Böden der Stadt-, Gewerbe- und Industriegebiete (Stadtböden): Aufbau/Darstellung/Kartierung/ Schadstoffbelastungen/Sanierungen


Hausarbeit (Hauptseminar), 1995

24 Seiten


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Inhaltsverzeichnis

1.0 Einleitung

2.0 Einführung
2.1 Systematik anthropomorpher Böden
2.2 Böden städtischer Nutzung

3.0 Kartierung städtischer Böden

4.0 Schadstoffbelastung in städtischen Böden

5.0 Bodensanierung

6.0 Zusammenfassung

7.0 Schriftenverzeichnis

1.0 Einleitung

In den Städten treten Böden unterschiedlicher Ausprägung auf. Sie unterscheiden sich deutlich sowohl in ihrer stofflichen Zusammensetzung als auch in ihrer Ablage- rungsart von den naturnahen Standorten. Vielfach werden stadt- und industrienahe Standorte durch Auffüllung und Aufschüttung, Entnahme und Kontamination gleichermaßen beeinflußt. Die Bodengenese ist abhängig von den urbanen Nut-zungen und kann nur bis zu einem gewissen Grad an "natürlichen" Bodenent-wicklungen gemessen werden. Der Naturhaushalt wird durch die Vielfalt und die Intensität der Nutzungsansprüche eingeschränkt bzw. zerstört.

Stadtbodentypen sind oft sehr heterogen, mit einer großen Bandbreite an Er- scheinungsformen und Eigenschaften und ohne einheitliche Morphogenese. Sie bilden relativ abgeschlossene Einheiten urban-industrieller Subsysteme, deren Funktionen durch den Menschen - bewußt oder unbewußt - gesteuert werden. Zwei Beispiele dafür sind die Etagenböden (z.B. Dachgärten, Blumenkästen, Pflanzenkübel, Verkehrsinseln) und die Initialbodenbildung auf städtischen Brachflächen. Letzteres ermöglicht die Besiedelung von Extremstandorten, die Kristallisationspunkte für die Überwucherungen anthropogener Strukturen darstellen.

In dem vorliegenden Referat werden die anthropomorphen Böden als eigen-ständige Abteilung innerhalb der Bodensystematik betrachtet. Ihre Darstellung wird anhand ihrer Nutzungen verdeutlicht.

Die beiden Kapitel zur Bodenbelastung und Bodensanierung können aufgrund des begrenzten Umfanges nur einen Überblick über die Breite der Themen ver-mitteln. Bei dem Versuch, sich auf das Wesentliche zu beschränken, kommt es an einigen Stellen zu Aufzählungen, auf die nicht näher eingegangen werden kann.

2.0 Einführung

Nach Pietsch & Kamieth (1991) können Stadtböden nach drei Konfliktbereichen differenziert werden: die Stichworte "Oberfläche", "Verunreinigungen" und "Genese/ Eigenschaften" repräsentieren am besten die wichtigsten Problemfelder bzw. Fragestellungen zum Umweltbereich Boden.

Die moderne Ökosystemforschung bezeichnet Städte als "urban-industrielle" Ökosysteme und bezieht den Menschen, der in das Ökosystem eingreift, als Faktor mit ein. Der Mensch beeinflußt das Ökosystem nicht nur durch die hohe Bevölke- rungsdichte in den Städten, sondern auch durch die von ihm geschaffenen Strukturen

(Häuser, Versorgungssysteme etc.). In Tab. 2 sind nach Reinirkens (1991) sieben

Arten der anthropogenen Beeinflussung von Böden aufgelistet. Die anthropogene Beeinflussung bezieht sich allerdings nur auf die Böden, die nicht ver-siegelt sind. Bei versiegelten Böden entfallen sämtliche Bodenfunktionen. Die öko-systemaren Kreisläufe sind unterbrochen.

Deutlich ist anhand der Tab. 2 erkennbar, daß die Aktivitäten aus der Land-wirtschaft dominieren. Die mechanische Profilzerstörung ist durch das tiefe Um-graben zum Verlegen von Leitungen in den Grünstreifen von Straßen oder durch das Anlegen und Reparieren von Pipelines begründet. Mechanische Profil-beeinflussung durch Mischungsvorgänge wird verursacht in Grünflächen, durch regelmäßiges Umgraben eines Gartens oder eines Friedhofes. Bei der chemischen Profilbeeinflussung wird zwischen mittel- und unmittelbaren Inputs unterschieden. Unmittelbar ist alles das, was durch den Menschen selbst auf oder in einen Boden eingebracht wird, unabhängig vom Zweck seines Handelns. Die mittelbaren Inputs ergeben sich über die ökosystemaren Kreisläufe (Luft- bzw. Wasserkreislauf).

Die Schwierigkeiten, die in dicht besiedelten Bereichen auftreten, verbergen sich hinter den Punkten 1, 2 und 7. Die Zerstörungen durch Entnahme des anstehenden Bodens und die anschließende Überdeckungen,

Tab. 2 Arten der anthropogenen Beeinflussung von Böden (Reinirkens 1991: 102) die bei allen Baumaßnahmen auftreten, greifen derart in die Bodenbildung ein, daß die berechtigte Frage gestellt werden muß, inwieweit durch diese Eingriffe die Bodenregenerierung noch gewährleistet werden kann. In allen Fällen entstehen neue Oberflächen, die einer sofortigen Bodenentwicklung unterliegen und wiederum vom Menschen beeinflußt werden.

Das Bodenleben stirbt unter diesen Belastungen nicht ab, sondern paßt sich an, reagiert flexibel auf die jeweiligen Belastungen. Bei entsprechender Bodenbe-schaffenheit wird auch in der Stadt eine große Anzahl der Makrofauna erreicht, die eine intensive bodenbiologische Aktivität bedingt (Pietsch & Kamieth 1991).

Den städtischen Böden können bestimmte Funktionen zugeschrieben werden. Die wichtigste ist die Fähigkeit von Böden, Pflanzen, Tieren und den Menschen als Lebensraum und Standort zu dienen. Damit stellen die städtischen Böden einen Teil des Ökosystems dar (Wasser- und Stoffhaushalt). Eine weitere, allerdings be-grenzende Funktion haben die Böden bei der Abfallbeseitigung. Pflanzliche und tierische Abfallstoffe werden mineralisiert und die Nährstoffe wieder zur Verfügung gestellt. Die vom Menschen produzierten chemisch- organischen Stoffe (z.B. organische Halogenkohlenwasserstoffe, polychlorierte Biphenyle und weitere Kohlenwasserstoffe) werden in den Böden angereichert. Die Böden stellen innerhalb des Kreislaufes der Elemente eine Stoffsenke dar. Als regulierender Faktor im Wasserhaushalt kommt den Böden eine große Bedeutung zu. Sie dienen als Filter, Puffer und Speicher, bieten den Pflanzenwurzeln Nährstoffe, Luft und Wasser an und haben darüber hinaus eine Reinigungsfunktion für die versickernden Nieder-schläge. Über die Bauflächen und ihre unmittelbare Umgebung hinaus werden Stadtböden bis in größere Tiefen durch ihre Nutzung als Infrastrukturträger in ihrer Substanz völlig verändert und jeder weiteren Funktion entzogen.

2.1 Systematik anthropomorpher Böden

Die Systematik anthropomorpher Böden nach Schraps (1989) folgte einer boden-kundlichen Kartierung des Ruhrgebietes im Maßstab 1:50.000, die vom Geo-logischen Landesamt Nordrhein-Westfalen durchgeführt wurde. Nach Schraps (1989) ist aufgrund der Verbreitungsstruktur urbaner Böden, ihrer gemeinsamen Genese, ihrer besonderen Merkmale und der dadurch bedingten Differenzierung von den natürlichen Böden die Ausweisung einer eigenen Abteilung in der Systematik der Böden der Bundesrepublik Deutschland vertretbar. Die Abteilung "Anthropomorphe Böden" wird in vier Klassen unterteilt:

1. Kulturböden (Kultosole)
2. Auftragsböden (Deposole)
3. Abtragsböden (Denusole)
4. Eindringböden (Intrusole).

Die Klasse der Deposole wird nach ihren unterschiedlichen Ausgangssubstraten in zwei Unterklassen, "natürliche Deposole" und "Technosole", gegliedert.

