Schadstoffe aus der Luft, aus Düngern oder Pflanzenschutzmitteln gelangen auf die Böden und können diese mit Schwermetallen oder organische Schadstoffen belasten. Diese nicht oder nur schwer abbaubaren Substanzen reichern sich im Boden an und gefährden dessen Fruchtbarkeit. Diese Schadstoffe können ausserdem in die Nahrungskette oder via Grundwasser ins Trinkwasser gelangen und so die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen gefährden.
Das oberste Ziel des Bodenschutzes, festgelegt im Umweltschutzgesetz (USG), ist die Bodenfruchtbarkeit des Bodens zu gewährleisten, damit die vielfältigen ökologischen und gesellschaftlichen Funktionen dieser Ressource erhalten bleiben. Der Bodenschutz basiert auf vorsorglichen Massnahmen, der Bodendauerbeobachtung und weitergehenden Massnahmen bei belasteten oder degradierten Böden.
Referenzwerte für Böden
Bund und Kantone beurteilen die Bodenbelastung anhand der in der Verordnung über Belastungen des Bodens (VBBo) festgelegten Richt-, Prüf- und Sanierungswerte.
Wird ein Richtwert nach VBBo überschritten, bedeutet dies, dass die Bodenfruchtbarkeit langfristig nicht mehr gewährleistet ist. Der Kanton muss in einem solchen Fall dafür sorgen, dass die Belastung nicht weiter ansteigt. Eine gesundheitliche Gefährdung von Menschen, Tieren und Pflanzen liegt nicht vor. Es gibt jedoch Beschränkungen für die Wiederverwendung von Bodenaushub, um eine Verschleppung der Belastung in unbelastete Gebiete zu vermeiden.
Wird ein Prüfwert nach VBBo überschritten, muss der Kanton prüfen, ob eine konkrete Gefährdung von Menschen, Tieren und Pflanzen vorliegt. Ist eine konkrete Gefährdung vorhanden, muss die Nutzung des Bodens eingeschränkt werden. Der Kanton ist in diesem Fall verpflichtet, zum Schutz der Bevölkerung, der Tiere und der Pflanzen in den betroffenen Gebieten, Massnahmen zu verfügen oder Empfehlungen abzugeben.
Wird ein Sanierungswert nach VBBo überschritten, gilt eine Nutzung als gefährdend für Menschen, Tiere und Pflanzen. Für diese Gebiete gilt ein Nutzungsverbot. Zudem müssen die Schadstoffwerte auf gartenbaulich und landwirtschaftlich genutzten Flächen soweit gesenkt werden, dass eine Bewirtschaftung ohne Gefährdung von Menschen, Tieren und Pflanzen möglich ist.
Schwermetalle
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Vorkommen
Cadmium kommt natürlich in sehr geringen Mengen in verschiedenen Mineralien, namentlich in Zinkerzen vor.
Verwendung
Farben, Kunststoffzusätze, Korrosionschutz und Akkus. Heute besteht generelles Herstellungs- und Verwendungsverbot von Cd.
Wirkung auf Menschen
Cadmium ist giftig für den Menschen. Die Aufnahme geschieht hauptsächlich über die Nahrungskette, oder auf stark belasteten Standorten durch Hand-Mund-Kontakt. Cd reichert sich beim Menschen vor allem in den Nieren, Leber und Muskeln an. Bei langanhaltender Exposition können chronische Vergiftungserscheinungen auftreten, mit z.B. Funktionsstörungen der Nieren.
Wirkung auf Tiere
Gleiche Wirkung wie beim Menschen.
Wirkung auf Pflanzen
Cd beeinträchtigt die Bodenfruchtbarkeit schon bei sehr geringen Mengen. Cd reichert sich stark in Pflanzen an, wobei das Anreicherungsvermögen stark von der Pflanzenart abhängt.
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Vorkommen
Kupfer kommt natürlich in der Erdkruste vor, in gediegener Form oder in verschiedenen Mineralien.
Verwendung
Metallverarbeitende Industrie, Pestizide im Weinbau und anderen Spezialkulturen (Obstbau).
Wirkung auf Menschen
Kupfer ist ein lebensnotwendiges Spurenelement und ist nur in hohen Mengen giftig. Chronische Toxizität ist nicht bekannt. Fälle, in denen der Cu-Gehalt in Böden so hoch ist, dass eine Gefährdung des Menschen besteht, sind äusserst selten.
Wirkung auf Tiere
Kupfer ist für Nutztiere lebensnotwendig. Jedoch ist die Grenze zwischen essentiellem Bedarf und schädlicher Dosis äusserst klein. Besonders Schafe reagieren sehr empfindlich auf Kupfer.
Wirkung auf Pflanzen
Kupfer ist auch für Pflanzen ein lebensnotwendiges Spurenelement. Ein zu hoher Cu-Gehalt im Boden beeinträchtigt die Bodenlebewesen (z.B. Pilze), die Bodenfruchtbarkeit und damit auch das Pflanzenwachstum.
