im Rahmen der Bauleitplanung
Regionale Planungsverbände im Rahmen der Regionalplanung
Kreisverwaltungsbehörden als Bodenschutzbehörden
Landwirtschafts- und Forstverwaltung, für die der Erhalt der nachhaltigen Nutzungsfähigkeit des Bodens als Produktionsgrundlage eine Verpflichtung ist
Die Naturschutzverwaltung, die für die nachhaltige Sicherung aller natürlichen Lebensgrundlagen zuständig ist
Die Wasserwirtschaftsverwaltung, für die z.B. die Schutzfunktionen des Bodens für das Grundwasser oder die ausgleichende Wirkung im Wasserhaushalt und für den Wasserrückhalt elementare Belange darstellen
Sonstige Planungsträger, z.B. Ver- und Entsorgungsunternehmen
Planungsbüros

Vorlesung Sommersemester 08 6

Bodenschutz: Zielsetzung
Sorgsamer Umgang mit Böden als endlichen Ressourcen
Erhaltung der natürlichen Leistungsfähigkeit von Böden
Schutz besonders empfindlicher Böden vor Belastungen
Erhaltung der Vielfalt der Böden

Vorlesung Sommersemester 08 7

Bodenfunktionen
Natürliche Funktion als Lebensgrundlage und Lebensraum für Lebewesen, als Bestandteil des Naturhaushalts, als Filter und Puffer;

Vorlesung Sommersemester 08 8

Bodenfunktionen
Natürliche Funktion als Lebensgrundlage und Lebensraum für Lebewesen, als Bestandteil des Naturhaushalts, als Filter und Puffer;


Funktion als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte;

Vorlesung Sommersemester 08 9

Sicherung schutzwürdiger Bodenausprägungen Erhaltung der Vielfalt von Böden
Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte) 

sehr nährstoffarme Böden



sehr nasse Böden (Moore, Anmoore, Gleye, Auenböden mit natürlichem Wasserhaushalt, ...)



sehr trockene Böden (z.B. Felsböden)



Salzböden des Binnenlandes

Vorlesung Sommersemester 08 10

Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte) Moormarsch

Bitzfleth IBG-Tagung Hamburg 1958 Vorlesung Sommersemester 08 11

Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte) Niedermoor, geschichtet über Gyttja

Göldenitz, Kr. Rostock

Hochmoor

aus: AID Vorlesung Sommersemester 08 12

Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte) Gley aus Niederterrassenschotter über Geschiebe

Tachering bei Trostberg

Gley aus holozänem Flußsand und -schlick

Vechtetal bei Nordhorn, Kr. Grafschaft Bentheim Vorlesung Sommersemester 08 13

Sicherung schutzwürdiger Bodenausprägungen Erhaltung der Vielfalt von Böden
Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte)


Naturnahe Böden 

natürlicher Profilaufbau, keine Entwässerung, keine neuzeitliche ackerbauliche Nutzung, ...

Vorlesung Sommersemester 08 14

Naturnahe Böden Rendzina (Terebratulabank des Wellenkalks)

Zezschwitz 1971 Vorlesung Sommersemester 08 15

Naturnahe Böden Braunerde aus Grauwacke und Schiefer

Braunerde-Podsol (Neokom)

aus: AID Vorlesung Sommersemester 08 16

Naturnahe Böden Braunerde-Podsol aus Geschiebesand

Quelle: AID

Eisen-Humus-Podsol, pseudovergleyt aus Geschiebesand der Drenthe-Grundmoräne

Ort: Lähden / Hümmling Vorlesung Sommersemester 08 17

Naturnahe Böden Podsol

Schwarzwald

Vorlesung Sommersemester 08 18

Naturnahe Böden Pseudogley aus Würm-Löß über verkitteter Hauptterrasse unter Querco-Carpinetium

Kottenforst b. Bonn Vorlesung Sommersemester 08 19

Sicherung schutzwürdiger Bodenausprägungen Erhaltung der Vielfalt von Böden
Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte)
Naturnahe Böden


