umwelt-online: Methoden und Maßstäbe zur BBodSchV (7)

2.4.1.5 Berücksichtigung einmaliger hoher Aufnahmemengen bei Stoffen mit hoher akuter Toxizität

Bei der Ableitung der Prüfwerte wird eine langfristige Aufnahme niedriger Dosen zugrunde gelegt, um chronische und subchronische toxische Wirkungen durch die Aufnahme von Boden-Kontaminanten zu vermeiden. Akute toxische Wirkungen können u. U. jedoch nach der einmaligen Aufnahme hoher Dosen eines Schadstoffes verursacht werden. Solche Expositionen sind nur unter extremen Bedingungen denkbar, die bei Zusammentreffen ungünstiger Einflußfaktoren wie z.B. massiver Bodenverunreinigungen, hoher Resorptionsverfügbarkeit von Schadstoffen, pica-Verhalten u. a. erfüllt sein können. Als pica-Verhalten bezeichnet man die absichtliche Aufnahme größerer Mengen (im Grammbereich) von Boden. Pica-Verhalten wird auch bei älteren Kindern beobachtet.

Zur Prüfung der Relevanz akut toxischer Wirkungen bei einmalig hoher Bodenaufnahme wird von folgenden Überlegungen ausgegangen:

• Es wird eine einmalige Bodenaufnahme von 10 g und ein Körpergewicht von 10 kg angenommen.
• Ausgehend von der niedrigsten berichteten akut wirksamen Dosis beim Menschen wird als toxikologischer Bewertungsmaßstab ein Abstand von einem Faktor 10 zu ersten Vergiftungserscheinungen angenommen.

Im Falle von Cyaniden ergeben sich aus den Überlegungen zur akuten Toxizität Konsequenzen für die Höhe der Prüfwerte. Für Cyanide wird in der Literatur eine niedrigste Letaldosis von 0,56 mg/kg genannt. Mit den obigen Vorgaben ergibt sich hieraus ein Bodenwert von 56 mg/kg. Dieser Wert liegt niedriger als die für alle Szenarien für langfristige Exposition berechneten Bodenwerte. Da in den Szenarien Kinderspielflächen, Wohngebiete sowie Park- und Freizeitflächen eine einmalige hohe Bodenaufnahme nicht ausgeschlossen ist, ist für diese Szenarien der Prüfwert auf Basis der Betrachtungen zur akuten Toxizität festzulegen.

Prinzipiell wird auch im Szenario Industrie- und Gewerbeflächen eine einmalige hohe Bodenaufnahme durch Kinder für möglich gehalten. Ein regelmäßiger Aufenthalt von Kindern auf Industriegeländen ist zwar unter regulären Bedingungen praktisch ausgeschlossen. Nicht immer ist jedoch davon auszugehen, daß diese Gebiete so gesichert sind, daß ein einmaliges Eindringen von Kindern, auszuschließen ist. Allerdings sind hierbei größere Kinder als gefährdete Gruppe anzusehen. Exposition gegenüber Schadstoffen im Boden ist durch Tätigkeiten wie Erdbewegungen, Bewerfen mit Erde und Wälzen auf dem Boden möglich. Eine Abschätzung der Exposition unter solchen Bedingungen ist schwierig. Es ist wahrscheinlich, daß gegenüber dem pica-Verhalten von Kleinkindern die Exposition auch unter extremen, nur selten auftretenden Bedingungen geringer ist. Diesem quantitativ nicht näher einzugrenzenden Umstand wird dadurch Rechnung getragen, daß der im Szenario "Kinderspielflächen" für die Betrachtung der akuten Toxizität bei Kleinkindern errechnete Bodenwert für das Szenario "Industrie- und Gewerbeflächen" mit dem Faktor 2 multipliziert wird. Der resultierende Prüfwert sollte bei Überschreitung insbesondere Anlaß geben, die mögliche Exposition von Kindern zu prüfen.