Die Klassifizierung der anthropomorphen Böden erfolgt nach den Ausgangs-substraten, den physikalischen und chemischen Parametern, der funktionalen Kenn-zeichnung und den Nutzungsmöglichkeiten. Sie werden also nach den menschlichen Eingriffen und den bodenbildenden Substraten auf dem Niveau der Klassen ge-gliedert.

Stadtböden bestehen oft nicht nur aus einem Substrat, sondern aus ver-schiedenen natürlichen und/oder technogenen Substraten, die entweder aufein-ander folgen oder miteinander vermischt sind. Bei Substratmischungen ist auch der Mischungsanteil anzugeben. Stadtböden wurden bereits durch Bodenbildung sichtbar geprägt und weisen unterschiedliche

Horizonte auf. In vielen Fällen ist der Oberboden erkennbar mit Humus, angereichert und es liegt ein Ai- oder Ah-Horizont vor. Im Grundwasser-bereich können Reduktionsfarben (Gr- Horizonte) und Rostflecken (Go-Horizont) auftreten. Stärkere Verlehmung und Verbraunung ist selten, so daß B-Horizonte oftmals fehlen (Umweltbundesamt 1989). Die anthropogenen Böden befinden sich in einer frühen bodenkundlichen Ent-wicklungsphase (Syrosem, Regosol).

Abteilung: Anthropomorphe Böden

1. Klasse: KULTURBÖDEN (KULTOSOLE)

Veränderte Böden durch mechanische Eingriffe. Typ: RIGOSOL

HORTISOL

PLAGGENESCH

FRIEDHOFSBODEN (NEKROSOL)

TIEFUMBRUCHBODEN (TREPOSOL)

Nach der Boden (1994) werden die Kultosole wie folgt beschrieben:

Der Rigosol hat ein R-Ap/(Ah-)R/C-Profil oder ein R/C-Profil. Der R-Horizont ist durch ein 4 bis > 10 dm tiefes turnusmäßiges Rigolen entstanden. Dieser Bodentyp wird in Weinbergen, aber auch in Auen durch Vergraben von Sandauflandungen entwickelt. Der Hortisol weist ein R-Ap/R-Ah/(R/)C-Profil auf. Im R-Ap ist ein höherer Gehalt an organischer Substanz. Durch langjährige, intensive Gartenkultur entsteht ein mächtiger Ah- Horizont (> 4 dm), wodurch die biologische Aktivität stark angeregt wird. Durch einmaligen Umbruch oder tiefes Rigolen entsteht der Treposol mit einem R- Ap/R+.../...-Profil. Tiefumbruchböden können aus Podsolen, Parabraunerden, Gleyen, Hochmoore oder Niedermoore entwickelt sein.

Plaggenesch ist ein Boden mit einem Ah/E/II...-Profil. Der II...-Horizont steht für den begrabenen Boden (z.B. Podsol, Pseudogley oder Gley). Der Ah- und der E-Hori-zont sind gemeinsam > 4 dm.

2. Klasse: AUFTRAGSBÖDEN (DEPOSOLE)

Böden aus aufgebrachten natürlichen oder technischen Substrate. Unterklasse: NATÜRLICHE DEPOSOLE

Typ: DEPO-REGOSOL (aus Formsand) DEPO-BRAUNERDE (aus Bergmaterial)

Unterklasse: TECHNOSOLE

Typ: TECHNO-RENDZINA (aus Bauschutt)

TECHNO-PSEUDOGLEY (aus Kraftwerksasche)

Nach Blume (1988) bestehen Auftragsböden aus 3 bis 5 aufgeschütteten oder aufgespülten, natürlichen (z.B. Bodenaushub) oder technogenen (z.B. Bauschutt, Schlacke, Müll, Klärschlamm) Substraten, die dann in situ durch Bodenbildung ver-ändert wurden. Dem Auftrag durch Schüttung oder durch Spülung folgt in beiden Fällen die Schichtung. Dabei lagert Geschüttetes lockerer als Gespültes, wobei Ge-schüttetes durch Planieren verdichtet werden kann.

Tab. 3 Anthropogene Aufträge (Blume 1992: 486)

3. Klasse: ABTRAGSBÖDEN (DENUSOLE)

Böden aus natürlichen verdichteten oder aufgelockerten Substraten nach Ab-grabungen. Typ: DENU-RANKER (in Steinbrüchen)

DENU-GLEY (in Sandgruben bei hohem Grundwasser)

4. Klasse: EINDRINGBÖDEN (INTRUSOLE)

Böden aus natürlichen oder technogenen Substraten, die durch das künstlich her-vorgerufene Eindringen von Gasen oder Flüssigkeiten stark verändert sind.

Typ: METHANOSOL (Eindringen von Methan)

SECUNDÄR-GLEY (starker Anstieg des Grundwassers nach Bergsenkung)

Methanosole sind Böden aus Müll und Klärschlamm. Diese Substrate enthalten viel eiweißreiche, leicht abbaubare organische Substanzen, so daß in entsprech-enden älteren

Deponien eine intensive mikrobielle Umsetzung ablaufen kann. Bei erhöhter Lagerungsdichte entstehen, unter anaeroben Bedingungen, Methan und andere Deponiegase. Methanosole enthalten mindestens 5 % Methan in der Boden-luft und besitzen durch Metallsulfide schwarzgefärbte Cr-Horizonte. Der darüber liegende Aoh-Horizont ist lockerer und sauerstoffreicher, was durch die verrosteten Wurzelröhren und Aggregatoberflächen deutlich wird (Blume 1988).

2.2 Böden städtischer Nutzung

Nach Brassel (1988) spielt sich die Bodennutzung in Raum und Zeit ab. Sie ist aufzufassen als ein Muster verschiedener Nutzungstypen, die sich räumlich an-ordnen lassen, teils überlagert und einem zeitlichen Wandel unterworfen sind. Im Nachstehenden werden mehrere Nutzungstypen von Stadtböden vorgestellt.

Innerstädtische Freiflächen am Beispiel Freizeitanlagen

Unter Freizeitanlagen werden Sport-, Spiel- und sonstige Erholungsflächen ver-standen. Dabei sollten zwei Kategorien unterschieden werden:

- Grünanlagen (auch kleine parkähnliche Anlagen),
- Sportplätze (mit und ohne Beläge (Aschen, Decken), wassergebundenen Decken).

Die meisten Freizeitanlagen entstehen auf überformten oder auf relativ naturnahen Böden.

Die Bodeninanspruchnahme wird durch ein Mehr an Freizeitmöglichkeiten (z.B. Vielzweck- Sportanlagen, Tennisplätzen etc.) zukünftig steigen, wobei die Steigerung weniger die Kernzonen der Städte und Gemeinden als vielmehr deren Randbereiche betrifft. Die Bodentypen der Freizeitanlagen reichen von rein technischen "Funktionsböden" (Technosol) der Sportplätze über Pararendzina aus Trümmerschutt, Rohböden (Regosol, Humusregosol) aus Untergrundgesteinen (Bergbau) und Hortisol-Pararendzina bis zu naturnahen Waldbodenformen oder Auenböden in Niederungsbereichen. Vor der Bebauung wurden diese Flächen meist zur Beseitigung von Abfällen benutzt. Der durch Bau und Nutzung verdichtete Boden neigt zu wasserstauenden Eigenschaften, die mit Pseudogleyen vergleichbar sind. Die Versiegelungsgrade der Oberflächen von Freizeitanlagen liegen zwischen 10 und 20 %. Zur Sicherung der Nutzbarkeit der Oberflächen ist es erforderlich, den Wasserhaushalt zu steuern (Dränagen oder Kanalisation dicht unter der Ober-fläche), da die Niederschläge so schnell wie möglich versickern sollen, damit keine Staunässe entsteht.

