Ökotoxikologische Untersuchungen als Bewertungshilfe zur Gefahrenbeurteilung am Beispiel einer Altdeponie Nina Menke, Karin Teichmann Daphnie Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 Gliederung 1. 2. 3. 4. 5. Ausgangssituation Aufgabenstellung Herangehensweise Ergebnisse und Bewertung Fazit Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 2 1. Ausgangssituation Allgemeine Standortinformationen § Gesamtfläche ca. 50.000 m², Ablagerungsvolumen ca. 250.000 m³ § Mittl. Ablagerungstiefe ca. 5 bis 6 m u GOK (bis ca. 2,5 m in die gesättigte Bodenzone hinein) Bildquelle: Bildquelle: google google maps, maps, 2016 2016,bearbeitet bearbeitet Lage der Altablagerungen Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 3 1. Ausgangssituation Ergebnisse bisheriger Untersuchungen – Schadstoffe § Oberflächenabdeckung: keine § Deponat: insbesondere Arsen, Schwermetalle, MKW, BTEX, PAK → z. T. mehrfach über den Prüfwerten nach BBodSchV, z. T. hohe Frachtenausträge Schurf – Mittlere Deponie § Natürlicher Untergrund (Sande): Schwermetalle § Grundwasser (GW): Arsen, Zink, Nickel, Blei, CKW, PAK, MKW, BTEX → GFS-Überschreitungen für Vielzahl organ. + anorgan. Schadstoffe Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 4 Gliederung 1. 2. 3. 4. 5. Ausgangssituation Aufgabenstellung Herangehensweise Ergebnisse und Bewertung Fazit Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 5 2. Aufgabenstellung Gefährdungsbeurteilung Oberflächenabdeckung (schluffige Sande) Auenlehm Hyporheisches Interstitial Deponat Fluss 2,5 muGOK Gefährdung? Nachteilige GW-Veränderung 6,0 muGOK GW-Fließrichtung Grundwasserleiter (Quartäre Sande) Grundwasserstauer (Tertiäre Tone) Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 6 2. Aufgabenstellung Klärung offener Fragen § Konkrete Gefahr für Ökosystem Oberflächengewässer oder GW? § Alle kritischen Stoffe analysiert? § Wirkungen der Stoffe untereinander (Raum, Zeit)? As, Pb, Cr, Cu, Ni, Hg, Zn, Naphthalin, Benzoapyren, CKW, PAK, MKW, BTEX… Ansatz der üblichen Einzelsubstanz – Untersuchung und Beurteilung der Konzentrationen/Frachten unbefriedigend! Zusätzlich Wirkungen betrachten! Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 7 Gliederung 1. 2. 3. 4. 5. Ausgangssituation Aufgabenstellung Herangehensweise Ergebnisse und Bewertung Fazit Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 8 3. Herangehensweise Untersuchungsprogramm zur Klärung der Rahmenbedingungen a) Feststellung der Fließgewässermerkmale b) Untersuchungen der Standorthydraulik Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 9 3. Herangehensweise Untersuchungsprogramm an Oberflächengewässer- und Grundwasserproben c) Chemische Untersuchungen auf die bekannten Schadstoffparameter sowie mögliche „Störstoffe“ d) Ökotoxikologische Untersuchungen mithilfe standardisierter aquatischer Testverfahren Bildquelle: Gobio GmbH, 2015 (bearbeitet) Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 10 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen - Grundprinzipien § Betrachtung der gesamten LebensgemeinschaŌ → Testung verschiedener Trophie-Ebenen in einer sogenannten „Testbatterie“ Quelle: de.wikipedia.org (bearbeitet) § Überprüfung wichtiger Lebensfunktionen an sensitiven Referenzorganismen Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 11 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen – Verwendung der etablierten aquatischen Testbatterie Test Fischeitest (DIN 38415-T6) Daphnientest (DIN ISO 38412-L30) Algentest (DIN 38412-L33) Leuchtbakterientest (DIN EN ISO 38412-L34) umu-Test (DIN 38415-T3) Langzeittest mit Daphnien (OECD 211) Dauer Trophie-Ebene Betrachtete Wirkung 48 h Konsument 2. Ordnung Akute Toxizität + Fruchtschädigung 24 h Konsument 1. Ordnung Akute Toxizität 72 h Primärproduzent Akute + chronische Toxizität < 0,5 h Destruent / Remineralisierer Akute Toxizität 2h Destruent / Remineralisierer Gentoxizität 21 d Konsument 1. Ordnung Chronische Toxiziät Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 12 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen an aquatischen Organismen - Anwendbarkeit auf das Grundwasser? § Überprüfung von Lebensfunktionen, die grundsätzlich bei Organismen in Grund- und Oberflächengewässern gleich ablaufen § im Grund- und Oberflächenwasser vergleichbare taxonomische Gruppen Anwendung der etablierten Testverfahren auch auf Grundwasserproben statthaft Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 13 3. Herangehensweise Ökotoxikologische Untersuchungen – Eindrücke von der Probenahme Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 14 Gliederung 1. 2. 3. 4. 