Böden mit naturhistorischer und geowissenschaftlicher Bedeutung 

Paläoböden



repräsentative Böden/Leitprofile charakteristischer Bodengesellschaften

Vorlesung Sommersemester 08 20

Böden mit naturhistorischer und geowissenschaftlicher Bedeutung Fossiler Boden alte Ziegelei Manching Löss, Lösslehm (Jung-Pleistozän) Fossiler Boden (Pleistozän)

Südliche Frankenalb Neustadt a. d. Donau, Kr. Kelheim aus: Geotopkataster Bayern

Fossiler Boden Schichtfolge ehemalige Ziegelei Steinheim Löss, Lösslehm (Jung-Pleistozän) Fossiler Boden (Pleistozän) Hochterrassenschotter (Mittel-Pleistozän)

Unteres Illertal Memmingen aus: Geotopkataster Bayern

Vorlesung Sommersemester 08 21

Böden mit naturhistorischer und geowissenschaftlicher Bedeutung

Die Nutzung in vergangener Zeit sichtbar gemacht Böden vergessen selbst Nutzungen, die über 1000 Jahre zurückliegen, nicht. So zeichnet sich wie hier im Bild der Verlauf der Römerstraße Via Claudia Augusta trotz heutiger landwirtschaftlicher Nutzung in der Luftaufnahmen noch deutlich ab.

Via Claudia mit Materialgruben bei Königsbrunn/Bayern. Quelle: Bayerisches Landesamt für Denkmalpflege, Luftbildarchäologie, Foto: G. Krahe.

Vorlesung Sommersemester 08 22

Sicherung schutzwürdiger Bodenausprägungen Erhaltung der Vielfalt von Böden
Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte)
Naturnahe Böden
Böden mit naturhistorischer und geowissenschaftlicher Bedeutung


Böden mit kulturhistorischer Bedeutung 

z.B. Plaggenesche, Heidepodsole, Wölbäcker

Vorlesung Sommersemester 08 23

Böden mit kulturhistorischer Bedeutung

Böden als Zeugen der Klimaentwicklung Je nach Klimabedingungen laufen in Böden unterschiedliche Prozesse ab, die den Boden prägen. Eine tiefreichende Verwitterung von Eisen und die Bildung von Hämatit, die zu einer rostroten Färbung des gesamten Bodens führt, ist beispielweise nur unter warm-feuchten Klimabedingungen möglich, wie sie heute in den Tropen vorherrschen. So ist der rote Laterit-Boden im Tagebau 'Eiserne Hose' im Vogelsberg ein wichtiger Zeuge der tropischen Klimabedingungen, die vor ca. 15 Mio. Jahren in dieser Region herrschten. Foto: HLUG, Landesamt für Bodenforschung aus: Hoppe, Andreas/ Steiniger, Fritz (1999):Exkursionen zu Geotopen in Hessen und Rheinland-Pfalz sowie zu naturwissenschaftlichen Beobachtungspunkten Johann Wolfgang von Goethes in Böhmen. Frankfurt. S. 86 [= Schriftenreihe der Deutschen Geologischen Gesellschaft 8]

Vorlesung Sommersemester 08 24

Böden mit kulturhistorischer Bedeutung Ackerbau im Spätmittelalter In abgelegenen Gebieten findet man Äcker, die eine leichte Wellenform aufweisen. Die Wellen sind als Zeuge der Ackerbautechnik aus dem Spätmittelalter erhalten geblieben und werden Wölbäcker genannt. Entstanden sind sie durch das Pflügen des Bodens zur Mitte des Ackerstreifens. Dort konnten Pflanzen ohne Staunässe angepflanzt werden

Quelle: Geotope in Nordrhein-Westfalen - Zeugnisse der Erdgeschichte (2001): Sonderveröffentlichung des Geologischen Dienstes NRW (Krefeld). Foto: Hans-Uwe Schütz

Die Wölbäcker waren früher bis 20 m breit und 1,30 m hoch. Heute sind sie durch die moderne Landwirtschaft oft eingeebnet. Quelle: Geotope in Nordrhein-Westfalen - Zeugnisse der Erdgeschichte (2001): Sonderveröffentlichung des Geologischen Dienstes NRW (Krefeld). Vorlesung Sommersemester 08 25