Innerstädtische Freiflächen am Beispiel Kleingartenanlage

Kleingartenanlagen entstehen oftmals im Zusammenhang mit Wiedernutzbar-machung von Altablagerungen und Altstandorten. Anfang der 90er Jahre existierten etwa 500.000 Kleingärten bundesweit. Die Böden von Kleingartenanlagen zeichnen sich durch humusreiche Oberböden aus, die entweder durch jahrzehntelange Gartennutzung oder durch künstlich aufgeschüttetes Material entstanden. Geringe überformte Standorte in den Niederungen und in den Überschwemmungsbereichen sowie sehr alte Gartenanlagen zählen zu den fruchtbarsten innerstädtischen Böden. In Lübeck wurden humose bis stark humose Hortisole mit Humusgehalten bis 6 % in den oberen Horizonten bei pH-Werten von 6,7 bis 7,0 gefunden. Die durch-schnittlichen Versiegelungsgrade liegen bei 10 bis 20 %. Die Bodentypen weisen wie bei den Freizeitanlagen ein große Spannbreite auf: Vom wenig veränderten Auenboden bis zur Abdeckung kontaminierter Standorte mit "Mutterboden".

Innerstädtische Freiflächen am Beispiel Parks Parks sind "grüne" Zwischennutzungen urbaner Flächen, die den Nutzungswandel verdeutlichen. Sie sind entstanden aus Wäldern, Äckern, Wiesen, Steinbrüchen, Flußauen, Mülldeponien, Industriebrachen u.v.m.. Die Böden, der aus ehemaligen Wald-, Wiesen- und Ackerflächen hervorgegangen Parks wurden vergleichsweise wenig verändert. Die häufigsten Bodentypen sind Pararendzinen, Regosole, Hortisole und deren Übergangstypen. Reine Rohböden (Syroseme) kommen seltener vor, weil das anthropogene Ausgangsmaterial schon organische Substanz enthält. Während bei den Trümmerschuttflächen eindeutig Pararendzinen dominieren, sind es bei den Böden der innerstädtischen Parks mit Bau- und Trümmerschuttbeimengung vorwiegend Humus-, Hortisol-Pararendzinen und Regosole. Nach Untersuchungen von Grenzius (1987) sind die Böden der innerstädtischen Parks im allgemeinen stärker durch den Menschen gestaltet als die nicht auf Aufschüttung befindlichen Anlagen in den locker bebauten Gebieten. Der anthropogene Einfluß zeigt sich auch an der Mächtigkeit humushaltiger Bodenhorizonte mit 1-2 % und mehr organischer Substanzen. Aufgrund der viel-fältigen Einflüsse ist in vielen Parks ein extremer Wechsel der Humusformen auf kleinstem Raum zu beobachten. Der Versiegelungsgrad liegt in Parks bei annähernd 40 %. Ursache dafür sind lokale Versiegelungsschwerpunkte wie Spiel- und Sport- plätze, Gaststätten oder befestigte Oberflächengewässer.

Innerstädtische Freiflächen am Beispiel Friedhöfe

Friedhöfe machen etwa 1 bis 2 % der Stadtfläche aus. Die Boden- und Grund- wasserverhältnisse sollten günstig sein für die Verwesung (Verwesungszeit 5 bis 7 Jahre).

Erwünscht sind grundwasserferne, sandige Böden mit aeroben Unter-grundbedingungen, aber keine sehr trockenen Standorte. Nach Lautenschläger (1934) sind die besten Friedhofsböden kalkhaltig, gut durchlüftet, mäßig feucht und besitzen ein tiefes Bodenprofil. Durch die Anlage der Gräber sind die Böden bis in 2 m Tiefe aufgelockert. Der Anteil der organischen Substanz erreicht im Oberboden bis zu 7 % und in tiefer gelegenen Horizonten zwischen 1 und 2 %. Die intensive Lockerung und Humuszufuhr erhöht die nutzbare Feldkapazität (Blume et al. 1982). Neben den Nekrosolen treten noch Hortisole und deren Übergangstypen, Regosole sowie Braunerden und Parabraunerden auf.

Verkehrsflächen - Bahngelände

In den industrienahen Bereichen sind bei den Straßen nur künstliche Auf-schüttungen

(Ziegelschutt, Mörtel, Glasscherben, Schlacke) aus natürlichem und anthropogenen Material als Ausgangsgestein vorhanden. Die Straßenflächen sind vollständig versiegelt, außer den sog. Pflanzenscheiben und den Rand- und Mittel-streifen. Der Leitungsbau führt zur Unterbrechung der Bodenentwicklung, außerdem gleichzeitig zur Durchmischung und zu

Neueinträgen von Material (Reinirkens 1991). Der Bau von Bahnanlagen hat zur Konsequenz, daß großflächige Auf-schüttungen, einzelne Dämme oder Einschnitte, die Städte durchziehen. Die Entwicklung von Initialböden ist ausgeschlossen. Allerdings kann auf Gleisanlagen ohne Nutzungsdruck eine rasche Besiedlung mit Pionierpflanzen einsetzen. Vegetationsansiedlung und die Ansammlung organischer Stäube führten innerhalb weniger Jahrzehnte zu Entstehung von Kalkregosolen mit beachtlicher Humus-anreicherung der Feinerde des Oberbodens.

Darüber hinaus entwickeln sich Lockersyroseme und Pararendzinen. Gleisanlagen bestehen fast ausschließlich aus offenen Oberflächen mit geringen Verdunstungsraten, sehr geringem Ober-flächenabfluß bei entsprechend hohen Sickerraten in den Untergrund. Hohe lokale Verbauungsgrade sind die Folge des Baus von Bahnhöfen, Wartungshallen etc..

Wohnbebauung

Charakteristische Böden der aufgelockerten Bebauung sind Hortisole und deren

Übergangsformen (Hortisol-Braunerde und Hortisol-Parabraunerde). Durch jahrelange Gartenkultur entstehen durch das tiefe Umgraben, regelmäßige organische Düngung und Bewässerung tiefhumose, biologisch aktive, lockere Böden. Die Hortisole werden von jungen Aufschüttungsböden durchsetzt, deren Ausgangsmaterial durch Aushebung von Baugruben geschaffen wurde. Für die Innenstadtbereiche und die Brachflächen ist die Pararendzina aus Trümmerschutt ein charakteristischer Boden. Dagegen bewirkt eine vollständige Erschließung der Fläche durch Wohn- und Geschäftshäusern den totalen Verlust sämtlicher Boden- funktionen.

Industrie- und Gewerbestandorte

Industrie- und Gewerbeflächen entstanden auf ehemaligen Äckern, Wiesen, Wald- und

Auenstandorten. Nur in geringem Umfang spielen urbane Vornutzungen eine Rolle. Geprägt sind die Böden durch intensive Bodenveränderung und -belastung (Aufträge von Produktionsrückständen). In den altindustriellen Erschließungs-gebieten sind die ursprünglichen Bodenverhältnisse kaum noch zu erkennen. Die Ausgangsmaterialien für die Bodenbildung sind hauptsächlich technische Produkte. Es dominieren Rohböden auf Aufschüttungen. Neue Substrate sorgen für regional fremde Standortverhältnisse (häufig Trockenstandorte in ehemals feuchten Niederungen). Die Auffüllungen haben Mächtigkeiten bis zu neun Metern unter der heutigen Geländeoberfläche (Pietsch & Kamieth 1991, Reinirkens 1991).

3.0 Kartierung städtischer Böden

Bevor gebohrt werden kann muß eine Konzeptkarte erstellt werden, die die Aus-wertung der Unterlagen zur naturkundlichen Gliederung und Nutzungsgeschichte sowie die Nutzung, die Nutzungseignung und die Nutzungsgeschichte erfaßt. Als Informationen, um diese Konzeptkarte zu erstellen, dienen:

- bodenkundliche Informationen (Bodenkarten, Profildaten, Bodenschätzungsunterlagen, Karten zur Flurbereinigung, forstliche Standortkarten)
- weitere Kartenwerke (Topographische, Geologische, Gewässer, Historische Karten etc.)
- Kartenwerke zur Bodennutzungseignung (Baugrundkarten, Landschaftpläne, -programme)
- Karten der Bodennutzung (Bebauungspläne, Luftbilder, Versorgungs- leitungskarten etc.)
- Karten zur Bodenbelastung (Versiegelungskarten, Altlastenverdachtskataster etc.)
- sonstige Quellen (Gutachten, Fachliteratur, punktuelle Meßergebnisse etc.).

