OPTIMON - Umweltmonitoring 2020 - Optimierung des immissionsökologischen Umweltmonitorings am LfU

Das immissionsökologische Umweltmonitoring am LfU beschäftigt sich intensiv mit Einträgen und Wirkungen von Chemikalien über Luft und Niederschlag auf Ökosysteme, Böden und Pflanzen. Wie sich Chemikalien in der Umwelt verhalten, wie sie transportiert und in welchen Konzentrationen sie zu finden sind, stellen wichtige Informationen dar, um folgende Fragen zu beantworten:

  • Gibt es Hinweise auf einen schädlichen Eintrag aus Luft und Niederschlag, die den Zustand des betrachteten Ökosystems beeinflussen?
  • Wie entwickeln sich die Einträge über die Zeit?
  • Wirken Gesetzgebungen zur Überwachung der Einträge bzw. sind die Gesetzgebungen ausreichend?
  • Kann man Modelle zum Umweltverhalten von Chemikalien mit echten Messungen bestätigen?

Mit dem Projekt OPTIMON wurde das immissionsökologische Messnetz neu strukturiert, die Liste der zu untersuchenden Stoffe überprüft, die dauerhafte Beobachtung der Einträge unterstützt und Beiträge zur gesetzgebenden Schadstoffregulierung geliefert. Das Projekt lief von April 2020 bis September 2024.

Monitoring von POPs in 2650 m und im Tiefland

Ein besonderer Standort für das Chemikalienmonitoring ist die Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) an der Zugspitze. Ein Schwerpunkt an dieser alpinen Station ist die Messung von sogenannten Persistent Organic Pollutants, kurz POPs, in Luft- und Niederschlagsproben. Mit dem Projekt OPTIMON wurden die Messreihen zu POPs an der Zugspitze fortgeführt und in ein gesichertes Langzeitmonitoring überführt. Das Monitoring an der Zugspitze wurde in das immissionsökologische Messnetz eingegliedert. Zur Erfassung von POPs in der Nähe möglicher Quellen wurde 2024 eine Referenzstation zum Alpenstandort in Nürnberg in Betrieb genommen und die Messungen zwischen Tiefland und Zugspitze soweit möglich aufeinander abgestimmt.

Die Messungen dienen der Überwachung und Bewertung von Schadstoffeinträgen und fungieren als Frühwarnsystem. Die Probenanzahl wurde weitestmöglich reduziert, Sammelmethoden evaluiert und Qualitätsmaßnahmen gesichert.

Die Abbildung zeigt eine Fotografie der Dauerbeobachtungsstation in Nürnberg im August 2024. Zu sehen sind unterschiedliche Sammelgeräte zur Sammlung von Luft- und Niederschlagsproben. 2024 wurde eine neue Messstation in Nürnberg errichtet. Hier werden auch Luftproben auf den Gehalt von persistenten organischen Schadstoffen überprüft. Die Station dient als Referenzstandort zur Station an der Zugspitze.

Neue Stoffe und Ferntransport

Mit dem optimierten immissionsökologischen Monitoring ist das LfU in der Lage, neu auftretende Stoffe schnell zu detektieren. Mit Hilfe der beiden Messstationen Schneefernerhaus und Nürnberg kann überprüft werden, ob erfasste Chemikalien aus regionalen Quellen stammen oder über den globalen Ferntransport eingetragen werden, da sie in der Atmosphäre nur unzureichend abgebaut werden. Die Persistenz und damit die Neigung zum Ferntransport zeichnen einen Stoff als problematisch aus und bedingen die Notwendigkeit einer Regulierung. Die Daten des LfU dienen Bundes- und EU-Behörden zur Überwachung und nötigenfalls Regulierung von Chemikalien.

Größtenteils Abnahmen zu verzeichnen

Die Messungen zu den untersuchten persistenten Schadstoffen zeigen größtenteils Abnahmen. Dies ist der Fall für polychlorierte Dibenzo-p-dioxine (PCDD) und Dibenzofurane (PCDF), bromierte und chlorierte Flammschutzmittel (FSM) und Organochlorpestizide (OCP). Keine Veränderung im Gehalt zeigen sich bei Konzentrationen polychlorierter Biphenyle (PCB), sowie bei einigen FSM (BDE 209 und Pentabromtoluol (PBT)) in Luftproben der Zugspitze. Die Daten aus dem Monitoring werden auch international genutzt, um die Regulierung von Schadstoffen zu unterstützen.

Der Aufbau eines PFAS-Messnetz

Das immissionsökologische Messnetz wurde genutzt um aufzuklären, inwiefern per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) über den Niederschlag in die Umwelt eingetragen werden. Aktuell werden an mehreren Standorten in Bayern ganzjährig über je vier Wochen Proben des Niederschlags gesammelt und auf ein breites Spektrum von PFAS untersucht.

Die Messungen von PFAS in der Deposition zeigen, dass meist nur einzelne PFAS und hier vor allem kurzkettige PFAS bestimmt werden können.

Je nach Definition wird auch die Trifluoressigsäure (TFA) zur Gruppe der PFAS gezählt. TFA wird in deutlich höheren Konzentrationen und an fast allen Standorten in den Niederschlagsproben nachgewiesen. Damit bestätigen die bayerischen Messungen die Annahme des gegenwärtig ubiquitären Eintrags von TFA. Für TFA wurde bisher keine ausgesprochene akute Toxizität nachgewiesen. Allerdings stellt es eine höchst persistente und mobile Substanz dar, die bereits im Grundwasser nachgewiesen wurde und deren Eintrag in die Umwelt kritisch zu betrachten ist. Die Messungen werden weitergeführt und durch Fachpersonal bewertet.

Finanzierung

OPTIMON wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz finanziert.

Projektmanagement

Bayerisches Landesamt für Umwelt, Referat 76: Stofftestlabor, Umweltmonitoring

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