2.5 Kriterien für die Plausibilitätsbetrachtung der rechnerischen Ergebnisse bei der Ableitung von Prüfwerten

Alle Berechnungsergebnisse werden in der Plausibilitätsbetrachtung insbesondere dahin gehend geprüft, ob epidemiologische Studien vorliegen, die die Berechnungsergebnisse bestätigen oder ggf. Modifizierungen nahelegen. So können sich aus epidemiologischen Studien Anhaltspunkte dafür ergeben, daß die Resorptionsquote eines bestimmten Schadstoffes bei Aufnahme aus Böden sich von seiner Resorptionsquote bei Aufnahme mit Lebensmitteln unterscheidet und die herangezogenen Körperdosis-Werte dies zuwenig berücksichtigen. Daneben ist das Rechenergebnis auch mit Daten zu Hintergrundgehalten in Böden zu vergleichen. Rechnerische Ergebnisse, die kleiner oder gleich den Hintergrundwerten der Böden sind, können zwar eine toxikologisch unerwünschte Belastung anzeigen, sie spiegeln jedoch keine einer Bodenveränderung zuzuordnende Gefahr wider und erscheinen daher als Prüfwert nicht geeignet. Weiter gehend kann postuliert werden, daß in einem solchen Fall die Zufuhr dieses Schadstoffes über die orale Bodenlaufnahme erst dann als Gefahr zu interpretieren ist, wenn sie sich von der Zufuhr über Lebensmittel abhebt.

Insoweit fachlich begründete Kriterien zur Plausibilitätsprüfung werden nachstehend zusammengefaßt:

• Abgleich des rechnerischen Ergebnisses mit Daten zu Hintergrundgehalten von Böden vor dem Hintergrund, daß ein Prüfwert sinnvollerweise höher als die ubiquitären Gehalte liegt.
• Vergleich des rechnerischen Ergebnisses mit beurteilungsrelevanten humantoxikologischen Belastungsdaten (Humanbiomonitoring), sofern diese Daten Aussagen im Hinblick auf die relevanten Endpunkte zulassen.
• In die im Einzelfall einer schädlichen Bodenveränderung ausgelösten Untersuchungs- und Prüfschritte kann das Humanbiomonitoring einbezogen werden; um eine innere Belastung beim Menschen festzustellen.
• Wahl des Prüfwertes aus dem niedrigsten Ergebnis aus der parallelen Berechnung für die inhalative und ingestive Bodenaufnahme sowohl für kanzerogene als auch nichtkanzerogene Wirkung.
• Kommt die Berechnung für beide Pfade zu gleichen Konzentrationen, soll dieses Ergebnis durch Wahl eines niedrigeren Prüfwertes berücksichtigt werden.
• Berücksichtigung des perkutanen Aufnahmepfades, ggf. in Summation mit den ingestiv aufgenommenen Schadstoffmengen.
• Abgleich mit Betrachtung zu akuten Wirkungen bei einmalig hoher Bodenaufnahme, soweit dies mit den vorliegenden Daten möglich ist.
• Abgleich der Berechnungen mit Erkenntnissen zu Geruchsschwellenkohzentrationen zur Prüfung möglicher erheblicher Belästigungen.
• Hinweise auf typischerweise vorkommende gemeinsame Wirkungen mit anderen Stoffen.
• Bei der Plausibilitätsprüfung zur kanzerogenen Potenz sind die Maßstäbe aus den Nummern 2.3.1.5 und 2.3.1.10 zu beachten.
• Prüfung der Abstufung zwischen Prüfwert für Kinderspielflächen und für Industrie- und Gewerbegrundstücke. Es wird davon ausgegangen, daß die Abstufung dann sachgerecht ist, wenn sichergestellt ist, daß es bei Einhaltung der Prüfwerte für Industrie- und Gewerbegrundstücke nicht zu sekundären Verunreinigungen auf umgebenden Flächen kommen kann, wenn Bodenmaterial von Industrie- und Gewerbegrundstücken ungezielt und diffus abgeschwemmt und verweht oder durch Rutschungen verbracht wird.