Welche Informationen Eingang in die Konzeptkarte finden, hängt zum einen von der

Gesamtzahl der Informationen ab, zum anderen vom Wert für die angestrebte Ziel-setzung der Vorstrukturierung der Kartierung bzw. späteren Regionalisierung. Eine digitalisierte Konzeptkarte bietet den Vorteil der schnellen Ergänzung, Korrektur und Funktionalisierung. Als nächstes muß die Anzahl und die Verteilung der Untersuchungs- bzw. Probe- nahmestellen entschieden werden. Diese hängen von der Zahl der Einheiten und von der Größe und Zahl der Flächen ab wie auch vom Auftreten typischer Nachbarschaften. Bei der technischen Vorbereitung zur Durchführung der Kartierung muß die Ge-fahr für das Leben der Kartierer, die Beschädigung an Versorgungs- und Ent-sorgungsleitungen sowie die Beeinträchtigung geschützter Standorte ausge-schlossen werden. Dazu müssen rechtzeitig zahlreiche Ämter und Behörden konsultiert, die Grundstückseigentümer um Erlaubnis gebeten und die Presse sowie die zuständige Polizeibehörde informiert werden. Denn nach der Bauordnung ist im Schadensfall nicht nur mit einer Geldbuße zu rechnen, sondern nach dem Straf-gesetzbuch mit einer Bestrafung wegen Verstoßes gegen anerkannte Bauregeln. Grundsätzlich ist der Verursacher zum Schadensersatz verpflichtet (Wolff 1993). Zum Schutz vor Munitionen und Blindgängern sind bei den Kampfmittel-räumdiensten entsprechende Unterlagen einzusehen. Nach den jeweiligen Landes-gesetzgebungen muß bei Erstellung von Profilgruben (Aufgrabungen) auf öffentlichen Verkehrsflächen ein Aufgrabungsschein beim zuständigen Amt beantragt werden. Deshalb sollte zur eigenen Absicherung jeder Kartierer für jede Kartierfläche eine Flächenfreigabemappe anlegen, in der für öffentliche Flächen die

Zusammenstellung aller Kabelpläne und Ver- und Entsorgungsleitungspläne von verschiedenen Ämtern (Fernmeldeamt, Elektrizitätswerke, Wasserwerke, Gaswerke, Baubehörde) enthalten sind. Die letztliche Entscheidung über die Festlegung des Bohrpunktes erfolgt vor Ort. Kartiert wird mit dem Pürckhauer-Bohrer, der Nutenstange, der Rammkernsonde und durch Aufgrabungen. Nach Wolff (1993) ist die Kartierung innerhalb eines Bereiches von < 5 m zu verlegen (Toleranzbereich), wenn "Kartierhindernisse" (Ver-sorgungsleitungen) auftreten. Die Erfassungstiefe sollte mindestens 2 m betragen.

Bei den Aufnahmearbeiten im Gelände muß zuerst eine Standortbeschreibung und danach ein Profilbeschreibung vorgenommen werden. Als Unterstützung zur Kennzeichnung auf der Karte dient die Bodenkundliche Kartieranleitung. Bei der Standortbeschreibung sind von Bedeutung die Lage, das Oberflächenrelief, das Klima bzw. die Witterung, die Bodennutzung und der Kulturzustand sowie die Erosions- und Akkumulationserscheinungen. Zusätzlich wird eine Nutzungs-typisierung empfohlen, die allerdings vor Ort differenziert werden muß. Zur Erstellung einer solchen Nutzungstypisierung bieten sich Bioindikatoren an (Fauna und Flora), von denen man auf Standortmerkmale oder andere ökologische Hinweise schließen kann.

Bei der Profilbeschreibung sind folgende Basismerkmale aufzunehmen: Farbe, Körnung, Lagerungsart und Porengrößenverteilung, Gefüge, Verfestigungsgrad, Eindringwiderstand, effektive Lagerungsdichte, Feuchte, Konsistenz, organische Substanz, Kalkgehalt, Durchwurzelung, Beläge, Gerüche und Gase, sonstige Auffälligkeiten (anthropogene Überformung oder Kontamination).

Darüber hinaus können im Labor weitere Kennzeichnungen erfolgen: Dispersion,

Aggregatstabilität, Aggregierung, Methangehalt, Redoxpotential, Dichte, Infiltration,

Wasserspannungskurven, pH-Wert, Referenzparameter für mögliche Verun-reinigungen

(Bestimmung von Glühverlust, Glührückstand, Trockenverlust und elektrische Leitfähigkeit), Feld- und Luftkapazität, Durchlässigkeit für Wasser und Luft (Umweltbundesamt 1989, Wolff 1993).

Die unterschiedlichen Bodenbohrungen müssen im nächsten Schritt zu funktionalen

Bodeneinheiten zusammengefaßt werden. Zur Abgrenzung der Ein-heiten werden Grundriß, Höhenlinien, Signaturen und Gewässer herangezogen. Darüber hinaus ist es möglich, den Grad der Flächenversiegelung ebenfalls in der Karte darzustellen. Bei der Stadtkartierung in Kiel wurde dafür eine fünfstufige Ein-teilung von gering bis sehr stark vorgenommen. Die Angabe des Versiege-lungsgrades ist aus zwei Gründen sinnvoll: Zum einen fassen die

Karteneinheiten nicht nur Böden, sondern auch versiegelte Flächen, zum anderen enthält die

Über-lagerung der Bodeneinheiten mit den Versiegelungseinheiten zusätzliche wichtige Informationen für Maßnahmen zum Bodenschutz und für die Planung. Die Kartenranddarstellung umfaßt u.a. die Legende der Bodeneinheiten, die Ein-heiten des Versiegelungsgrades und das Bodenartendiagramm. Durch die Farb-intensität wurden die Bodeneinheiten der Freiräume von denen der Verdichtungs-räume abgesetzt. Bodeneinheiten gleichen Leitbodentyps weisen dieselbe Farbe auf. Unterschiedliche Bodeneinheiten gleicher Farbe werden durch Ziffernein-schreibungen gekennzeichnet. Die Versiegelungseinheiten werden durch Raster ohne Begrenzung dargestellt.

Städtische Bodenkarten sind besonders wichtig für den Planungsbereich (Fertigung von Bauleitplänen, Flächennutzungsplan etc.) und dem Bodenschutz, da sie eindeutige Hinweise auf Haupt- und Nebenwirkungen geplanter und tatsächlicher Eingriffe und Nutzungen geben. Diese bodenkundlichen Kartenwerke verhindern oder vermeiden bestimmte Tätigkeiten, deren Kosten höher sind als die Produktions-kosten der Karte. Sie eignen sich zur Erfassung von Altablagerungen und -stand- orten und treffen Aussagen zu Standorteigenschaften im Hinblick auf anzubauende Pflanzen sowie Bearbeitungs- und Meliorierungsmaßnahmen (Cordsen & Siem & Blume & Finnern 1988).

4.0 Schadstoffbelastung in städtischen Böden

Allgemein gesagt ist jeder Stoff bzw. jede Verbindung, die in den Boden einge-tragen wird, ein potentieller Schadstoff. Entscheidend ist die Dosierung, die Menge des Stoffes (manche Stoffe gelangen in der Größenordnung von mehreren 100.000 t/a in die Umwelt, andere wiederum nur in wenigen kg/a). Neben der Dosierung sind der Zeitfaktor und die Toxizität anthropogener Umweltveränderungen wichtige Kriterien für das Verhalten von Schadstoffen im Boden. In geringen Konzentrationen beeinflussen sie das Wachstum und den Ertrag der Pflanzen nicht. Erst beim Über-schreiten einer bestimmten Grenzkonzentration treten Schadwirkungen auf. Zu den vielen "natürlichen" Schadstoffen kommen unzählige (geschätzt wird über 100.000), durch den Menschen geschaffene "künstliche" Stoffe hinzu, die den Bodenschutz ungemein erschweren.

