Biomonitoring

Praktische Durchführung (in Kurzform)

Welsches Weidelgras (Lolium multiflorum) wird unter definierten Bedingungen (Saatgut, Pflanzerde, Düngung) im Glashaus angebaut und danach in das Untersuchungsgebiet gebracht. Dort wird es auf einer Höhe von ca. 1,5 m exponiert und vier Wochen wachsen gelassen. Danach wird das Gras geschnitten, aufbereitet und analysiert. Der Pflanztopf wird durch einen neuen ausgetauscht, wodurch mindestens 5 monatliche Messperioden (Mai bis September) pro Jahr möglich sind.

Ziele

Welsches Weidelgras fungiert als Akkumulationsindikator. Es kann Umweltveränderungen anzeigen, indem es in der Luft vorhandene Stoffe an der Oberfläche und/oder im Inneren des Grases anreichert.

Folgende Fragen können somit geklärt bzw. behandelt werden:

• Sind (Schad)Immissionen nachzuweisen, die über jene eines Hintergrundbereiches liegen?
• Wie ist das Ausmaß dieser nachgewiesen (Schad)Immissionen zu beurteilen? (gering, deutlich, erhöht,..)
• Sind durch die aufgezeigten Schadstoffeinträge weitere Untersuchungen an vor Ort wachsenden Pflanzen notwendig? Das inkludiert die Frage, ob Tiere und in weiterer Folge Menschen durch den Verzehr vor Ort wachsender Pflanzen in ihrer Gesundheit gefährdet sind.

Anwendungsbereich

Das Welsche Weidelgras eignet sich sowohl für den Immissionsnachweis von anorganischen Elementen wie z.B. Pb, Cd, Hg, Sb usw. als auch für organische Schadstoffe wie Dioxine (PCDD/F), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Hexachlorbenzol (HCB), polychlorierte Biphenyle (PCB) ect.. Angewendet wird dieses Biomonitoring zur Emittentenüberwachung (z.B. Industrie, Verkehr) sowie im Rahmen großräumiger Messnetze.

Begriffe

Median

Ein Median oder Zentralwert (oder 50% Perzentil) halbiert die nach der Größe geordnete Folge der Einzelwerte, so dass gleichviele Messwerte unterhalb und oberhalb des Medians liegen. Der Median ist gegen Extremwerte (Ausreißer) robuster als das arithmetische Mittel.

Orientierungswert für den maximalen Hintergrundgehalt (OmH)

Die Ergebnisse mehrjähriger Messungen von ländlichen Standorten Oberösterreichs wurden mit parameterfreien Tests nach VDI Richtlinie 3857, Blatt 2 ausgewertet und daraus u.a. für die standardisierte Graskultur (aktives Biomonitoring) OmHs errechnet. Die OmH-Angaben beziehen sich auf Daten von 4 oberösterreichischen Hintergrundstandorten der Jahre 2003-2018 (n>250/Parameter).

Kategorisierung

Um das Ausmaß von den angeführten Immissionsparametern besser beurteilen zu können, wird folgende Kategorisierung angewendet:

Antimon (Sb)

• Sb gilt in erster Linie als Immissionsanzeiger von Verkehrsemissionen.
• Sb-Regelungen für Futtermittel oder Lebensmittel existieren z.Z. nicht. Da oftmals auf eine ähnliche Toxikologie bzw. auf ein vergleichbares Verhalten wie Arsen hingewiesen wird, werden als Vergleich die Regelungen zu Arsen für einen toxikologisch relevanten Bereich angeführt.
• As-Regelung (Höchstgehalt) als Vergleich: 2 mg/kg (= 2000 µg/kg) Trockengewicht für Futtermittelausgangserzeugnisse und Alleinfuttermittel (Richtlinie 2002/32/EG)

Kategorie	Sb (µg/kg TM2)	Bemerkung
Hintergrundgehalte	<40	< OmH
geringer Immissionseinfluss	40 - <60	OmH bis < 1,5 x OmH. Unter Berücksichtigung der Messunsicherheit ist ein Immissionseinfluss zwar wahrscheinlich, jedoch nicht deutlich.
Deutlicher Immissionseinfluss	60 - <120	≥1,5 x OmH bis < 3 x OmH. Der Immissionseinfluss ist auch unter Berücksichtigung der Messunsicherheit deutlich nachweisbar.
Erhöhter Immissionseinfluss	≥120	≥ 3 x OmH
Prüfwert1	1000	50% des As-Höchstgehaltes als Vergleich