3 Prüf- und Maßnahmenwerte nach Anhang 2 Nr. 2 BBodSchV für Böden unter Ackerbau, Gartenbau, Nutzgarten sowie Grünland

3.1 Vorbemerkung

Bei der Ableitung von Prüf- und Maßnahmenwerten nach Anhang 2 Nr. 2 BBodSchV steht die Bodenfunktion als Standort für den Anbau von Nutzpflanzen im Vordergrund. Hinsichtlich der Pflanzen sind verschiedene Fallgestaltungen und Schutzgüter zu unterscheiden:

• Ausschluß von humantoxischer Wirkungen beim Verzehr von pflanzlichen Lebensmitteln, insbesondere von Weizen, Kartoffeln und Gemüse,
• Vermarktbarkeit von Nahrungspflanzen aus Acker- und Erwerbsgartenbau als Lebensmittel,
• Verwertbarkeit von Ackerfutter und Grünlandaufwuchs als Futtermittel.

Ergänzend kommt auch der Ausschluß phytotoxischer Wirkungen auf Nahrungs- und Futterpflanzen infolge schädlicher Bodenveränderungen als Schutzgut in Frage. Soweit Stoffe in lebensmittel- oder futtermittelrechtlichen Richtlinien oder Vorschriften (Festlegungen zu Höchstmengen, Richtlinien der Zentralen Erfassungs- und Bewertungsstelle ZEBS für Metalle in Nahrungsmitteln, Grenzwerte für Futtermittel) geregelt sind, werden diese Festlegungen als ein Ableitungsmaßstab für die in der Pflanze nicht zu überschreitenden Schadstoffgehalte herangezogen. Ein weiterer wesentlicher Ableitungsmaßstab ergibt sich aus dem stoffspezifischen Anteil eines Stoffgehaltes im Boden, der von, der Nahrungspflanze systemisch aufgenommen werden kann oder dem Anteil eines Stoffes im Bodenmaterial, das der Pflanze anhaftet, und zur Belastung des Futtermittels beiträgt.

3.2 Abgrenzung der Nutzungen

Der Nutzungsbezug der Prüf- und Maßnahmenwerte erfordert, "daß die in Anhang 2 festgelegten Werte im einzelnen bestimmten Nutzungen, zugeordnet werden. Für die Prüfwerte nach Nummer 2 werden Nutzungen des Bodens als Ackerbau, Gartenbau, Nutzgarten sowie Grünland unterschieden. Für die Bodennutzungen Ackerbau, Gartenbau und Nutzgärten sind einheitliche Prüf- und Maßnahmenwerte insbesondere auch aus Gründen der Nachvollziehbarkeit für die Bodennutzer sinnvoll. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei Unterschreitung der aus den Lebensmittelrichtwerten abgeleiteten maximal zulässigen Pflanzenkonzentrationen auch unter toxikologischen Gesichtspunkten der Eigenverzehr von in privaten Nutzgärten angebautem Obst und Gemüse unbedenklich ist (s. w. u.). Da für Ackerflächen, die zum Anbau von Futtergräsern genutzt werden, die gleichen Transferbeziehungen Boden/Pflanze anzunehmen sind wie bei Grünlandflächen, werden diese wie Grünland beurteilt. Für Ackerflächen zum Silomaisanbau werden bei Einhaltung der Werte für Grünland in der Regel die Vorgaben der Futtermittelverordnung gewährleistet. Daher wird auch für diese Flächen eine Anwendung der Werte für Grünland vorgesehen.

3.3 Schutzgutbezug

Bezüglich einer Gefahrenbeurteilung beim Pfad Boden/Pflanze sind in Abhängigkeit von der Bodennutzung folgende Fallgestaltungen zu unterscheiden:

1. Vermarktung von Nahrungspflanzen aus Ackerbau und Erwerbsgemüsebau,
2. Vermarktung/Verwertung von Futterpflanzen aus Ackerfutterbau und Grünlandnutzung,
3. Verzehr von Obst und Gemüse aus Eigenanbau in Privatgärten (Haus-/Kleingärten).