Die Böden besitzen eine Filter-, Puffer- und Transformationsfunktion. Suspen-dierte Schmutz- und Schadstoffpartikel werden durch Filterung mechanisch im Boden gebunden. Die Filterleistung eines Bodens wird bestimmt durch den Poren-durchmesser der Wasserleitbahnen und deren Kontinuität. Die Pfufferwirkung be-dingt, daß gasförmige und gelöste Schadstoffe durch Adsorption an die Bodenaus-tauscher gebunden und danach chemisch gefällt werden. Dadurch werden sie weit-gehend immobilisiert. Dennoch verbleiben einige Schadstoffe in der Lösungsphase und gelangen entweder über die Aufnahme von

Pflanzen in die Nahrungskette oder kontaminieren über das Grundwasser das Trinkwasser. Die Aktivität der Mikro-organismen ist entscheidend für die Transformationsfunktion der Böden. Es werden feste organische Substanzen, gasförmige, gelöste oder feste Stoffe umgewandelt, die dadurch ihre Schadwirkung verlieren (Scheffer/Schachtschabel 1992). Bei Eintragsform von Schadstoffen in urbanen Böden wird unterschieden zwischen Stoffen, die eine diffuse, weiträumige Eintragsform besitzen und in geringen Konzentrationen eingetragen werden, und denen, die räumlich und zeitlich begrenzt eingetragen werden und in konzentrierter Form auftreten. Die möglichen Eintragsformen sind:

- Luftverschmutzung aus Gewerbe, Industrie und Hausbrand (SO2, NOx, Schwebestaub mit anorganischen und organischen Inhaltsstoffen)
- verkehrsspezifische Immisionen auf Straßenverkehrsflächen und Schienenver- kehrsflächen (CO, Kohlenwasserstoffe, NOx, SO2, Staub, Auftaumittel, Herbizide)
- Schadstoffe aus Leitungen/Infrastruktur (Kanalisation und Gasleitungen)
- Ablagerungen und Kontamination auf Betriebsflächen (branchenspezifische Stoffe)
- Deponien und "wilde" Ablagerungen
- Aufbringung von "Bodenverbesserungsmitteln" (Sand, Asche, Rinde, Komposte, Klärschlamm)
- Bodenaustausch mit kontaminierten Substraten (Aufschüttungen und Verfüllungen)
- Sedimentation in Gewässer (Pietsch & Kamieth 1991; Häberli & Lüscher & Chastonay & Wyss 1991).

Im folgenden werden unterschiedliche Schadstoffgruppen im einzelnen vorgestellt: Schwermetalle Schwermetalle werden durch Produktionsprozesse, Verhüttung von Erzen und dem Verbrennen von fossilen Energieträgern freigesetzt. Zwar sind einige Schwer-metalle, wie Zink und Kupfer, in geringen Konzentrationen lebensnotwendig für Pflanze, Tier und Mensch, doch können hohe Schwermetallanreicherungen zu Störungen des Bodenlebens und des Pflanzenwachstums führen. Toxikologisch problematisch sind Cadmium, Quecksilber und Blei, die sich über die Nahrungskette in den Organen des Menschen anreichern und dort zu schweren Stoffwechsel-störungen führen. Des weiteren gehören Schwermetalle zu den persistenten Schadstoffen, da sie nicht abgebaut werden und eine Verlagerung bzw. Auswaschung in tiefere Bodenhorizonten nur in geringem Ausmaß stattfindet. Häufig liegen sie in schwer löslicher Form vor und sind deshalb kaum pflanzenverfügbar (Bei ermittelten Bleigehalten kontaminierter Böden sind im allgemeinen weniger als 10 % pflanzenverfügbar).

Der pH-Wert des Bodens und sein Ton-Humus-Gehalt besitzen einen erheblichen Einfluß auf die Pflanzenverfügbarkeit. Niedrige pH-Werte sowie Ton- und Humusgehalte fördern die Aufnahme von Schwermetallen. Der Einfluß des pH-Wertes auf die Pflanzenverfügbarkeit ist bei Cadmium und Zink am größten, bei Chrom, Kupfer und Nickel mäßig und bei Blei und Quecksilber am geringsten. In der Nähe von Emittenten erreichen die Schwermetalldepositionen enorme Werte. Charakteristisch ist die kontinuierliche Abnahme der Bleigehalte mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand in den Böden des Grünstreifens (Pietsch & Kamieth 1991; Moser 1993).

Lichtfuss & Neumann (1982) zeigten bei Kieler Stadtböden, daß auch in tieferen Horizonten die Schwermetallgehalte höher sein können als in darüberliegenden. Ur-sächlich dafür sind Umschichtungsvorgänge des Bodens, die beispielsweise durch Straßenbauarbeiten bedingt sind.

Organische Schadstoffe

Viele der organischen Stoffe werden in kleinsten Mengen freigesetzt. Bei einigen Stoffen (z.B. Dioxine, Furane) können aber bereits geringe Konzentrationen toxisch bzw. gesundheitsschädlich sein. Nach Angaben des Bundesministerium des Inn-eren (1988) sind folgende Stoffklassen organischer Verbindungen bedenklich:

- Biozide auf Chlorwasserstoffbasis
- polychlorierte Biphenyle
- polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
- Detergentien und flüchtige Kohlenwasserstoffe, die als technische Lösungsmittel eingesetzt werden.

Nach Pietsch & Kamieth (1991) werden organische Schadstoffe eher als Schwer-metalle konzentriert und nutzungsspezifisch eingetragen. Ein beträchtlicher diffuser Eintrag erfolgt über die Luftschadstoffe. Wesentliche nicht diffuse Einträge sind Klär-schlämme, Flußschlämme, Komposte, Pestizide, Abfälle der industriellen Pro-duktion, Unfälle bei Produktion und Transport und der Eintragungspfad über das Ab-wasser und die Oberflächengewässer.

Salze und AuftaumittelÖ

kologische Schäden an Böden, Gewässern und straßenbegleitenden Vegetationen entstehen durch das vom Winterdienst aufgebrachte Streusalz, um damit die Straßenglätte zu bekämpfen und die Erfüllung der Verkehrssicherungspflicht zu ge-währleisten. In den 60er und 70er Jahren war das Aufbringen von 20 kg Salz pro laufenden Meter keine Seltenheit. Ein Teil des Salzes (NaCl), insbesondere das Chlorid, wird durch die nachfolgenden Niederschläge ausgewaschen und hierdurch unschädlich gemacht. Das Natrium wird dagegen durch die Ton- und Humus-bestandteile des Bodens sorbiert und zwar im Austausch gegen andere (z.B. Calzium) für die Pflanzenernährung, wichtige Stoffe, die ihrerseits durch die Aus-waschung verloren gehen. Der hohe pH-Wert (pH 11) von Straßenböden wird, außer durch Bauschutt, im wesentlichen durch Tausalze bestimmt. Neben der Ver-schlechterung der Bodenstruktur verändert sich das Artenspektrum und die Aktivität der Bodenorganismen.

Saure Deposition

Durch Verbrennungsprozesse, wie z.B. bei Industrie und Verkehr, gelangen Säure-bildner in Form von SO2, NOx, Fluor und Chlor in die Atmosphäre und werden als trockene, staubförmige oder nasse Depositionen den Böden zugeführt. Die in den Boden gelangten Protonen ersetzen die an Bodenkolloide sorptiv gebundenen Kationen. Die Kationen werden mit dem Niederschlagswasser in tiefere Boden-bereiche transportiert. Die natürlichen Pufferreserven der Böden sind bei derartigen Konzentrationen schnell aufgezehrt. Eine zunehmende Versauerung setzt ein. Fortschreitende Bodenversauerung ist an der Verminderung der Fe2+- und Mg2+-Ionenkonzentrationen feststellbar. Bei pH-Werten unter 4,2 werden toxische Alu-miniumionen frei, die die Wurzeln schädigen und hemmend auf die Zer-setzungskette einwirken. Zusätzlich läßt die Bodenfruchtbarkeit nach und die Entwicklung von Mikroorganismen wird nachhaltig gestört.

Städtische Böden, vor allem junge Böden, sind meist kalkhaltig. Die pH-Werte in

Straßenrandböden, in Böden mit Bauschutt, liegen um den Neutralpunkt, oft auch über pH 7. Die eingetragenen Säuren werden zunächst gut abgepuffert. Daher blei-ben die Belastungen des Bodens lange Zeit unbemerkt bis zur kritischen Menge, bei der der Boden als Filter für die zahlreichen Schadstoffe zusammenbricht (Pietsch & Kamieth 1991; Moser 1993).

