umwelt-online: Methoden und Maßstäbe zur BBodSchV (5)

2.4.1.2 Inhalative Bodenaufnahme in den Szenarien Kinderpielflächen, Wohngebiete sowie Park- und Freizeitanlagen

2.4.1.2.1 Expositionsfaktoren

Ergänzend zu der Berechnung der oralen Schadstoffaufnahme wird die inhalative Aufnahme von Boden-Feinpartikeln insbesondere für solche Stoffe berücksichtigt, bei denen die inhalative Aufnahme wesentlich toxischer ausfällt als die orale (andere Endpunkte, andere Resorption).

Im Nutzungsszenario Kinderspielflächen kommt der Wert von 1 mg/m³ Staub in der Luft zur Anwendung. Dieser Wert basiert auf einem Simulationsversuch bei Gartenarbeit unter trockenen Witterungsbedingungen zur Abschätzung der Exposition eines während der Gartenarbeit in der Nähe spielenden Kindes. Der Versuch ist im Bericht der Arbeitsgruppe "Risikoabschätzung und -bewertung in der Umwelthygiene" des Ausschusses für Umwelthygiene (AUH) der AGLMB (BAGS, 1995) angeführt. Es wurden 6 mg/m³ atembarer Staub gemessen, so daß die hier als wirkungsrelevant angenommene Menge plausibel erscheint.

In der Prüfwertberechnung für inhalative Aufnahme ist ein Anreicherungsfaktor Boden/Staub zu berücksichtigen.

Anreicherungsfaktor (A)

Die Feinkornfraktion des Bodens weist aufgrund physikalischer Gegebenheiten eine relativ zur Grobkornfraktion (und zur Masse) höhere Anreicherung von Schadstoffen auf. Zur Berücksichtigung dieser relativ höheren Anreicherung von Schadstoffen in der Feinkornfraktion wird ein Anreicherungsfaktor von 5 für anorganische Stoffe und Faktor 10 für organische Stoffe angenommen. Soweit in Einzelfällen für zu bewertende Böden besondere Materialien wie z.B. Kohlestaub vorkommen und bewertungsrelevant sind, ist der Anreicherungsfaktor unter Umständen anzupassen.

Der Faktor 5 für anorganische Stoffe ist für Blei aus der Studie Dresch et al. (1976) belegt, andere Untersuchungen stützen dies (Reich und Frels, 1992). Über die Anreicherung organischer Stoffe liegen keine Informationen aus der Literatur vor. Erfahrungen aus den Dioxin-Messungen im Kieselrot zeigen, daß abhängig von den verglichenen Korngrößenfraktionen verschieden starke Anreicherungen gefunden werden. Der Faktor 10 scheint aber ausreichend konservativ.

2.4.1.2.2 Berechnungsformeln

Bodenaufnahmeraten

Für das Expositionsszenario Kinderspielfläche und inhalative Bodenaufnahme wird für das Schutzgut Kind

• mit einem Körpergewicht von 10 kg,
• einem Atemvolumen bei mäßiger Aktivität 15 m³/d (= 0,625 m³/h),
• einer Spielzeit von 2 h/d an 240 d/a,
• einem angenommenen Staub-Konzentrationswert von 1 mg/m³ Luft

eine Aufnahmerate von 0,082 mg/kg. d zugrunde gelegt. Für die Szenarien Wohngebiet sowie Park- und Freizeitflächen ergeben sich wiederum mit der Annahme einer um den Faktor 2 bzw. 5 geringeren täglichen Bodenaufnahme folgende Bodenaufnahmeraten:

• Wohngebiet: 0,041 mg/kg. d
• Park- und Freizeitflächen: 0,016 mg/kg. d

Der Bodenwert für die inhalative Staubaufnahme auf Kinderspielflächen ergibt sich dann wie folgt:

Formel 3:

Die Berechnung für Wohngebiete bzw. Park- und Freizeitflächen erfolgt analog mit dem jeweiligen Wert für die Bodenaufnahmerate.