5. Ausgangssituation Aufgabenstellung Herangehensweise Ergebnisse und Bewertung Fazit Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 15 4. Ergebnisse und Bewertung Bewertung unter Berücksichtigung von: § Empfindlichkeit des betroffenen Ökosystems § Bewertungsmatrix des Handbuch Altlasten, Bd. 3, Teil 8 § VergleichEinteilung aus Oberstrom Anstrom Abstrom aquatischer bzw. Systeme nach ihrerund Empfindlichkeit § Menge des belasteten Grundwassers, welches in das Oberflächengewässer eintritt § Sonstiger die Testorganismen beeinflussender Wasserinhaltsstoffe („Störstoffe“) über sog. Salzkorrekturfaktor Quelle: HLUG, Handbuch Altlasten, Band3, Teil 8 (bearbeitet) Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 16 4. Ergebnisse und Bewertung Ergebnisdarstellung ökotoxikologischer Untersuchungen „G-Stufe“ = kleinste Verdünnungsstufe, in der kein toxischer Effekt auftritt Systematik: G1 = unverdünnte Probe, G2 = ein Teil Probe und ein Teil Verdünnungswasser, G3 = ein Teil Probe und zwei Teile Verdünnungswasser, etc.. In den Daphnien-Langzeittests: Angabe von „ x % Hemmung“ bezogen auf die Vermehrung (in unverdünnter Probe) Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 17 4. Ergebnisse und Bewertung Oberflächengewässer (Auszug) 30.7.15 28.1.16 30.7.15 28.1.16 30.7.15 28.1.16 Empfehlung von BfG Bundeswasserstraßen / Große Fließgewässer Fischeitest GEi 1 GEi 1 GEi 1 GEi 1 GEi 1 - k.A. Daphnientest GD 1 GD 1 GD 1 GD 1 GD 1 - GD 4-8 Algentest Leuchtbakterie n-test GA 1 GA 1 GA 1 GA 1 GA 1 - GA 4-8 GL 2 GL 2 GL 2 GL 2 GL 2 - GL 4-8 GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 - Oberflächengewässerproben Test Probenahmedatum umu-Test Langzeittest mit Daphnien OGW1 Oberstrom OGW2 Abstrom OGW3 Flussmitte Keine toxischen Effekte nachweisbar Keine Verschlechterung des Oberflächengewässers durch Deponien 0% Steht aus -nachweisbar Steht aus Auffällige chemische Untersuchungsergebnisse Arsen [µg/l] k.A. [GEU 1,5] k.A. [1 Vol.% <20% Hemmung] JD-UQN [µg/l] gemäß OGewV 1 3 2 3 1 3 - Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 18 4. Ergebnisse und Bewertung Grundwasser (Auszug) Eintrag Schadstoffe aus Altlasten Grundwasserproben Test M1/91 Vermeintl. Anstrom Probenahmedatum M2/91 Vermeintl. Anstrom MA 4 Zentrale Deponie M3/15 Vermeintl. Abstrom M4/15 Vermeintl. Abstrom Grundwasser 30.7.15 28.1.16 30.7.15 28.1.16 30.7.15 28.1.16 30.7.15 28.1.16 30.7.15 28.1.16 Fischeitest GEi 1 GEi 1 - GEi 1 - GEi 1 GEi 1 GEi 1 GEi 1 GEi 1 GEi 2 Daphnientest GD 1 GD 1 - GD 1 - GD 1 GD 1 GD 1 GD 1 GD 1 GD 2 Algentest GA 6 GA 1 - GA 1 - GA 1 GA 6 GA 1 GA 1 GA 1 GA 2 L L L L L L L GL 4 umu-Test GEU 1,5 GEU 1,5 Langzeittest mit Daphnien 70,8 % Leuchtbakterientest Gewisse toxische Effekte im An- und Abstrom G 2 G 2 G 2 G 2 G 2 G 2 G 4 G 2 nachweisbar L - GEU 1,5 - GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 GEU 1,5 - Steht aus - Steht aus - Steht aus 19,9 % Steht aus k.A. Auffällige chemische Untersuchungsergebnisse Arsen Kupfer Zink Σ PAK Σ LHKW GFS [µg/l] keine signifikante Verschlechterung durch die 48Deponien 7 1 2 9 42 62 10 27 n.n. n.n. n.n. n.n. 11 n.n. 14 belegt n.n. n.n. n.n. 971 0,11 0,59 907 0,27 26,0 - 169 0,08 11,9 - n.n. n.n. n.n. n.n 33,1 - 0,12 n.n. 0,28 n.n. 58 0,2 20 n.n. = kleiner Nachweisgrenze Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 19 Gliederung 1. 2. 3. 4. 5. Ausgangssituation Aufgabenstellung Herangehensweise Ergebnisse und Bewertung Fazit Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 20 5. Fazit … für den Standort Anfänglich offene Fragen § Gefahr für Ökosystem Oberflächengewässer oder GW? § Alle kritischen Stoffe analysiert? § Wirkungen der Stoffe untereinander (Raum, Zeit)? Informationszugewinn § Oberflächengewässer: keine Verschlechterung, Grundwasser: keine signifikante Verschlechterung § Einzelsubstanz-Analytik bei diesem Verfahren nicht relevant § Wirkungen wurden erfasst Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 21 5. Fazit … hinsichtlich des Verfahrens Vorteile des Verfahrens § Beurteilung auch unbekannter Schadstoffcocktails möglich § Untersuchung konkreter Wirkungen auf Ökosysteme § zusätzliches wertvolles Instrument bei der Gefährdungsbeurteilung Grenzen des Verfahrens § Bislang keine normierten Tests mit Grundwasserorganismen § Aussagekraft bei leichtflüchtigen Verbindungen durch nötige Probenvorbehandlung eingeschränkt § Bislang keine Korrelation zu chemischen Ergebnissen möglich Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 22 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ökotoxikologische Untersuchungen – Ein wichtiges Puzzlestück im Entscheidungsprozess Altlastensymposium 2016 & 24. SALKO, Dresden, 10./11.03.2016 23
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