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G.U.C.-News 02/2011

Untersuchung und Bewertung des Wirkungspfades Boden-Mensch (inhalativ)

 

VORwOrt

Bei einer umfassenden Gefährdungsabschätzung einer altlastverdächtigen Fläche oder einer Altlast ist auch der Wirkungspfad Boden-Mensch (inhalativ) hinsichtlich des Transfers leichtflüchtiger Schadstoffe aus dem Boden in Innenräume oder geplante Gebäude zu berücksichtigen.

Vorliegende G.U.C.-news beschreiben die Vorgehensweise bei der Untersuchung und Bewertung des Wirkungspfades Boden-Mensch (inhalativ) mit Hilfe von Bodenluft- anstatt von Feststoffuntersuchungen im Vorfeld der Bebauung eines Altstandortes.

GRUNDLAGEN

Mit dem BBodSchG (1998) und dessen untergesetzlichem Regelwerk wurde eine Richtschnur gegeben, um

  • Schädliche Bodenveränderungen abzuwehren

  • Boden und Altlasten sowie dadurch verursachte Grundwasserverunreinigungen zu sanieren und

  • Vorsorge gegen nachteilige Einwirkungen auf den Boden zu treffen (QUEITSCH 1999).

Zur Ermittlung des Sachverhaltes gibt die BBodSchV (1999) Richtlinien für die Untersuchung und Bewertung von Verdachtsflächen (VF), altlastverdächtigen Flächen (ALF), schädlichen Bodenveränderungen (SBV) und Altlasten (AL). Die BBodSchV legt für die drei Wirkungspfade Boden-Mensch, Boden-Nutzpflanze und Boden-Grundwasser in Anhang 1 die Anforderungen an die Probennahme, Analytik und Qualitätssicherung bei der Untersuchung und in Anhang 2 die Maßnahmen-, Prüf- und Vorsorgewerte fest.

In §4 (5) BBodSchV ist die Bewertung von Schadstoffen, für welche in der Verordnung keine Prüf- oder Maßnahmewerte festgesetzt sind, geregelt. Für die Bewertung sind die zur Ableitung der entsprechenden Werte in Anhang 2 herangezogenen Methoden und Maßstäbe zu beachten. Diese wurden im Bundesanzeiger Nr. 161a vom 28. August 1999 und in der vom Umweltbundesamt (UBA) herausgegebenen „Berechnung von Prüfwerten zur Bewertung von Altlasten“ veröffentlicht.

Leichtflüchtige Schadstoffe (z.B. Perchlorethen) in der ungesättigten Bodenzone können eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit über den Transferpfad Boden – Luft / Innenraumluft – Mensch (Wirkungspfad Boden-Mensch) bewirken. Beim Vorliegen einer bestehenden Bebauung oder einer geplanten Bebauung auf einer VF, SBV, ALF oder AF sind Untersuchungen und eine Risikobeurteilung des Wirkungspfades Boden-Mensch (inhalativ) durchzuführen. Nach §3 (6) BBodSchV soll eine Untersuchung der Innenraumluft erfolgen, sofern aufgrund örtlicher Gegebenheiten oder nach den Ergebnissen von Bodenluftuntersuchungen Anhaltspunkte für die Ausbreitung von flüchtigen Schadstoffen aus einer VF oder ALF in Gebäude zu befürchten sind. Sofern die Probennahme der Innenraumluft nicht möglich ist, da z.B. keine Bebauung vorliegt, diese aber geplant ist, erfolgt eine Probennahme der Bodenluft mit chemischer Untersuchung auf die jeweils relevanten leichtflüchtigen Schadstoffe. Die aktuellen oder die geplanten Expositionsszenarios sind zu ermitteln. Anhand der chemischen Analyse der Bodenluft oder der Innenraumluft ist das gesundheitliche Risiko für das jeweilige Expositionsszenario zu berechnen.

Für leichtflüchtige Stoffe existieren in der BBodSchV keine Prüf- und Maßnahmewerte, jedoch orientierende Hinweise auf Prüfwerte in Form von Schadstoffgehalten im Feststoff. Gemäß dem von BRGM/INERIS (2000) vorgeschlagenen Verfahren kann mit Hilfe von Bodenluftwerten eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt werden. 

VORGEHENSWEISE

Im Vorfeld einer geplanten Bebaung einer AL ist der Wirkungspfad Boden – Mensch (inhalativ) für den jeweils relevanten leicht flüchtigen Parameter zu überprüfen. Da keine Raumluftmessungen möglich sind, muss die Gefährdungsbeurteilung bzw. Risikoabschätzung über Bodenluftuntersuchungen und eine Prognose der Gefährdung erfolgen. In der Regel liegen aus den bereits durchgeführten Untersuchungen Bodenluftuntersuchungen vor. Ggf. ist das Untersuchungsraster in besonders sensiblen Bereichen der zukünftigen Nutzung zu verdichten.