Nährstoffe

Auch Nährstoffe erweisen sich unter bestimmten Umständen als Schadstoffe. So ge-langt Stickstoff in Form von Nitrat über Luftverunreinigung, mineralische oder organische Düngung in den Boden und kann in hohen Konzentrationen erhebliche Schäden verursachen. Weitere Nährstoffe wie Phosphor, Natrium, Kalium, Mag-nesium und Calzium sind in größeren Mengen in Haus- und Kleingärten, aber auch in Grünanlagen und Straßenrandbereichen zu messen.

Als gängige "Bodenverbesserer" bei Straßenbaum- und Grünflächenpflege werden durch Mulchgut und Kompost (aus Schnittgut, Rückstände von Vegetationsflächen, Laub von Straßenbäumen, Friedhofs- und Gartenabfällen) beträchtliche Mengen organischen Materials auf die Böden gebracht. Aus-bringungsmengen von 25 t/ha im Jahr sind üblich.

Ein weiterer, jahrzehntelang verwendeter "Bodenverbesserer" war und ist heute noch der Klärschlamm. Dieses Produkt der Abwasserreinigung ist ein hochwertiger Stickstoff- und Phosphor-Dünger mit teilweise sehr hohen Gehalten an Schwer-metallen und organischen Schadstoffen. Klärschlamm wurde als Dünger für Wiesen und Äcker sowie für Hausgärten und Kleingärten benutzt.

Radioaktive Stoffe

Nach der Atomreaktorkatastrophe 1986 in Tschernobyl belasteten vor allem in Süd- deutschland radioaktive Emissionen die Böden. Die emittierten Nuklide (Cäsium 137, Jod 131) wurden mit dem Regenwasser aus der Luft in die Böden aus-gewaschen. Der Weitertransport in größere Tiefen geschieht danach recht langsam. Andere Quellen der Freisetzung sind Kohlekraftwerke, Zementfabriken, Betriebe, die Baumaterialien aus Schlacken herstellen, und Bergwerke, die Thorium und Uran gewinnen. Bei diesen Aktivitäten werden Radon 222, Radon 226 und Blei 210 frei-gesetzt.

Stadtgas und Erdgas

Hierunter wird der Einfluß von Gas, das aus undichten Leitungssystemen austritt, auf die Böden und die Vegetation verstanden. Das Gas verdrängt den Sauerstoff aus dem Boden, der noch verbleibende Anteil wird durch den bakteriellen Abbau von Methan verbraucht, gleichzeitig steigt der CO2-Gehalt im Boden an. Das führt u.a. zum Absterben der Pflanzenwurzeln, da Wurzeln bei einem Sauerstoffgehalt in der Bodenluft von < 12 % "ersticken".

Bodenverdichtung

Bodenverdichtung wird verursacht durch das Befahren der Böden mit schweren Maschinen, durch gezielte Verdichtung zur Baugrundvorbereitung oder durch Tritt-verdichtung unter Freizeitnutzung. Der dabei entstehende physikalische Druck auf die Bodenoberfläche pflanzt sich mit abnehmender Intensität nach unten hin fort. Dabei werden die Bodenporen zusammengepreßt. Die Wasserkapazität und die Sauerstoffversorgung werden vermindert. Es laufen Reduktionsreaktionen ab: Als erstes NO3-, dann Mn(IV), Mn(III), Fe(III), SO42-, CO2 und schließlich H+. Die dadurch entstehenden Nährstoffverluste vermindern erheblich die Bodenfrucht-barkeit (Pietsch & Kamieth 1991; Moser 1993).

5.0 Bodensanierung

Bei zutreffenden Maßnahmen zur Gefahrenminderung wird unterschieden in Sanierungs- und Sicherungsmaßnahmen. Sicherungsmaßnahmen beseitigen nicht die Schadstoffe im Boden, sondern verhindern bzw. verringern lediglich ihren Aus-trag. Sanierungsmaßnahmen dagegen haben zum Ziel, die Schadstoffmenge zu be-seitigen bzw. zu verringern. Nach Pietsch & Kamieth (1991) erfolgt eine Sanierungsuntersuchung im An-schluß an die Gefährdungsabschätzung mit dem Ziel, den untersuchten Standort in eine Fläche zu überführen, von der keine Gefahr für Mensch und Umwelt ausgeht. Aufgrund unterschiedlicher Motive kommt es zur Aufstellung eines Sanierungs-konzeptes:

- Gefahrenabwehr im ordnungsrechtlichen Sinn bei bestehender Nutzung
- Vorsorgeprinzip
- Wiedernutzbarmachung
- Baureifmachung
- Abwehr von mit einer Nutzungsänderung verbundenen Gefahren
- Prioritätensetzung bei mehreren Altlasten ähnlicher Dringlichkeit.

Abb. 1 Sanierungsablauf (Pietsch & Kamieth 1991: 203)

Die Erfassung von Altlastenverdachtsflächen dient zur Abschätzung des Ge- fährdungspotentials. Dabei gibt es zwei wichtige Untersuchungselemente:

- historische Erkundung
- technische Erkundung.

Bei der historischen Erkundung werden Archive und Behörden angefragt, ob Hin-weise auf Altlastenverdachtsflächen vorliegen. Es werden Bewohner interviewt, Luft-bilder und Karten eingesehen und die Zeitungen durchsucht. Es wird versucht, einen historischen Abriß über die entsprechende Fläche zu bekommen, welche Nutzungen von dieser Fläche ausgingen. Bei der technischen Erkundung werden Proben von der zu untersuchenden Fläche genommen und im Labor analysiert.

Nach der Erfassung können die Sanierungsziele aufgestellt werden. Pietsch & Kamieth (1991) nennen vier Hauptziele, die wiederum in mehrere Nebenziele untergliedert werden können:

- Verringerung des Gefährdungspotentials
- Verfügbarkeit und Realisierbarkeit
- Vermeidung von negativen Umweltauswirkungen
- Sicherheit.

Darüber hinaus fügen sie hinzu, daß sich die Qualitätsziele nicht nur auf schadstoffbezogene Werte beschränken dürfen, sondern daß das Umfeld, die Sozialverträglichkeit, Planungsvorhaben, die Umweltverträglichkeit der Sanierungs-technik mit abgewägt werden müssen. Anhand eines solchen allgemeinen Ziel-systems kann dann die standortbezogene Auswahl eines Sanierungskonzeptes erfolgen.

Im folgenden werden verschiedene Sanierungsmethoden vorgestellt, wobei ihre Nebenwirkungen mitberücksichtigt werden. Zu erwähnen ist, daß die verschiedenen Sanierungsmaßnahmen unterschieden werden durch ihre Einsatzform. Bodenverun- reinigungen werden mit stationären, maschinellen Reinigungsanlagen durchgeführt, in denen der Boden, losgelöst aus seiner natürlichen Lagerung (ex situ) oder in natürlicher Lagerung (in situ), weitgehend von den jeweiligen Verunreinigungen befreit wird. Die Behandlung kann entweder vor Ort (on site) mit mobilen Anlagen oder an anderen Orten (off site) in stationären Behandlungszentren erfolgen (Blume 1992).

Thermische Behandlung (ex situ)

Thermische Verfahren arbeiten mehrstufig. Zuerst werden die Verunreinigungen ver-dampft und teilweise verbrannt, danach die kontaminierten Gasströme. Die Kontaminationen und Sekundärprodukte in der Abgasreinigung werden schließlich extrahiert. Sämtliche organischen und viele anorganische Stoffe sind dann zerstört. Die schwerflüchtigen Schwermetalle werden nur oxidiert oder zu Salzen umge-wandelt. Nach dem Stand der Technik fallen Stäube, Dioxine und Furane nicht an. Allerdings sei darauf hingewiesen, daß andere Autoren sehr wohl eine Gefahr der Bildung von Umweltgiften sehen. Bei der thermischen Behandlung sind zwei Verfahren zu unterscheiden:

- Pyrolyse (indirekte Erhitzung)
- Verbrennung (direkte Erhitzung).