Respirationstoxische Stoffe

Für Stoffe, bei denen die lokale Wirkung im Atemtrakt bewertungsrelevant ist, wird eine tolerable Luftkonzentration, die Referenz-Konzentration (RK) angegeben (siehe Nummer 2.3.1). In diesem Fall wird bei der Prüfwertberechnung keine Körperdosis berechnet. Bei Wirkungen auf den Atemtrakt ist davon auszugehen, daß die lokale Konzentration am Wirkort und nicht die in den Körper aufgenommene Dosis entscheidend für die Ausprägung der Wirkung ist. Es kann deshalb eine Aquipotenz der Expositionskonzentration bei Individuen unterschiedlichen Körpergewichts angenommen werden. Mit den obigen Angaben zur Aufenthaltszeit kann ein Gewichtungsfaktor G von 18,25 (24 h/2 h x 365 d/240 d) angegeben werden, der die anteilige Aufenthaltszeit berücksichtigt. Als Staubkonzentration wird wie oben 1 mg/m³ verwendet.

Formel 4:

Kanzerogene Stoffe

Im Falle von Stoffen mit krebserzeugender Wirkung wird analog zur Vorgehensweise bei oraler Exposition verfahren. Bewertungsgrundlage ist die zugeführte Körperdosis, die aus einer lebenslangen Inhalation des Stoffes resultiert, und zwar bei einer Konzentration, die einem zusätzlichen Krebsrisiko von 1 : 100.000 entspricht. Der Gefahrenfaktor F_(Gef) ist wiederum 5. Die Annahme, daß nur in den ersten 8 Lebensjahren eine Exposition gemäß den hier behandelten Szenarien erfolgt, resultiert im Expositionszeitfaktor 8,75. Wie bei nichtkanzerogener inhalativer Belastung wird die Anreicherung von Schadstoffen im Staub mit dem Anreicherungsfaktor A (für organische Stoffe 5, für organische Stoffe 10) berücksichtigt.

Formel 5:

Wie für nichtkanzerogene respirationstoxische Stoffe beschrieben, wird auch im Falle von kanzerogenen Stoffen, die vorwiegend lokale Tumoren im Atemtrakt verursachen, auf die Berechnung einer tolerablen Körperdosis verzichtet. Als Bewertungsgrundlage wird die Luftkonzentration zugrunde gelegt, die einem zusätzlichen Krebsrisiko von 1 : 100.000 entspricht. Analog zur Vorgehensweise bei Formel 4 findet die anteilige Expositionszeit von 2 h pro Tag und 240 Tagen pro Woche im Gewichtungsfaktor G (24/2 x 365/240 = 18,25) Berücksichtigung. Es wird wiederum die Staubkonzentration zu 1 mg/m³ festgelegt.

Formel 6:

2.4.1.3 Inhalative Bodenaufnahme im Szenario Industrie- und Gewerbegrundstücke

2.4.1.3.1 Expositionsfaktoren

Wesentlicher Expositionspfad für die Ableitung der Prüfwerte im Szenario Industrie- und Gewerbegrundstücke ist die langfristige inhalative Aufnahme. Bei der Abschätzung der inhalativen Exposition sind mehrere expositionsabhängige Parameter zu berücksichtigen. Bei partikulären Verunreinigungen handelt es sich um die Atemrate, die Expositionshäufigkeit, die Bestimmung der lungengängigen Fraktion bzw. des Anteils atembaren Staubes am Gesamtstaub, die Deposition der eingeatmeten staubförmigen Partikel, die Anreicherung bzw. den Kontaminationsanteil im Boden im Verhältnis zum Staub sowie die Staubkonzentration in der Außenluft. Eine umfassende Abschätzung aller Faktoren zur Charakterisierung des Expositionsszenarios ist für die Ableitung von Prüfwerten nicht erforderlich.

Vereinfachend werden folgende expositionsabhängige Faktoren festgelegt:

1. angenommene Staubkonzentration (mg/m³) entspricht dem Anteil des aufgenommenen Staubes,
2. dauernde hohe körperliche Aktivität wird ausgeschlossen,
3. Expositionshäufigkeit (h, d),
4. Anreicherungsfaktor (Anteil feinkörnige Staubpartikel/Schadstoffkonzentration Boden),
5. Deposition 100 %.