PROBENNAHME BODENLUFT

Nach Anhang 1 (2.2) BBodSchV ist die Bodenluftprobennahme gemäß VDI Richtlinie 3865, Blatt 1 und 2 durchzuführen. Die Probenahme erfolgt in der Regel in temporären Bodenluftpegeln in einer Tiefe von 1 m unter der geplanten Gebäudesohle.

ERMITTLUNG DER EXPOSITIONSSZENARIEN

In einem nächsten Schritt ist für die Bewohner des geplanten Gebäudes ein konservatives Expositionsszenario anzunehmen. Zum Beispiel kann bei der Berechnung angenommen werden, dass sich eine Person ihr gesamtes Leben (TTOT=76 Jahre), ganzjährig (TI=365 Tage/Jahr) und einer täglichen Aufenthaltsdauer von 20 Std. im Gebäude befindet.

RISIKOBERECHNUNG

Orientierende Hinweise auf Prüfwerte für Wohngebäude in der Bodenluft wurden von JARONI + DÜNNEBIER (2005) und LABO (2008) zur Verfügung gestellt. Die Autoren weisen darauf hin, dass bei einer möglichen Gefährdung in jedem Fall eine Einzelfallprüfung erfolgen muss.

Die ermittelten Konzentrationen des leicht flüchtigen Schadstoffes in der Bodenluft sind mit den vorgeschlagenen Prüfwerten gemäß JARONI + DÜNNEBIER (2005) und LABO (2008) zu vergleichen. Ergeben sich Überschreitungen ist eine Risikoberechnung durchzuführen. Hierbei wird die wahrscheinliche Schadstoffkonzentration in der Innenraumluft mittels eines Transferfaktors für den Übergang von der Bodenluft in die Innenraumluft berechnet. Das toxikologische (RI) und kanzerogene Risiko (KR) für die ermittelten Expositionsszenarios ist zu berechnen.

TOXIKOLOGISCHES RISIKO (RI)

Als Bewertungsmaßstab für die Belastung, z.B. durch die inhalative Aufnahme von Kontaminanten werden tolerierbare resorbierte Dosen (TRD) verwendet. Die TRD-Werte kennzeichnen definitionsgemäß die tägliche Belastung, bei der, bei einer Exposition über Lebenszeit, auch bei empfindlichen Personen nicht mit Gesundheitsschädigungen zu rechnen ist (UBA 1999). Im Gegensatz zum Krebsrisiko gilt bei der Beurteilung des toxikologischen Risikos eine Wirkungsschwelle.

Bei der Ermittlung des toxikologischen Risikos (RI) durch den leicht flüchtigen Schadstoff bei einer späteren Bebauung für die dortige Population, wird die anhand der Messwerte berechnete Expositionsdosis mit dem TRD verglichen. Die TRD-Werte entsprechen in ihrer Definition, Ableitungsmethodik und ihrem Schutzniveau weitgehend den analog von der WHO oder der US-EPA eingeführten Werten (TRD = RFC).

Um das RI bewerten zu können wird zunächst die Raumluftkonzentration anhand der Bodenluftwerte und dem Transferkoeffizienten Bodenluft-Raumluft (TFBR) mit folgender Formel berechnet:

CRL  = CBL x TFBR [mg/m3],

mit      CRL   =  berechnete Konzentration der Kontaminanten in der Innenraumluft
           CBL   =  gem essene Konzentration der Kontaminanten in der Bodenluft
           TFBR =  Transferkoeffizient Bodenluft-Raumluft, welcher gemäß UBA (1999) mit 1000 als ausreichend konservativ angesetzt ist.

Die tägliche Expositionsdosis (TED) wird anhand der Messwerte und der Expositionsparameter gemäß folgender Formel berechnet (BRGM/INERIS (2000)):

TED = CRL x TH x TJ x TTOT/T[mg/m3],

mit        TH    =  tägliche Expositionszeit [h/24h]
             T   =  jährliche Expositionszeit [Tag/Jahr]
             TTOT = gesamte Expositionszeit [Jahre]
             TM    = Gesamtlebensdauer [Tage].

Diese Formel berücksichtigt nicht das Körpergewicht, da eine Luftkonzentration und keine aufgenommene Dosis vorliegt. Die Berechnung des TRD unterscheidet keine Erwachsenen und Kinder, da der TRD aus Sicherheitsgründen für den empfindlichsten Personenkreis berechnet wird. 

Im nächsten Schritt wird das toxikologische Risiko gemäß folgender Formel berechnet:

RI = TED / TRD.