Bei der Pyrolyse werden verdampfbare Stoffe aus dem Substrat unter Luftabschluß ausgetrieben. Bei Temperaturen von + 400 bis + 900 °C werden sie vom Substrat desorbiert und zersetzt (pyrolysiert). Ein Problem ist der u.U. anfallende Pyrolysekoks (die nicht verdampfbaren Stoffe im Reinsubstrat bleiben zurück und bilden den Pyrolysekoks), der als überwachungsbedürftiger Abfall entsorgt werden muß. Bei der Verbrennung in oxidierender Atmosphäre werden sämtliche organischen Stoffe im Substrat zu CO2 und H2O oxidert. Als Reinprodukt entsteht meist ein steriles Material (das Thermosol genannt wird), das nach dem Wieder-einbau aller Wahrscheinlichkeit nach keine Bodeneigenschaften mehr annimmt. Es findet als Zuschlagsstoff in der Bauwirtschaft Verwendung. Die thermischen Verfahren sind die teuersten, gründlichsten und daher unattraktivsten Verfahren, die auf hochgradige Verunreinigungen beschränkt bleiben sollten. Als Nebenwirkung ist die Sterilisierung und damit einhergehend die erhebliche Einschränkung der Multi-funktionalität des Bodens zu nennen.

Mikrobiologie (ex situ und in situ)

Organische Substanzen können durch Organismen der Bodenfauna und -flora zu molekularen oder ionogenen Endprodukten abgebaut (Verwesung) oder zu Humin-stoffen umgewandelt (Humifizierung). Durch diese natürlichen Prozesse werden auch die Schadstoffe abgebaut. Bei der biologischen in situ-Bodensanierung gelten als günstige Standortfaktoren: intensive bis mittlere Feuchtigkeitsverhältnisse, gute Durchlüftung, hohe Temperaturen, neutrale bis schwach alkalische Reaktionen und ein enges C/N-Verhältnis. Sind die Standortbedingungen ungünstig für die Sanierung, können sie mit gezielten Maßnahmen, wie z.B. Be- und Entwässerung, Bodenlockerung, Belüftung, Zwangsbegasung (O2 und CO2), Zwangserwärmung, Düngung etc., verbessert werden. Eine weitere Methode ist der Einsatz von Pflanzen (z.B. Riesenknöterich), die ein hohes Aufnahmevermögen gegenüber Schadstoffen (z.B. gegenüber Cadmium und Blei) besitzen. Die Pflanzen müssen zwei- bis dreimal jährlich geerntet und nach zwei Anbaujahren die schwermetallreichen Wurzeln einer thermischen Behandlung zugeführt werden, bevor die Rückstände zu deponieren sind. Durch den Anbau salztoleranter Pflanzen mit hoher Bio-massenproduktion (z.B. Dattelpalmen, Kokosnüsse, Eukalyptus) können auch ver-salzte Böden saniert werden. In der Praxis sind die biologischen ex situ-Verfahren (Mieten, Bio-Reaktor) bevorzugt zu verwenden, weil sich ungünstige Verhältnisse durch gezielte Steuerungsmaßnahmen im Vergleich zu in situ-Verfahren optimieren lassen.

Als mögliche Nebenwirkungen können auftreten: erhöhte biologische Aktivität, verstärkter Humusabbau, Erhöhung der Bodentemperatur, Erhöhung der Nährstoffgehalte durch Düngung bis hin zur Grundwasserverunreinigung, An-reicherung von Abbauprodukten, Geruchsbelästigungen und Deponiebedarf und Emissionen aus der thermisch behandelten Biomasse. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß beim Abbau von gesättigten Kohlenwasserstoffen (z.B. Dieselöl oder Motoröl) die Giftigkeit der aromatischen Kohlenwasserstoffe weiterhin besteht. Die Frage ist berechtigt, inwieweit die mikrobiellen Sanierungsverfahren überhaupt die kritischen Substanzen entfernen können.

Waschverfahren (ex situ)

Die Reinigung des Substrates erfolgt in mehreren Schritten. Die zu reinigende Substanz wird mechanisch vorbehandelt. Holz, Bauschutt, Steine oder Metallstücke werden abgesiebt und zerkleinert. Das vorbehandelte Substrat wird mit "Wasch-wasser" (unter Zuhilfenahme von

Zusatzstoffen wie z.B. Tenside, Säuren, Komplex-bildnern) vermischt, damit sich die

Verunreinigungen lösen können. Das Substrat wird dann vom verunreinigten "Waschwasser" und vom Feinschlamm mittels Klassierer und Sortierer getrennt. Anschließend erfolgt das Nachspülen und Trocknen des gewaschenen Substrates. Das verunreinigte "Waschwasser" wird nachbehandelt und der entstandene Schlamm entsorgt. Das gereinigte Substrat wird vor allem als Baustoff verwandt. Sind die Schwermetalle in Schlacken gebunden, oder liegen Schluff- und Tongehalte von zusammen über 20 % vor (an denen die Adsorptionskräfte mit dem Schadstoff sehr groß sind), dann ist das Waschverfahren zu bedingt zur Bodensanierung geeignet.

Auftretende Nebenwirkungen liegen in der Zerstörung des Bodengefüges, in der Beschädigung der Organismen, in der Veränderung des Humusgehaltes sowie in der Änderung des pH-Wertes.

Bodenluftabsaugung/Reinigung von Gasen (in situ) Die Bodenluftabsaugung ist geeignet, um leichtflüchtige Substanzen (z.B. Methan) sowie Ester, Aldehyde, Ketone, Ammoniak und Quecksilber aus der wasser-ungesättigten Bodenzone zu entfernen. Die Bodenluftbrunnen, die zur Entnahme der Luft aus dem Boden dienen, sollten im Bereich der höchsten Verunreinigung errichtet werden. Die meisten Bodenluftabsaugungen werden ununterbrochen mehrere Monate oder Jahre betrieben. Eine Alternative bietet das in situ-Strippen, bei dem Luft in die wassergesättigte Bodenzone gepreßt und in der ungesättigten wieder abgesaugt wird. Die abgesaugte, kontaminierte Bodenluft wird danach in die Atmosphäre geleitet. Zur Luftreinhaltung werden Aktivkohlefilter benutzt, um die Stoffe daran zu adsorbieren. Weiterhin werden Katalysatoren und UV-Strahler eingesetzt, die die Schadstoffe zersetzen. Die Bodenluftabsaugung ist also gut geeignet zur Unterstützung der Bodensanierung durch Grundwasserreinigung. Als Nebenwirkungen treten Wasserverluste im Boden auf, die zu Schrumpfungen quellfähiger Böden führen. Passiert das, wird nicht mehr der Boden vom Wasser durchströmt, sondern nur noch die Schrumpfungsrisse (Brandt 1990; Pietsch & Kamieth 1991; Blume 1992).

6.0 Zusammenfassung

Die Ausweisung der anthropomorphen Böden als eigene Abteilung in der Systematik der Böden der Bundesrepublik Deutschland ist nach Schraps (1989) vertretbar. Die Abteilung wird in vier Klassen gegliedert: Kulturböden (Kultosole), Auftragsböden (Deposole), Abtragsböden (Denusole) und Eindringböden (Intrusole). Weitere Gliederungen in Unterklassen und Typen werden vorgenommen.

Die städtischen Böden lassen sich anhand ihrer Nutzungen am besten darstellen. Bei der Bodennutzung werden die nicht-versiegelten Flächen betrachtet. Bei den ver-schiedenen Beispielen (Freizeit- und Kleingartenanlge, Parks, Friedhöfe, Ver-kehrsflächen sowie Wohnund Gewerbeflächen) wird auf die Bodendynamik und die typische Bodengenese eingegangen. Darüber hinaus wird die Oberflächenge-staltung und die besondere Ausprägung der Bodentypen vorgestellt. Bei der Kartierung städtischer Böden muß vor der Probenentnahme eine Konzept-karte erstellt werden, die die Auswertung der Unterlagen zur naturkundlichen Gliederung und Nutzungsgeschichte erfaßt, sowie die Nutzung, die Nutzungs-eignung und die Nutzungsgeschichte. Des weiteren sind Informationen über den Standort bei den zuständigen Behörden einzuholen, damit weder eine Gefahr für das Leben der Kartierer besteht, noch die Beschädigung an Versorgungs- und Ent-sorgungsleitungen verursacht wird. Bei den Aufnahmearbeiten im Gelände erfolgt eine Standort- und eine Profilbeschreibung. Danach werden die gewonnen Daten zu funktionalen Bodeneinheiten zusammengefaßt und in einer Bodenkarte dargestellt.

