PFC-Belastung von Böden

PFC-Gehalte in Bodenproben von Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF)

Bayernkarte mit Standorten der Boden-DauerbeobachtungBild vergrössern Lage der BDF an denen PFC-Untersuchungen im Eluat bzw. Feststoff vorliegen.

Um langfristige, möglicherweise für die Umwelt und letztlich für uns Menschen negative Veränderungen in unseren Böden zu erkennen, wird am Bayerischen Landesamt für Umwelt das sog. Bodenmonitoring durchgeführt.
Dabei werden seit Mitte der achtziger Jahre in bestimmten zeitlichen Abständen an sogenannten Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) Bodenproben entnommen und auf ihre (Schad)stoffgehalte untersucht. Das LfU betreut derzeit 61 BDF.

Von 12 BDF wurde der Feinbodenanteil (Korngröße < 2mm) der Oberbodenproben der letzten turnusmäßigen Probenahme in 2016 zusätzlich zur Standardanalytik auch auf PFC-Gehalte im S4-Eluat untersucht, um die Hintergrundwertbelastung natürlicher Böden zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass in allen untersuchten Böden PFC im Bodeneluat nachweisbar sind (siehe folgende Abbildung). Neben PFOS und PFOA wurden die kurzkettigen Perfluorcarbonsäuren (PFBA, PFPeA, PFHxA und PFHpA) in den höchsten Konzentrationen detektiert.

Der Nadelwaldstandort Rehau zeigte in der Humusauflage einen PFOA-Gehalt knapp unterhalb des aktuellen Leitwerts (Stufe 1) von 100 ng/L und im Oberboden eine knappe Überschreitung. Hierfür könnten sowohl Auskämmeffekte des Nadelwaldbestandes im Hinblick auf luftgetragenes PFC als auch die Nähe zu regionalen potenziellen Emittenten verantwortlich sein. Daneben wurden auch hohe Konzentrationen am Standort Freilassing, einem leicht entwässertem Hochmoor, nachgewiesen. Die Konzentrationen werden hier wahrscheinlich durch erhöhte Immissionen aufgrund eines hohen Jahresniederschlags verursacht.

Zudem könnte auch der hohe organische Kohlenstoffanteil im Hochmoorboden einen erhöhten PFC-Rückhalt im Boden bewirken. An diesem Standort wurde neben den perfluorierten Verbindungen auch der PFOA-Ersatzstoff ADONA in einer Konzentration von 11 ng/L detektiert. Auch an den emissionsfernen Standorten Gotzenalm und Klausbachtal liegt die PFC-Konzentration im Bodeneluat über 150 ng/L. Dies kann sehr wahrscheinlich ebenfalls auf hohe Jahresniederschläge und damit einhergehende hohe Immissionen zurückgeführt werden.

Der Schadstoffeintrag über Deposition wird durch die starke Abnahme der PFC-Gehalte mit zunehmender Tiefe an den Bodendauerbeobachtungstandorten Schongau, Freilassing, Hesselberg, Schweinfurt, Fürth und Rehau deutlich.

Verteilung von PFC-Konzentrationen von gering im Bereich von Kalkmagerrasenstandorten, bis in den Bereich von 350 ng/L, bei Forst- und Moorstandorten, weitere Eläuterungen im vorangehenden TextBild vergrössern PFC-Konzentrationen im S4-Eluat des Feinbodens (Korngröße < 2 mm) der Bodendauerbeobachtungsflächen im Jahr 2016

An der BDF Burghausen wurden aufgrund der besonderen Belastungsituation, der Lage im Immissionsbereich des Industrieparks Gendorf, vertiefende Untersuchungen vorgenommen. Anhand von tiefgefrorenen Proben des LfU-Bodenarchivs wurden retrospektiv die PFOA-Gehalte im Feststoff für die Bodendauerbeobachtungsfläche (BDF) Burghausen der Jahre 1987, 1994 und 2007 horizontbezogen analysiert. Diese BDF befindet sich im Immissionsbereich des Industrieparks Gendorf. Auch unter Berücksichtigung von möglicherweise lagerungsbedingten PFOA-Verlusten wird ein Anstieg der PFOA-Gehalte über den Depositionszeitraum deutlich. Gleichzeitig erfolgt eine deutlich erkennbare Tiefenverlagerung von PFOA-Anteilen von der Bodentiefe 20 cm (IAl-Bv in 1987) auf 50 cm (IIBtv in 2007) unter GOK.

Aufgrund dieser Beobachtungen wurde die BDF Burghausen als sog. Schwerpunktfläche seit 2010 alle drei Jahre horizontbezogen auf PFOA im Feststoff und Eluat untersucht. Seit der Beendigung des Einsatzes von PFOA im Jahre 2008 ist ein deutlicher Rückgang, v.a. in den stärker belasteten, oberflächennahen Horizonten zu verzeichnen. Die bereits festgestellte Tiefenverlagerung setzt sich allerdings fort, so dass PFOA 2016 die bodenkundliche Standardbeprobungstiefe von 100 cm unter GOK (IVelCv) erreicht hat.

Seit 2008 wird ADONA als PFOA-Ersatzstoff eingesetzt, weshalb dieser Stoff seit 2010 auch an der BDF Burghausen untersucht wird. Die folgende Abbildung zeigt den Verlauf der ADONA-Feststoffkonzentrationen von 2010 bis 2016. Analog zu PFOA finden sich die höchsten ADONA-Konzentrationen in den oberflächennahen Horizonten. Von 2010 bis 2016 ist außerdem eine deutliche Tiefenverlagerung bis 100 cm unter GOK zu beobachten, wenn auch auf sehr niedrigem Konzentrationsniveau nahe an der Nachweisgrenze.

Untersuchungen wurden in den Jahren 2010, 2013 und 2016 in allen Bodenhorizonten (von Bodenauflage bis Ausgangsgestein) durchgeführt. In der Bodenauflage ist über den Zeitraum eine Zunahme am ADONA-Gehalt von ca. 18μg/kg auf ca. 31μg/kg zu erkennen. Außerdem ist über die Jahre eine deutliche Tiefenverlagerung bis 100 cm unter Geländeoberkante zu beobachten, wenn auch auf sehr niedrigem Konzentrationsniveau.Bild vergrössern Zeitverlauf der ADONA-Gehalte im Feststoff (µg/kg) am Bodendauerbeobachtungsstandort Burghausen

Frühere Untersuchungsergebnisse