Als Schutzgüter ergeben sich damit

• die Vermarktungsfähigkeit/ Verwertbarkeit von Lebens- bzw. Futtermitteln (Fallgestaltung A und b),
• die menschliche Gesundheit (Fallgestaltung c; A und b mittelbar).

Die Pflanzengesundheit (phytotoxische Wirkungen von Bodenkontaminationen auf Pflanzen) kann daneben von Bedeutung sein.

Hinsichtlich einer Schwermetallbelastung von Pflanzen auf kontaminierten Böden sind vorrangig zwei verschiedene Einwirkungspfade von Bedeutung. Zum einen werden in der Bodenlösung enthaltene Schwermetalle von den Pflanzenwurzeln aufgenommen und anschließend innerhalb der Pflanze transportiert (systemischer Aufnahmepfad). Zum anderen wird durch äußerliche Verschmutzung mit kontaminiertem Bodenmaterial eine Schwermetallbelastung von Pflanzen hervorgerufen, die im Falle von Nahrungspflanzen auch durch Waschen und küchentechnische Aufbereitung nicht vollständig entfernt werden kann (Verschmutzungspfad).

Zur Prognose des Schwermetalltransfers Boden/Pflanze über den systemischen Aufnahmepfad ist aus agrikulturchemischer/bodenkundlicher Sicht eine Bodenuntersuchungsmethode anzuwenden, die eine geeignete Schätzgröße für die für eine Wurzelaufnahme bedeutsame Schwermetallfraktion im Boden liefert. Nach allen bisherigen Erfahrungen kommt dafür am ehesten eine Bodenextraktion mit verdünnten Salzlösungen (z.B. Ammoniumnitrat-Extraktion nach DIN 19730) in Frage. Allerdings kann diese für die systemische Aufnahme relevante Schwermetallfraktion im Boden auch indirekt auf Basis einer den annähernden Schwermetallgesamtgehalt charakterisierenden Bodenuntersuchungsmethode (z.B. Königswasser-Extraktion nach DIN 38414, Teil 7) unter zusätzlicher Berücksichtigung verfügbarkeitsbestimmender Bodenparameter (wie z.B. pH, C_org, Tongehalt) geschätzt werden. Für den Schwermetalltransfer Boden/Pflanze über den Verschmutzungspfad kommt der pflanzenverfügbaren Schwermetallfraktion weniger Bedeutung zu als dem Schwermetallgesamtgehalt.

Wenn auch grundsätzlich stets beide Aufnahmepfade wirksam sind, so bestehen hinsichtlich der relativen Bedeutung für den Schwermetallgehalt von Pflanzen jedoch deutliche element- und pflanzenart- bzw. pflanzenorganspezifische Unterschiede. Im Extrem kann dabei einerseits die systemische Aufnahme allein bestimmend (z.B. Cd-Gehalt in Weizenkörnern) und in anderen Fällen (z.B. Pb-Gehalt von Grünlandaufwuchs) gegenüber dem Verschmutzungspfad nur unbedeutend sein.

Für den Bereich der Grünlandnutzung ist die Königswasser-Extraktion im Rahmen der Auswertungen der Datenbank TRANSFER gegenüber der Ammoniumnitrat-Bodenextraktion aussagekräftiger. Da bei einer Grünlandnutzung zudem generell von einer unvermeidbaren Futterverschmutzung (bei Beweidung auch durch Bodenaufnahme der Tiere) auszugehen ist und diese schon bei vergleichsweise niedrigen Bodenkonzentrationen bestimmend für die Schwermetallaufnahme der Tiere ist, erscheint eine Gefahrenbeurteilung auf Basis der königswasserlöslichen Bodengehalte als besser geeignet.

3.4 Vorgehensweise

Die Ableitung der Prüf- und Maßnahmenwerte sieht folgende Schritte vor (LABO, 1997):

• Heranziehen höchstzulässiger Schadstoffkonzentrationen in Pflanzen (Vorgabe pflanzenbezogener Bewertungsmaßstab),
• Beschreibung des Schwermetalltransfers vom Boden in die Pflanze und daraus rechnerische Ableitung einer zulässigen Bodenkonzentration zur Einhaltung der höchst zulässigen Pflanzenkonzentration,
• Prüfung der errechneten Bodenwerte auf Plausibilität, einschl, der Abschätzung der toxikologischen Belastung durch Gemüse aus schwermetallbelasteten Gärten, insbesondere für Cadmium (Delschen, Th. & J. Leisner-Saaber, 1998),
• Festlegung von Prüf- oder Maßnahmenwerten.