Böden mit kulturhistorischer Bedeutung Plaggenesch aus Geschiebesand

Quelle: AID

Brauner Plaggenesch über Podsol aus Dünensand

Ort: Grasdorf b. Neuenhaus, Kr. Grafschaft Bentheim Vorlesung Sommersemester 08 26

Sicherung schutzwürdiger Bodenausprägungen Erhaltung der Vielfalt von Böden





Böden mit besonderen Standorteigenschaften (Extremstandorte) Naturnahe Böden Böden mit naturhistorischer und geowissenschaftlicher Bedeutung Böden mit kulturhistorischer Bedeutung


Seltene Böden 

landesweit/naturräumlich selten Sideritbildung im Ampermoos bei Freising

Kalktuff, Sinter, Alm (Holozaen)

Vorlesung Sommersemester 08 27

Bodenfunktionen
Natürliche Funktion als Lebensgrundlage und Lebensraum für Lebewesen, als Bestandteil des Naturhaushalts, als Filter und Puffer;
Funktion als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte;


Nutzungsfunktion als Rohstofflagerstätte, Fläche für Siedlung und Erholung, Standort für die land- und forstwirtschaftliche Nutzung und als Standort für sonstige wirtschaftliche und öffentliche Nutzungen, Verkehr, Ver- und Entsorgung  Landschaftsverbrauch heute etwa 100 bis 120 ha/Tag  überwiegend zu Lasten der landwirtschaftlich genutzten Fläche

Vorlesung Sommersemester 08 28

Bodenschutz

Vorlesung Sommersemester 08 29

Vorlesung Sommersemester 08 30

Die natürlichen Bodenfunktionen im Überblick Funktion Funktion als Lebensgrundlage für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen (BBodSchG § 2 (2) 1a)

Teilfunktion (1. Ebene) Lebensgrundlage für Menschen Lebensgrundlage für Tiere Lebensgrundlage für Pflanzen

Teilfunktion (2. Ebene) Schadstoffbelastung

Natürliche Bodenfruchtbarkeit Potenzial zur Biotopentwicklung

Lebensgrundlage für Bodenorganismen Nähstoffhaushalt Natürliche Funktion als Bestandteil des Naturhaushalts, inbesondere mit seinen Wasserund Nährstoffkreisläufen (BBodSchG § 2 (2) 1b)

Nitratrückhaltevermögen Grundwasserneubildung Oberflächenabfluss

Wasserhaushalt

Rückhaltevermögen bei Niederschlägen Wasserspeicherung für Vegetation

Natürliche Funktion als Abbau-, Ausgleichs- und Aufbaumedium für stoffliche Einwirkungen auf Grund der Filter-, Puffer- und Stoffumwandlungseigenschaften insbesondere auch zum Schutz des Grundwassers (BBodSchG § 2 (2) 1c)

Festlegung u. Pufferung anorg. Schadstoffe/ Schwermetalle Abbau org. Schadstoffe Grundwasserschutzfunktion

Säurepufferung Filter für nicht sorbierbare Stoffe Vorlesung Sommersemester 08 31

Grundsatzziele des Bodenschutzes Abstimmung von Nutzungsansprüchen und Bodenfunktionen
Sicherung schutzwürdiger Bodenausprägungen
Sicherung der natürlichen Bodenfunktionen
Schutz von Böden als Lebensgrundlage für den Menschen

Generelle Planungsgrundlage
Kenntnis der Ausprägung und Verbreitung von Böden
Darstellung und Bewertung des gegenwärtigen Bodenzustands

Vorlesung Sommersemester 08 32

Grundsätze der Bodenbewertung
Bewertung der Leistungsfähigkeit von Böden Nachhaltige Beeinträchtigung der Bodenfunktionen durch anthropogene stoffliche oder strukturelle Veränderungen, insbesondere auch im Hinblick auf beabsichtigte Nutzung

Vorlesung Sommersemester 08 33

Grundsätze der Bodenbewertung
Bewertung der Leistungsfähigkeit von Böden


Flächenrecycling und Innenverdichtung sind vorrangig gegenüber der Inanspruchnahme nicht beeinträchtigter Böden