In Abgrenzung zu den Regelungen des Arbeitsschutzes wird auf folgendes hingewiesen:

Eine maximale Arbeitsplatzkonzentration ( MAK) nach Gefahrstoffverordnung ( GefStoffV) ist die Konzentration eines Arbeitsstoffes in der Luft, bei der im allgemeinen die Gesundheit des Arbeitnehmers nicht beeinträchtigt wird. MAK-Werte werden auf Vorschlag der Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe der Deutschen Forschungsgemeinschaft vom Ausschuß für Gefahrstoffe (AGS) aufgestellt als höchstzulässige Konzentration von Arbeitsstoffen als Gas, Dampf oder Schwebstoff in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem gegenwärtigen Stand der Kenntnis auch bei wiederholter und langfristiger, in der Regel achtstündiger Exposition, jedoch bei Einhaltung einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 h im allgemeinen die Gesundheit der Beschäftigten nicht beeinträchtigt und diese nicht unangemessen belästigt (entsprechend § 3 Abs. 5 GefStoffV).

Eine Technische Richtkonzentration (TRK) nach Gefahrstoffverordnung ist die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem Stand der Technik erreicht werden kann (§ 3 Abs. 7 GefStoffV). TRK-Werte werden vom AGS aufgestellt.

Die Grenzwerte in der Luft am Arbeitsplatz werden in den Technischen Regeln für Gefahrstoffe, TRGS, festgelegt (TRGS 900, Grenzwerte in der Luft am Arbeitsplatz - "Luftgrenzwerte", Bundesarbeitsblatt 5/1998, S. 63). Die TRGS geben allein Werte für Arbeitsstoffe in ml/m³ für die Luft am Arbeitsplatz an, nicht für andere Medien und andere Schadstoffe. Sie enthalten insbesondere keine auf Feststoffe und Böden bezogenen Angaben. Für die Festlegung der Höhe der Werte sind maßgeblich (nach: HVBG, 1994):

• die Möglichkeit, die Stoffkonzentrationen im Bereich des TRK-Wertes analytisch zu bestimmen,
• der derzeitige Stand der verfahrens- und lüftungstechnischen Maßnahmen unter Berücksichtigung des in naher Zukunft technisch Erreichbaren,
• die Berücksichtigung vorliegender arbeitsmedizinischer Erfahrungen oder toxikologischer Erkenntnisse.

Die genannten Kriterien machen deutlich, daß zum Zweck der toxikologisch begründeten Ableitung von Bodenwerten nicht auf die auch durch technische Gesichtspunkte mitbestimmten TRK-Werte abgestellt werden kann. Der unterschiedliche Schutzzweck (Luft am Arbeitsplatz, Boden in der Umgebung der Anlage und an unversiegelten Stellen eines Betriebsgeländes) macht darüber hinaus deutlich, daß eine Überschneidung der Regelungsbereiche (Arbeitsschutz - umweltbezogene Gefahrenbeurteilung schädlicher Bodenveränderungen) nicht gegeben ist. Dessenungeachtet gelten die Maßstäbe des Arbeitsschutzes beim Arbeiten an und mit kontaminierten Böden.

DA sich die toxikologischen Basisdaten auf eine dauerhafte Exposition (24 h/d, 365 d/a) beziehen, aber im Bereich von Industrie- und Gewerbegrundstücken die Exposition nur während der Arbeitszeit gegeben ist, wird ein Gewichtungsfaktor eingeführt. Dieser Faktor gibt die Relation Stunden pro Jahr zu Stunden Aufenthaltsdauer im Bereich von belasteten Industrie- und Gewerbegrundstücken pro Jahr an.

Dabei wurde von folgenden Annahmen ausgegangen:

• Arbeitszeit: 8 h/d an 5 d/w und 45 w/a,
• Reduzierung der Exposition gegenüber Staub durch Bodenfeuchte und andere Faktoren auf 1/3 des Jahres.

Die Expositionsdauer (D) berechnet sich demnach wie folgt:

D = 45 w/A x 5 d/w x 8 h/d: 3 = 600 h/a.

Als Gewichtungsfaktor Z ergibt sich somit:

Z = 365 d/A x 24 h/d : 600 h/A = 14,6.