Neben der Dosierung sind der Zeitfaktor und die Toxizität anthropogener Umwelt- veränderungen wichtige Kriterien für das Verhalten von Schadstoffen im Boden. Über unterschiedliche Eintragsformen gelangen Schadstoffe in den Boden, reichern sich an und beeinflussen die Filter-, Puffer- und Transformationsfunktion des Bodens. Verschiedene Schadstoffgruppen (Schwermetalle, organische Schadstoffe, Salze, Säuren, Nährstoffe, radioaktive Stoffe, Erdgas und Bodenverdichtung) werden vorgestellt und ihre Wirkungen auf die Bodeneigenschaften erörtert.

Bodensanierung hat zum Ziel, die Schadstoffmenge zu beseitigen bzw. zu ver-ringern.

Aufgrund unterschiedlicher Motive wird eine Abschätzung des Gefahren-potentials für eine bestimmte Fläche vorgenommen (Erfassung von Altlastenver-dachtsflächen). Im folgenden werden Sanierungsziele formuliert. Daraufhin wird der Kreis der möglichen Sanierungsverfahren immer weiter eingeschränkt, bis die Ent-scheidung, welche Methode angewandt wird, getroffen ist. Exemplarisch wird die thermische Behandlung, die Mikrobiologie, das Waschverfahren und die Bodenluft-absaugung diskutiert.

7.0 Schriftenverzeichnis

Boden (1994): Bodenkundliche Kartieranleitung.- 4. Aufl.: 392 S., 33 Abb., 91 Tab.; Hannover (E. Schweizerbart).

Arbeitskreis Stadtböden (1988): Aufgaben, Inhalte und Aufbau eines Konzeptes zur Stadtbodenkartierung.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 56: 317-322; Göttingen.

Blume, H.-P. (1982): Böden im zentralen Bereich - Gutachten Zentraler Bereich.Inst. Ökologie TU Berlin [Hrsg.]: 20-30; Berlin.

Blume, H.-P. (1988): Zur Klassifikation der Böden städtischer Verdichtungsräume.Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 56: 323-326; Göttingen.

Blume, H.-P. (1992): Handbuch des Bodenschutzes.- 2. Aufl.: XXII + 794 S., 292 Abb., 294 Tab., 16 Taf.; Landsberg/Lech (ecomed).

Blume, H.-P. (1993): Böden.- In: Sukopp, H., & Wittig, R. [Hrsg.]: Stadtökologie: 154-168, 4 Abb., 9 Tab.; Stuttgart (G. Fischer).

Brassel, K. E. (1988): Erste Bilanz. Die Nutzung des Bodens in der Schweiz.- Züricher Hochschulforum, 11: 120 S., 35 Abb., 40 Tab.; Zürich.

Bundesministerium des Inneren (1988): Maßnahmen zum Bodenschutz.- Drucksache 11/1625 vom 12.1.1988 des Deutschen Bundestages; Bonn.

Cordsen, E., & Siem, H.-K., & Blume, H.-P., & Finnern, H. (1988): Bodenkarte 1:20000 Stadt Kiel und Umland.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 56: 333-338, 7 Abb.; Göttingen.

Fickel, W. (1982): Die Bedeutung der Bodenkarte für planerische Arbeiten in kommunalen Zentren der Ballungsgebiete, dargestellt an der Bodenübersichts-karte der Stadt Frankfurt am Main.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 33: 265-267; Göttingen.

Grenzius, R., & Blume, H.-P. (1983): Aufbau und ökologische Auswertung der

Bodengesellschaftskarte Berlins.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 36: 57-62, 3 Abb.; Göttingen.

Grenzius, R. (1987): Die Böden Berlins (West) - Klassifizierung, Vergesell-schaftung, ökologische Eigenschaften.- Diss. TU Berlin: 205 S., 47 Abb., 36 Tab., 5 Kt.; Berlin.

Häberli, R., & Lüscher, C., & Chastonay, B. P., & Wyss, C. (1991): Bodenkultur.

Vorschläge für eine haushälterische Nutzung des Bodens in der Schweiz.- 66-71; Zürich (Verlag der Fachvereine).

Lautenschläger, H. K. (1934): Die Böden der Friedhöfe - mit besonderer Berücksichtigung des Zentralfriedhofes Danzig-Langfuhr.- Diss. TU Danzig: 180 S., 12 Abb., 20 Tab.; Danzig.

Lichtfuss, R., & Neumann, U. (1982): Schwermetallgehalte in straßennahen Böden der Stadt Kiel.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 33: 67-73, 2 Abb., 2 Tab.; Göttingen.

Meiners, H.-G. (1993): Sanierungstechniken in der Bewährung - eine kritische

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Moser, B. (1993): Verhalten von Schadstoffen im Boden.- In: Kiefer, K.-W. [Hrsg.]:

Altlastensanierung. Sicherung, Sanierung und Folgenutzung kontaminierter Flächen: 31-38; Berlin (Springer).

Pietsch, J., & Kamieth, H. (1991): Stadtböden: Entwicklungen, Belastungen,

Bewertung und Planung.- 294 S., 26 Abb., 26 Tab.; Taunusstein (Eberhard Blottner).

Reinirkens, R. (1991): Siedlungsböden im Ruhrgebiet - Bedeutung und

Klassifikation im urban-industriellen Ökosystem Bochums.- Bochumer Geogr. Arb. 53: 128 S., 56 Abb., 29 Tab, 3 Kt.; Paderborn.

Riedl, T. M. (1992): Ratgeber Altlastensanierung.- 126 S., 12 Abb., 8 Tab. 7 Taf.; BadenBaden (Stein).

Scheffer/Schachtschabel (1992): Lehrbuch der Bodenkunde.- 13. Aufl.: 491 S., 220 Abb., 102 Tab., 1 Taf.; Stuttgart (Enke).

Schraps, W. G. (1987): Bodenkartierung städtischer Freiflächen.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 53: 269-274, 5 Abb.; Göttingen.

Schraps, W. G (1989): Zur Systematik anthropomorpher Böden im Ruhrgebiet.Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 59/II: 981-982; Göttingen.

Siem, H.-K., & Cordsen, E., & Blume, H.-P., & Finnern H. (1987): Klassifizierung von

Böden anthropogener Lithogenese - vorgestellt am Beispiel von Böden im

Stadtgebiet Kiel.- Mitt. Dt. Bodenkdl. Ges., 55/II: 831-836, 3 Tab.; Göttingen.

Umweltbundesamt (1989): Kartierung von Stadtböden - Empfehlung des

Arbeitskreises Stadtböden der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft für die bodenkundliche Kartierung urban, gewerblich und industriell überformter Flächen (Stadtböden).- Texte 18/89: 172 S., 7 Abb., 29 Tab.; Berlin.

Wolff R. (1993): Erfassung, Beschreibung und funktionale Bewertung der

Eigenschaften von Stadtböden am Beispiel Hamburgs.- Hamburger bodenkdl. Arb., 21: 365 S., 34 Abb., 141 Tab.; Hamburg.

24 von 24 Seiten

Details

Titel
Böden der Stadt-, Gewerbe- und Industriegebiete (Stadtböden): Aufbau/Darstellung/Kartierung/ Schadstoffbelastungen/Sanierungen
Hochschule
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main
Veranstaltung
Bodenkundliches Oberseminar, Bodenkunde in der BRD in der praktischen Anwendung
Autor
Jahr
1995
Seiten
24
Katalognummer
V96227
Dateigröße
471 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Böden, Stadt-, Gewerbe-, Industriegebiete, Aufbau/Darstellung/Kartierung/, Schadstoffbelastungen/Sanierungen, Bodenkundliches, Oberseminar, Bodenkunde, Anwendung
Arbeit zitieren
Michael Pachmajer (Autor), 1995, Böden der Stadt-, Gewerbe- und Industriegebiete (Stadtböden): Aufbau/Darstellung/Kartierung/ Schadstoffbelastungen/Sanierungen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/96227

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