Vorlesung Sommersemester 08 34

Grundsätze der Bodenbewertung
Bewertung der Leistungsfähigkeit von Böden
Flächenrecycling und Innenverdichtung sind Inanspruchnahme nicht beeinträchtigter Böden

vorrangig

gegenüber

der


Besonders leistungsfähige und wertvolle Böden sind vorrangig zu erhalten Schutzwürdigkeit ergibt sich aus Leistungsfähigkeit natürlicher Bodenfunktionen und Archivfunktion

hinsichtlich

Vorlesung Sommersemester 08 35

Grundsätze der Bodenbewertung
Bewertung der Leistungsfähigkeit von Böden
Flächenrecycling und Innenverdichtung sind Inanspruchnahme nicht beeinträchtigter Böden

vorrangig

gegenüber

der


Besonders leistungsfähige und wertvolle Böden sind vorrangig zu erhalten


Schutzwürdigkeit empfindlicher Böden ist zu beachten Beeinträchtigungen dieser Böden durch z.B. Bodenerosion, Bodenverdichtung, Stoffeinträge, etc. ist zu vermeiden

Vorlesung Sommersemester 08 36

Herangehensweise im vorsorgenden Bodenschutz Spannungsfeld Bodenschutz  Für die Raum- und Regionalplanung sind Bodennutzungen gegeneinander abzuwägen  Welcher Boden ist für welche Nutzung am besten geeignet?  Böden vergleichbar machen und im Hinblick auf ihre Funktionen bewerten

Vorlesung Sommersemester 08 37

Schutz von Bodenfunktionen Wo gibt es welche Böden?

 Datengrundlagen Wie gut erfüllt ein Boden die verschiedenen Bodenfunktionen?

 Leistungsfähigkeit von Böden Wie belastet und gefährdet ist ein Boden?

 Bodenbelastungen / Bodengefährdungen Welche Böden sind schutzwürdig und schutzbedürftig?

 Schutzwürdigkeit / Schutzbedürftigkeit In welche Richtung soll die Bodennutzung gesteuert werden?

 Formulierung von Planungszielen für den Boden

Vorlesung Sommersemester 08 38

Schutz von Bodenfunktionen Wo gibt es welche Böden?

 Datengrundlagen Wie gut erfüllt ein Boden die verschiedenen Bodenfunktionen?

 Leistungsfähigkeit von Böden Wie belastet und gefährdet ist ein Boden?

 Bodenbelastungen / Bodengefährdungen Welche Böden sind schutzwürdig und schutzbedürftig?

 Schutzwürdigkeit / Schutzbedürftigkeit In welche Richtung soll die Bodennutzung gesteuert werden?

 Formulierung von Planungszielen für den Boden

Vorlesung Sommersemester 08 39

Datengrundlagen Klassifizierung der Böden Verbreitung der Böden

 Bodenkarte

KBK25

Vorlesung Sommersemester 08 40

Datengrundlagen Bodeneigenschaften

 Daten einer Bodenkartierung

Vorlesung Sommersemester 08 41

Datengrundlagen Charakterisierung der Bodeneinheiten durch Modellprofile

70% KBK25

30%

Vorlesung Sommersemester 08 42

Schutz von Bodenfunktionen Wo gibt es welche Böden?

 Datengrundlagen Wie gut erfüllt ein Boden die verschiedenen Bodenfunktionen?

 Leistungsfähigkeit von Böden Wie belastet und gefährdet ist ein Boden?

 Bodenbelastungen / Bodengefährdungen Welche Böden sind schutzwürdig und schutzbedürftig?

 Schutzwürdigkeit / Schutzbedürftigkeit In welche Richtung soll die Bodennutzung gesteuert werden?