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Vorkommen
Quecksilber kommt natürlich in verschieden Mineralien der Erdkruste vor. Es handelt sich um ein Metall, welches im reinen Zustand bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegt und sich leicht verflüchtigt.
Verwendung
Quecksilber wurde unter anderem für die Herstellung von Batterien, Thermometern, Amalgam für Zahnfüllungen, Lampen, Kunststoffzusätzen und Pestiziden verwendet. Die Verbrennung von Steinkohle, die natürlicherweise Quecksilber enthält, ist eine wichtige Emissionsquelle. Aufgrund seiner Gefährdung für die Gesundheit und die Umwelt ist die Verwendung von Quecksilber durch nationale und internationale Rechtsvorschriften streng geregelt (Quelle: Verwendung, Entsorgung und Umwelteinträge von Quecksilber, BAFU 2018).
Wirkung auf Menschen
Quecksilber und seine Verbindungen sind für alle Lebeorganismen giftig. Sie beieinträchtigen den Stoffwechsel indem sie mit Proteinen und Enzymen interagieren. Quecksilber verursacht nachweislich Schäden am zentralen Nervensystem. Weitere Informationen sind dem Merkblatt des Bundesamtes für Gesundheit zu entnehmen.
Wirkung auf Tiere
Gleiche Wirkungen wie beim Menschen.
Wirkung auf Pflanzen
Pflanzen nehmen Quecksilber über die Blätter oder die Wurzeln auf. Die Aufnahmefähigkeit dieser beiden Organe variiert je nach Art. Phytotoxizität, d.h. Wachstumsstörungen können bei bestimmten Pflanzen, wie z.B. bei Weizen, ab einer Quecksilberkonzentration im Boden von 5 mg/kg erscheinen. Ab 50 mg/kg verallgemeinern sich die Ertrags Verluste bei allen Planzen. Weitere Informationen sind im Bericht «Quecksilber in Böden: Herleitung eines Sanierungswertes nach AltlV und von Prüfwerten nach VBBo» zu finden.
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Vorkommen
Blei kommt natürlich in verschiedenen Mineralien der Erdkruste vor.
Verwendung
Benzinzusatz (seit Ende Mitte der 80er Jahren verboten), Hauptbestandteil von Patronenkugeln, Bestandteil von Farben und Korrosionsschutzmitteln (heute verboten).
Wirkung auf Menschen
Blei ist für den Menschen giftig. Die Aufnahme von Pb aus Böden geschieht hauptsächlich durch Hand-Mund-Kontakt. Kinder, die auf einem mit Blei belasteten Boden spielen sind speziell gefährdet. Eine akute Vergiftung kann u. A. zu Enzephalopathie oder mittelfristig (Monate) zu Blutarmut führen. Bei langer Exposition (Jahre) werden u. A. Beeinträchtigungen der intellektuellen Fähigkeiten, des Nervensystems, des Verdauungstrakts und der Nieren beobachtet.
Wirkung auf Tiere
Einen starke Kontamination mit Blei führt bei Tieren zu pathologischen Beschwerden wie Hyperaktivität, Orientierungslosigkeit, motorische Störungen, Blindheit oder sogar zum Tod.
Wirkung auf Pflanzen
Anreicherung von Pb in Pflanzen hängt stark von der Pflanzenart ab. Getreide, Wurzel- und Knollengemüse sowie Blattgemüse sind besonders empfindlich.
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Vorkommen
Zink kommt natürlich in verschiedenen Mineralien der Erdkruste vor.
Verwendung
Metallverarbeitende Industrie und Korrosionsschutz.
Wirkung auf Menschen
Zink ist ein lebensnotwendiges Spurenelement für den Menschen und ist nur in hohen Mengen giftig. Eine starke Exposition durch inhalative Aufnahme kann zu Fieber führen. Orale Aufnahme kann zu Beschwerden des Magen-Darm-Trakts führen. Bei chronischer Exposition führt zu einer Veränderung des Blutbilds und der Nierenfunktion sowie zu einer Abnahme der Fruchtbarkeit. Zn-Gehalte im Bodens sind nur in Ausnahmefällen so hoch, dass sie eine Gesundheitsgefährdung des Menschen verursachen.
Wirkung auf Tiere
Gleiche Wirkung wie beim Menschen.
Wirkung auf Pflanzen
Zink ist ebenfalls ein lebensnotwendiges Spurenelement für die Pflanzen. Ein zu hoher Zn-Gehalt im Boden beeinträchtigt die Bodenfruchtbarkeit und das Pflanzenwachstum.
Organische Schadstoffen
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Entstehung
PCDD/F entstehen hauptsächlich bei Verbrennungsprozessen in Anwesenheit von chlorierten Verbindungen. Es existieren 210 verschiedene Dioxine und Furane, welche sich in ihrer Giftigkeit erheblich unterscheiden. Davon sind nur gerade 17 Einzelverbindungen aufgrund ihrer Toxizität biologisch wichtig.
