Projekt 15716/01

Entwicklung eines innovativen und technischen Instrumentariums zur Optimierung der ökotoxikologischen Bewertung von Böden im Hinblick auf Sanierungsziele und Schutzerfordernisse

Projektträger

Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME
Auf dem Aberg 1
57392 Schmallenberg
Telefon: 02972/302-217

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Zweck des BBodSchG ist es, nachhaltig die Funktionen des Bodens zu erhalten bzw. wieder herzustellen. Für den Pfad Boden - Bodenorganismen gab es bislang Vorschläge für Testsysteme, doch lag noch für keine Methodik eine Validierung vor. Hier setzte das Verbundvorhaben ein. Ziel war die Bereitstellung eines wissenschaftlich fundierten und akzeptierten Instrumentariums bestehend aus ökotoxikologischen und genotoxikologischen Methoden für die Bewertung belasteter und behandelter Böden unter Berücksichtigung spezifischer Schutzgüter. Hierfür gliederte sich das Vorhaben in zwei Teilvorhaben.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Durchführung eines Ringtests mit folgenden Testsystemen:
Aquatische ökotoxikologische Testsysteme: Leuchtbakterien (Lumineszenz, Wachstum), Daphnien (Immobilisation), Algen (Vermehrung), Genotoxikoloische Testsysteme: UMU-Test, Ames-Test, Mikrobiologische Tests (Atmung, Nitrifikation), Tests mit Bodenorganismen: Regenwürmer, Collembolen, Enchytraeen (Mortalität, Reproduktion)
Arbeitsschritt 1: Aufruf zur Teilnahme am Ringtest durch Internet und persönliches Anschreiben verschiedenster Behörden, Forschungseinrichtungen, Firmen
Arbeitsschritt 2: Bodenauswahl, -vorbereitung und -versandt an die Teilnehmer
Arbeitsschritt 3: Durchführung und Auswertung des Ringtests
Arbeitsschritt 4: Veröffentlichung der Ergebnisse in Form eines Buches (Erich Schmidt Verlag)

2. Durchführung eines Laborvergleichstests mit folgenden Testsystemen (3 Labors pro Testsystem):
Bodenfauna: Regenwurm-Vermeidungstest; Nematodentest (Reproduktion); Miniaturisierte ökotoxikologische und genotoxikologische Testsysteme: Bakterienwachstumstests (V. fischeri, Ps. putida), Algentest (Vermehrung); UMU-Test; NM 2009-Test, SOS-Chromotest, Lemna-Test; Pflanzentest
Arbeitsschritt 1: Auswahl, Vorbereitung und Versandt von weiteren 5 Böden
Arbeitsschritt 2: Durchführung, Auswertung, Berichtserstellung des Laborvergleichstests mit 8 Böden (3 Ringtestböden + 5 weitere Böden)

3. Empfehlung einer pragmatisch zusammengestellten Testbatterie auf Basis aller Ergebnisse


Ergebnisse und Diskussion

Aus den Ringtestergebnissen ist ersichtlich, dass alle angewandten Testverfahren für die Untersuchung von Böden geeignet sind. Um Fehler in der Testdurchführung trotz detaillierter Testvorschriften zu vermeiden, sollten nur erfahrene Labors in justiziable Untersuchungen einbezogen werden. Auch bei dem Laborvergleichstests können mit Ausnahme des Nematodentests, der sich als sehr arbeitsaufwendig und schwierig zu erlernen erwies, alle untersuchten Verfahren für die Bodenbeurteilung empfohlen werden. Auf der Basis aller Ergebnisse wird folgende, pragmatisch zusammengestellte Testbatterie vorgeschlagen:
Test
Toxizitätskriterium (Boden gilt als untoxisch, wenn die genannten Kriterien erfüllt sind)

Schutzziel: Grundwasser
Leuchtbakterien, Lumineszenz:
GL £ 8

Algen, Vermehrung
alternativ: Algen, miniaturisiertes Verfahren;
Lemna-Test nach Standardisierung
GL £ 4

UMU-Test
optional: Ames-Test, NM2009-Test
G = 1,5

Schutzziel: Lebensraum für Bodenorganismen

Basale und Substratinduzierte Atmung
QR £ 3; Zeitpunkt bis Peak-Maximum £ 50 h

Nitrifikation
Auswertung gemäß Mischungsansatz

Regenwurm: kombinierter Akut- und Reproduktionstest

alternativ: Regenwurmvermeidungstest als Screening-Test nach Normung
³ 50 % der Nachkommen im Kontrollansatz

Collembolenreproduktionstest; alternativ: Enchytraeenreproduktionstest nach Normung
³ 50 % der Nachkommen im Kontrollansatz

Pflanzentest mit monokotyler und dikotyler Art
< 30 % Abweichung vom Kontrollansatz
alternativ: statistisch signifikante Unterschiede zum Kontrollansatz; Bewertung nach Mischmethoden


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse des Ringtests wurden als Poster und Vortrag auf verschiedenen internationalen Tagungen vorgestellt und als Buch veröffentlicht. In Bearbeitung ist eine umfassende englische Veröffentlichung. Die Ergebnisse des Laborvergleichstests wird jeder Koordinator selbst veröffentlichen. Die Ergebnisse sind in den DECHEMA-Leitfaden Biologische Testverfahren für Böden und Bodenmaterialien eingeflossen.


Fazit

Auf der Basis der Ergebnisse ist es gelungen, eine pragmatisch zusammengestellte, validierte, schutzgutbezogene Testbatterie inkl. Bewertungsrahmen vorzuschlagen. Das Projektziel wurde somit erreicht.