 Formulierung von Planungszielen für den Boden

Vorlesung Sommersemester 08 43

Vorgehensweise bei der Bewertung von Bodenfunktionen KBK25

Kenntnisse über Bodenprozesse

Verknüpfung der Bodeneigenschaften zu einer Bewertung

Validierung der Bewertungskarte

Bewertungskarte Neuattributierung der Bodenkarte

Vorlesung Sommersemester 08 44

Relative Bindungsstärke des Bodens für Schwermetalle

Pb

Cd Ni

H +

Cr

Pb Humus

H + Cd Ton H +

Cd Pb Cd Vorlesung Sommersemester 08 45

Relative Bindungsstärke des Bodens für Schwermetalle Bewertung der Bodencharakteristika: gering niedrig

pH-Wert pH-Wert

hoch hoch

&

gering gering

gering gering

hoch gering

gering

Tongehalt Tongehalt

Humusgehalt

Skelettgehalt

Schwermetallbindung im Boden

hoch hoch

&

hoch hoch

&

gering hoch

hoch

Vorlesung Sommersemester 08 46

Relative Bindungsstärke des Bodens für Schwermetalle  Verknüpfung der Bodeneigenschaften zu einer Bewertung

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe; Staatliche Geologische Dienste in der BRD (Hrsg.) (2000): Methodendokumentation Bodenkunde; Geologisches Jahrbuch, Reihe G, Hannover.

Vorlesung Sommersemester 08 47

Relative Bindungsstärke des Bodens für Schwermetalle

Vorlesung Sommersemester 08 48

Standortpotenzial für die natürliche Vegetation

Vorlesung Sommersemester 08 49

Nitratrückhaltevermögen landwirtschaftlich genutzter Standorte

Vorlesung Sommersemester 08 50

Säurepuffervermögen von Waldböden

Vorlesung Sommersemester 08 51

Natürliche Ertragsfähigkeit landwirtschaftlich genutzter Böden

Vorlesung Sommersemester 08 52

Bewertung von Bodenfunktionen Bereits realisiert     

Rückhaltevermögen für anorganische sorbierbare Schadstoffe Filter- und Pufferfunktion für nicht sorbierbare Stoffe (Nitrat) Pufferfunktion für versauernd wirkende Einträge Standortpotenzial für natürliche Vegetation (Biotopentwicklungspotential) natürliche Ertragsfähigkeit landwirtschaftlich genutzter Standorte

Wird bearbeitet  Ausgleichskörper im Wasserkreislauf 

Archiv der Natur- und Kulturgeschichte

Derzeit keine Bewertung möglich  

Lebensraum für Bodenorganismen Filter- und Pufferfunktion für organische Schadstoffe

Vorlesung Sommersemester 08 53

Schutz von Bodenfunktionen Wo gibt es welche Böden?

 Datengrundlagen Wie gut erfüllt ein Boden die verschiedenen Bodenfunktionen?

 Leistungsfähigkeit von Böden Wie belastet und gefährdet ist ein Boden?

 Bodenbelastungen / Bodengefährdungen Welche Böden sind schutzwürdig und schutzbedürftig?

 Schutzwürdigkeit / Schutzbedürftigkeit In welche Richtung soll die Bodennutzung gesteuert werden?

 Formulierung von Planungszielen für den Boden

Vorlesung Sommersemester 08 54

Ermittlung der Bodengefährdungen und -belastungen



Erosionsgefährdung der Böden



(Schad)Stoffgehalte in Böden



zeitliche Veränderung von Böden

Vorlesung Sommersemester 08 55

Natürliche Erosionsgefährdung durch Wasser Region Ingolstadt

Lkrs. Eichstätt

Lkrs. Neuburg-Schr.

gering mittel

Lkrs. Pfaffenhfn.

hoch sehr hoch Wald Vorlesung Sommersemester 08 56

(Schad-)Stoffgehalte in Böden Maßnahmen-, Prüf-, Vorsorgewerte der BBodSchV

Gefahrenbereich

i.d.R. Vorliegen einer Gefahr

Prüfbereich

Verdacht einer Gefährdung

Untersuchungen zur abschließenden Gefährdungsabschätzung

Vorsorgebereich

Besorgnis einer schädlichen Bodenveränderung

Vorsorgemaßnahmen

Maßnahmenwert

Prüfwert

Vorsorgewert

Sanierungsmaßnahmen

Unerheblichkeitsbereich

Vorlesung Sommersemester 08 57

Ermittlung der Bodengefährdungen und -belastungen Hintergrundwerte für Schwermetalle in Böden Bayerns C-Horizonte Nutzung: Forst, Acker, Grünland mg/kg

As

Cd

Co

Cr

Cu

Hg

Ni

Pb

Se

Tl

V

Zn

n

15

20

20

19

22

27

23

23

11

14

13

21

Min.