3.5 Vorgaben zulässiger Schwermetallkonzentrationen in Pflanzen

Im Hinblick auf die "Vermarktungsfähigkeit von Lebensmitteln" sind die gültigen Lebensmittelrichtwerte der ZEBS ¹ (BGVV, 1997) als Vorgabe zugrunde zu legen (Tabelle 8).

Tabelle 8: Beispielhaft für Blei und Cadmium genannte Richtwerte für Schadstoffe in pflanzlichen Lebensmitteln (BGVV, 1997) in mg/kg Frischmasse in Angebotsform (verzehrbare Anteile).

Die ZEBS-Richtwerte haben keinen gesetzlich bindenden, sondern einen administrativen, orientierenden Charakter. Sie sollen aufzeigen, wann unerwünscht hohe Schadstoffkonzentrationen in Lebensmitteln vorliegen. Zum Zwecke eines vorbeugenden Verbraucherschutzes sollen Spitzenbelastungen von Schadstoffen erkannt und nach Möglichkeit abgestellt werden. Im wesentlichen spiegeln sie eine empirische Verteilung, nicht jedoch eine stringent humantoxikologisch bestimmte Unbedenklichkeitsgrenze in Lebensmitteln wider.

Zur Ableitung von zulässigen Höchstgehalten für Schwermetalle in Futtermitteln ist die Futtermittelverordnung (FMVO, 1992) heranzuziehen (Tabelle 9). Als sogenannte "unerwünschte Stoffe" sind darin u. a. für Cd und Pb Höchstgehalte festgelegt.

Tabelle 9: Zulässige Höchstgehalte an Cadmium und Blei nach Futtermittelverordnung (FMVO, 1992), ergänzt durch VDI-Richtwerte für Futtermittel (VDI, 1991, 1992) in mg/kg Futtermittel mit 88 % TS

3.6 Abgeleitete höchst zulässige Schadstoffkonzentrationen in Pflanzen

Aus diesen Vorgaben werden die unten beispielhaft aufgeführten höchstzulässigen Schadstoffkonzentrationen in Pflanzen für die Bestimmung von Bodenprüf- oder Maßnahmenwerten abgeleitet. Dazu wurden die doppelten ZEBS-Werte sowie die einfachen Werte der FMVO zugrunde gelegt. Die doppelten ZEBS-Werte sind in der Praxis der Lebensmittelüberwachung als Indikator einer "echten" Richtwertüberschreitung gebräuchlich. Die einfachen FMVO-Werte gelten für die Vermarktung von Futtermitteln; bei der Verwertung im eigenen Betrieb und Verschnitt mit unbelasteten Futtermitteln ist nach FMVO eine Überschreitung bis zum 2,5fachen der Grenzwerte zulässig.

Zur Umrechnung von Frischmasse auf Trockenmasse wurden die Wassergehalte der verzehrbaren Anteile aus Nährwerttabellen (Souci et al., 1986), bei Grünland nach FMVO (88 % TS) herangezogen.

Tabelle 10: Zur Ableitung von Bodenprüfwerten beispielhaft für Cd und Pb herangezogene höchstzulässige Schadstoffgehalte in Pflanzen [mg/kg TM], rechnerisch ermittelt aus den 2fachen ZEBS-Werten bzw. den 1fachen FMVO-Werten sowie umgerechnet auf TM unter Berücksichtigung der Wassergehalte [WG %] der verzehrbaren Anteile (Nährwerttabellen, Souci et al., 1986) bzw. von 12 % WG bei Grünlandaufwuchs;

1) Zentrale Erfassungs- und Bewertungsstelle für Umweltchemikalien

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