Die Anzahl der Tage mit für den Wirkungspfad relevanter Verwehung von Bodenmaterial ist nur mit vereinfachten Annahmen abzuschätzen. Zu berücksichtigen sind im wesentlichen zwei Einflußfaktoren:

1. Windgeschwindigkeit,
2. Niederschlag (als Einflußfaktor auf die Bodenfeuchte, die die Abwehung verhindert).

Wiesert et al. (1996) geben an, daß Winderosion im wesentlichen bei Windgeschwindigkeiten von mehr als 7 m/s (gemessen in 10 m Höhe) eine Rolle spielt (diese Zahl ist wenig belegt, Verwirbelungen am Boden werden nicht berücksichtigt). Angaben einer Wetterstation (Bocholt) besagen, daß an 92-100 Tagen des Jahres Windgeschwindigkeiten von mehr als 6 m/s (in 10 m Höhe) auftreten. Für die Belastung von angrenzenden Flächen ist zu berücksichtigen, daß die Windrichtung wechselt. An etwa einem Drittel aller Tage im Jahr fällt an der genannten Wetterstation mindestens 1 mm Niederschlag. Diese Angaben sind naturgemäß regional sehr unterschiedlich. In Anlehnung an die Konventionen der US-EPA (EPA, 1997) mit 0,1 mg/m³ als niedrige bzw. 2 mg/m³ als hohe Staubkonzentration sowie des RIVM mit 0,165 mg/m³ als mittlere bzw. 0,382 mg/m³ als höchste ermittelte Staubkonzentration in niederländischen Industriegebieten wird der Ableitung eine Staubexposition (E) von 1 mg/m³ für 2 h/d und 0,1 mg/m³ für 6 h/d zugrunde gelegt. Daraus ermittelt sich eine durchschnittliche Staubkonzentration von 0,325 mg/m³ für 8 h/d (Arbeitszeit als Expositionszeit).

Als Anreicherungsfaktor (A) für Schadstoffe in der Feinkornfraktion des Bodens wird 5 für anorganische Stoffe bzw. 10 für organische Stoffe festgelegt. Die Begründung für diese Faktoren wurde bereits in Nummer 2.3.4.3.1 dargelegt.

2.4.1.3.2 Berechnungsformeln

Bewertungsgrundlage für die Betrachtung nichtkanzerogener Wirkungen ist die dem TRD-Wert für langfristig inhalative Exposition entsprechende Luftkonzentration bzw. im Falle von Stoffen mit lokaler Wirkung auf den Atemtrakt die Referenz-Konzentration RK.

Die anteilige Aufenthaltszeit unter arbeitsplatztypischen Bedingungen wird mit dem oben beschriebenen Gewichtungsfaktor Z berücksichtigt.

Formel 7:

Im Falle von Stoffen mit lokaler Wirkung auf den Atemtrakt resultiert mit der Referenz-Konzentration RK eine analoge Formel. Allerdings findet in diesen Fällen die allgemeine Hintergrundbelastung keine Berücksichtigung.

Formel 8:

Kanzerogene Stoffe

Die Ableitung von Prüfwerten für kanzerogene Stoffe erfolgt weitgehend, analog zu der für, nichtkanzerogene. Bewertungsgrundlage ist die Schadstoffkonzentration in, der Luft, die einem zusätzlichen Risiko von 1 : 100.000 entspricht. Der Gefahrenfaktor im Falle kanzerogener Wirkungen ist wiederum 5.

DA bei kanzerogenen Stoffen die kumulative Exposition über die gesamte Lebenszeit. zu berücksichtigen ist und die Krebsrisikoberechnungen sich auf eine kontinuierliche Exposition über die gesamte Lebenszeit (70 Jahre) beziehen, wird die Relation Lebenszeit zu Expositionszeit wie folgt berechnet:

Die Lebenszeit, ausgedrückt in. Stunden, beträgt bei einer angenommenen mittleren Lebenserwartung von 70 Jahren 70 A x 365 d/A x 24 h/d 613.200 h.

Die Expositionszeit im Bereich eines unbefestigten Industrie-/Gewerbegrundstückes beträgt nach den in Nummer 2.3.4.4.1 genannten Prämissen bei einer Arbeitszeit von 20 Jahren 12 000 h, bei einer Arbeitszeit von 40 Jahren 24.000 h. Der Gewichtungsfaktor (Z) beträgt somit 51,6 bei einer Arbeitszeit von 20 Jahren und 25,8 bei einer Arbeitszeit von 40 Jahren.

Formel 9:

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