Hauptquellen
Kehrrichtverbrennung, heute insbesondere illegale Verbrennung von Abfällen im Freien und in Hausfeuerungen, motorische Verbrennungsprozesse, Metallrezyklierung, natürlich bei Waldbränden und Vulkanausbrüchen. Der Eintrag in den Boden geschieht hauptsächlich aus der Luft.
Wirkung auf Menschen
PCDD/F sind sehr giftig. Einige Verbindungen gehören zu den giftigsten Stoffen überhaupt. Sie sind fettlöslich und reichern sich demnach vor Allem im Fettgewebe und in der Muttermilch an. Akute und chronische Belastungen können Hautkrankheiten (Chlorakne) und hormonelle Störungen verursachen, und sie erhöhen das Krebsrisiko.
Wirkung auf Tiere
PCDD/F sind für Tiere noch giftiger als für den Menschen. Die Hauptaufnahme erfolgt hauptsächlich über die Nahrung. Vergiftungsgefahr für Tiere besteht bei direkter Bodenaufnahme und bei Aufnahme von durch atmosphärische Deposition verunreinigter Futterpflanzen. PCDD/F reichern sich in der Mich der Kühe und in den Eiern von Geflügel an.
Wirkung auf Pflanzen
Die Belastung von Pflanzen geschieht hauptsächlich durch atmosphärische Deposition. Blattgemüse ist demnach besonders betroffen. PCDD/F werden ebenfalls, aber in geringerem Ausmass über den Boden aufgenommen. Die Anreicherung beschränkt sich auf die äussersten Zellschichten der Wurzeln.
Besonderes
Die PCDD/F sind besonders umweltgefährdend da sie extrem persistent sind (d.h. sie sind praktisch nicht abbaubar). Sie sind weltweit nachweisbar.
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Entstehung
Die PAK sind eine Gruppe von über hundert verschiedenen Verbindungen. Die PAK werden bei unvollständiger Verbrennung gebildet, z.B. von Kohle, Diesel/Heizöl, Holz und Tabak.
Hauptquellen
Die PAK sind natürliche Bestandteile von Kohle und Erdöl. Sie gelangen durch atmosphärische Deposition von Russpartikeln oder Austrag von Asche in den Boden. Holz, das mit Teerölen imprägniert wurde (heute verboten), enthält grosse Mengen PAK (z.B. alte Eisenbahnschwellen).
Wirkung auf Menschen
Bei chronischer Belastung durch PAK erhöht sich das Krebsrisiko (Lungen- und Hautkrebs). Sie sind erbgutschädigend (mutagene Effekte) und wirken hormonaktiv. Benzo(a)pyren gilt als der giftigste PAK (stark krebserzeugend).
Wirkung auf Tiere
Gleiche Wirkung wie beim Menschen.
Wirkung auf Pflanzen
Die Belastung geschieht hauptsächlich durch atmosphärische Deposition. Blattgemüse ist demnach wegen der grossen Blattfläche am meisten betroffen. Die Aufnahme über den Boden ist sehr gering und auf äusserste Zellschichten der Wurzeln beschränkt.
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Entstehung
Die PCB bestehen aus über 200 verschiedenen synthetisch hergestellten organischen aromatischen Chlorverbindungen. Sie haben technisch sehr interessante Eigenschaften: sie sind alterungsbeständig, nicht brennbar, hitzebeständig, nicht korrosiv, haben eine gute elektrische Isolierung, sind schwer flüchtig und schwer wasserlöslich.
Hauptquellen
Die PCB wurden ab 1930 und wurden bis in die 1980er Jahre vielerorts eingesetzt, z.B. als Isolier- und Kühlflüssigkeit in Elektrobauteilen, Hydrauliköl, Schmiermittel und in Wärmetauschern. Seit 1986 ist die Herstellung und Verwendung von PCB in der Schweiz verboten. Sie gelangten durch atmosphärische Deposition, über belastete Standorte und durch Klärschlammdüngung (heute verboten) in den Boden.
Wirkung auf Menschen
Eine akute Vergiftungsgefahr ist bei PCB gering. PCB sind sehr schlecht abbaubar und gut Fettlöslich und reichern sich im Fettgewebe sowie in der Muttermilch an. Bei schwangeren Frauen kann eine erhöhte Belastung das Kind im Mutterleib schädigen. Chronische Aufnahme kann zur Schwächung des Immunsystems führen. Sie stehen ebenfalls im Verdacht krebserzeugen zu sein.
Wirkung auf Tiere
Vergiftungsgefahr besteht durch direkte Bodenaufnahme und Aufnahme von durch belasteten Boden verunreinigten Pflanzen. Anreicherung in Futterpflanzen spielt hingegen eine untergeordnete Rolle. Die schädlichen Wirkungen sind ähnlich wie beim Menschen.
Wirkung auf Pflanzen
Pflanzen nehmen PCB durch Wurzeln auf, eine Anreicherung findet aber kaum statt. Pflanzen mit grossen unterirdischen Speicherorganen (Karotten, Kartoffeln, Schwarzwurzel, usw.) enthalten mehr PCB als Blattgemüse.