Sofern RI < 1, ist das Risiko für die jeweilige Personengruppe und die bewertete Kontaminante als akzeptabel einzustufen. Im Falle von RI > 1 kann eine Risiko für die menschliche Gesundheit nicht ausgeschlossen werden.

AKZEPTABLES KREBSRISIKO (KR)

Im Gegensatz zum toxikologischen Risiko (RI) mit einer Wirkungsschwelle gilt z.B. für krebserregende Substanzen keine Wirkungsschwelle. Nach UBA (1999) wird für kanzerogene Wirkungen kein TRD-Wert abgeleitet, weil grundsätzlich nicht von einer tolerierbaren Stoffdosis gesprochen werden kann. Stattdessen wird bei kanzerogenen Stoffen von einer resorbierten Körperdosis ausgegangen, die einem einzelstoffbezogenen, zusätzlichen rechnerischen Risiko von 1 zu 100.000 (1 x 10-5) durch lebenslange Exposition gegenüber dem betreffenden Gefahrstoff an Krebs zu erkranken, entspricht. Die Grundlage der dem rechnerischen Risiko entsprechenden stoffspezifischen Dosis ist das „unit risk“ (UR), welches als Bewertungsmaßstab für krebserzeugende Stoffe die hinreichende Wahrscheinlichkeit einer schädlichen Wirkung einer durch eine Kontamination bedingte Zusatzbelastung aus der „Hintergrundbelastung“ heraushebt.

Die Berechnung des akzeptablen Krebsrisikos erfolgt gemäß folgender Formel:

KR = CRL x UR.

Sofern KR < 1x10-5, ist das Risikoniveau für die betrachtete Gruppe und für die berechnete Kontaminante eingehalten. 

BEWERTUNG

Für die Bereiche einer geplanten Bebauung einer AL mit einer Abdichtung des Bodens z.B. mittels einer Betonplatte ist die Einhaltung des RI als auch des KR an den Messpunkten für die betrachtete Personengruppe durch den Schadstoff zu überprüfen.        

Bei geplanten Freiflächen wie z.B. Parkplatzflächen ist keine Expositionsberechnung durchzuführen, da nach UBA (1999) gemäß HLU (1997) für die Außenluft so hohe Verdünnungen zu erwarten sind, dass eine gesundheitliche Gefährdung durch Ausgasung von Schadstoffen in die Atmosphärenluft und die inhalative Aufnahme im Freien im Allgemeinen nicht zu erwarten ist. Es ist jedoch zu überprüfen, ob eine Verlagerung von leicht flüchtigen Schadstoffen in einen angrenzenden, bebauten Bereich möglich ist.

ZITATE

Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) vom 17. März 1998, BGBL. I, 502

Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) vom 12.07.1999, BGBL. 1, 1.554

BRGM/INERIS (2000): Gestion des sites pollués, Diagnostic approfondi, Evaluations détaillées des risques, version 0 du juin 2000. INERIS, Ministère de l’aménagement du territoire et de l’environnement, BRGM

HLU, Hessisches Landesamt für Umwelt (1997): Ableitung von Orientierungswerten für flüchtige organische Substanzen in der Bodenluft zur Beurteilung von Altlasten. 4. Entwurf, Wiesbaden

JARONI, H.W. + DÜNNEBIER, J. (2005): Berechnung orientierender Hinweise auf Prüfwerte für flüchtige Stoffe in der Bodenluft. Altlasten und Boden News 1/2005, 21 – 22, Karlsruhe

LABO (2008): Bewertungsgrundlagen für Schadstoffe in Altlasten – Informationsblatt für den Vollzug.

QUEITSCH, P. (1999): Bundes-Bodenschutzge-setz, Umfassende Kommentierung des BBodSchG. 2. Auflage, Bundesanzeiger Verlag, Köln

Stoffdatenbank STARS 4.1 unter www.stoffdaten-stars.de

UMWELTBUNDESAMT (UBA) (Hrsg.) (1999): Berechnung von Prüfwerten zur Bewertung von Altlasten. Erich Schmidt Verlag, Berlin (Loseblattsammlung), Teil 2a Ergänzende Ableitungsmaßstäbe – flüchtige Stoffe, Teil 4 Stoffbezogene Berechnungen als orientierende Hinweise auf Prüfwerte für nicht in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung mit Prüfwerten zum Wirkungspfad Boden-Mensch geregelten Stoffe

VDI 3865, Blatt 1 (2005): Messen organischer Bodenverunreinigungen – Messplanung für die Untersuchung der Bodenluft auf leichtflüchtige organische Verbindungen

VDI 3865, Blatt 2 (1998): Messen organischer Bodenverunreinigungen – Techniken für die aktive Entnahme von Bodenluftproben    

WHO: www.who.int

 

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