1,0


22

49

4,0


16

1,9


0,08

116

77

25.P.

2,0

0,08

41

91

44


118

4,6

0,09

0,13

141

103

Median

8,0

0,21

63

280

67


233

16

0,29

0,32

174

126

75.P.

11

0,32

75

335

78


393

30

0,29

0,37

188

142

90.P.

20

0,44

94

421

90

0,09

538

50

0,65

0,59

237

159

Max.

21

0,50

96

526

94

0,19

583

59

0,69

0,63

242

188

Auswertungseinheit: Grundgebirge Substrat: Diabas Vorlesung Sommersemester 08 58

Ermittlung der Bodengefährdungen und -belastungen Hintergrundwerte für Schwermetalle in Böden Bayerns

Vorlesung Sommersemester 08 59

Ermittlung der Bodengefährdungen und -belastungen Hintergrundwerte für organische Schadstoffe in Böden Bayerns

Vorlesung Sommersemester 08 60

Bodendauerbeobachtung

Basis-Bodendauerbeobachtung (270 Basis-BDF) 

Bodenzustandsänderungen



Stoffgehaltsveränderungen

Intensiv-Bodendauerbeobachtung (4 Intensiv-BDF) 

Erfassung von Stoffflüssen und Prozessen

Vorlesung Sommersemester 08 61

Schutz von Bodenfunktionen Wo gibt es welche Böden?

 Datengrundlagen Wie gut erfüllt ein Boden die verschiedenen Bodenfunktionen?

 Leistungsfähigkeit von Böden Wie belastet und gefährdet ist ein Boden?

 Bodenbelastungen / Bodengefährdungen Welche Böden sind schutzwürdig und schutzbedürftig?

 Schutzwürdigkeit / Schutzbedürftigkeit In welche Richtung soll die Bodennutzung gesteuert werden?

 Formulierung von Planungszielen für den Boden

Vorlesung Sommersemester 08 62

Beurteilung der Schutzwürdigkeit und -bedürftigkeit von Böden Mögliche Kriterien:

-

hohe Leistungsfähigkeit in Bezug auf eine Bodenfunktion hohe Multifunktionalität hohe Empfindlichkeit gegenüber Einwirkungen hohe Vorbelastung Seltenheit/natur- oder kulturhistorische Bedeutung

Probleme:

- Gewichtung abhängig vom regionalen Landschaftskontext - Gewichtung abhängig von gesellschaftspolitischen Bedeutung einer Bodenfunktion

Fazit:

- die Beurteilung der Schutzwürdigkeit und Schutzbedürftigkeit von Böden ist -

nur im Einzelfall und im regionalen Landschaftskontext möglich als Voraussetzung muss ich die Leistungsfähigkeit und die Gefährdung/ Belastung der Böden kennen

Vorlesung Sommersemester 08 63

Schutz von Bodenfunktionen Wo gibt es welche Böden?

 Datengrundlagen Wie gut erfüllt ein Boden die verschiedenen Bodenfunktionen?

 Leistungsfähigkeit von Böden Wie belastet und gefährdet ist ein Boden?

 Bodenbelastungen / Bodengefährdungen Welche Böden sind schutzwürdig und schutzbedürftig?

 Schutzwürdigkeit / Schutzbedürftigkeit In welche Richtung soll die Bodennutzung gesteuert werden?

 Formulierung von Planungszielen für den Boden

Vorlesung Sommersemester 08 64

Danke Ich danke Michael Außendorf (Landesamt für Umwelt und Dr. Thomas Suttner (BStmUGV) für die Unterstützung und Bereitstellung umfangreicher Materialien

Vorlesung Sommersemester 08 65