¹ Prüfwert: Bei Überschreitung dieses Wertes (Median) wird von Fachleuten geprüft, ob weitere Untersuchung oder Maßnahmen notwendig sind (z.B. eine Untersuchung von vor Ort wachsenden Nutzpflanzen wie Wiesengras, Futterpflanzen, Gemüse). Bei der Bewertung der Daten ist zu prüfen, ob ein Einfluss auf den Wirkungspfad Pflanze-Tier-Mensch besteht.
² TM... Trockenmasse

Quecksilber (Hg)

• Hg Immissionen haben ihre Ursache hauptsächlich in industriellen Prozessen.
• Hg Regelung (Höchstgehalt): 0,1 mg/kg Trockengewicht (= 100 µg/kg) für Futtermittelausgangserzeugnisse und Mischfuttermittel (Richtlinie 2002/32/EG)

Kategorie	Hg (µg/kg TM2)	Bemerkung
Hintergrundgehalte	<21	< OmH
geringer Immissionseinfluss	21 - <31,5	OmH bis < 1,5 x OmH. Unter Berücksichtigung der Messunsicherheit ist ein Immissionseinfluss zwar wahrscheinlich, jedoch nicht deutlich.
Deutlicher Immissionseinfluss	31,5 - < 63	≥1,5 x OmH bis < 3 x OmH. Der Immissionseinfluss ist auch unter Berücksichtigung der Messunsicherheit deutlich nachweisbar.
Erhöhter Immissionseinfluss	≥63	≥ 3 x OmH
Prüfwert1	84	4 x OmH bzw. ca. 75% des Hg-Höchstgehaltes

¹ Prüfwert: Bei Überschreitung dieses Wertes (Median) wird von Fachleuten geprüft, ob weitere Untersuchung oder Maßnahmen notwendig sind (z.B. eine Untersuchung von vor Ort wachsenden Nutzpflanzen wie Wiesengras, Futterpflanzen, Gemüse). Bei der Bewertung der Daten ist zu prüfen, ob ein Einfluss auf den Wirkungspfad Pflanze-Tier-Mensch besteht.
² TM... Trockenmasse

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

• PAKs entstehen bei Verbrennungsvorgängen und sind somit u.a. Anzeiger für Verkehrs- und Industrieemissionen.
• Die angegebenen PAK Gehalte stellen Summenwerte aus folgenden 12 PAK dar: Fluoranthen, Benzo(a)pyren, Benzo(b)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen, Benzo(g,h,i)perylen, Indeno(1,2,3-cd)pyren, Chrysen, Benz(a)anthracen, Pyren, Anthracen, Phenanthren und Dibenz(a,h)anthracen
• Anzuwendende PAK-Regelungen für Futtermittel oder Lebensmittel existieren z.Z. nicht.

Kategorie	PAK (µg/kg FM2)	Bemerkung
Hintergrundgehalte	<10	< OmH
geringer Immissionseinfluss	10 - <15	OmH bis < 1,5 x OmH. Unter Berücksichtigung der Messunsicherheit ist ein Immissionseinfluss zwar wahrscheinlich, jedoch nicht deutlich.
Deutlicher Immissionseinfluss	15 - <20	≥1,5 x OmH bis < 2 x OmH. Der Immissionseinfluss ist auch unter Berücksichtigung der Messunsicherheit deutlich nachweisbar.
Erhöhter Immissionseinfluss	≥20	≥ 2 x OmH
Prüfwert1	30	3 x OmH; Entspricht ungefähr einem deutlichen Immissionseinfluss bei Wiesengras

¹ Prüfwert: Bei Überschreitung dieses Wertes (Median) wird von Fachleuten geprüft, ob weitere Untersuchung oder Maßnahmen notwendig sind (z.B. eine Untersuchung von vor Ort wachsenden Nutzpflanzen wie Wiesengras, Futterpflanzen, Gemüse). Bei der Bewertung der Daten ist zu prüfen, ob ein Einfluss auf den Wirkungspfad Pflanze-Tier-Mensch besteht.
² FM... Frischmasse

Relevante Strömungsmuster in Linz

Der Transport und schlussendlich auch die Deposition von freigesetzten Schadstoffen werden im Wesentlichen durch die vorherrschenden Strömungsmunster bestimmt. Linz ist umgeben von einem topographisch komplexen Gelände, das einen deutlichen Einfluss auf das Strömungsverhalten in der Stadt nimmt. Das Magistrat Linz hat im Zuge ihrer „Grünen Reihe“ eine Studie erstellen lassen, die das Strömungsverhalten in Linz zeigt. Das vorherrschende Strömungsregime in Linz spiegelt sich teilweise auch in den Messergebnissen des Biomonitorings wieder.