Alles zum Thema Biomonitoring

Luftqualität geht uns alle an

Mit Biomonitoring stellen wir fest, ob und welche Stoffe aus der Luft in der Umwelt und der Nahrungskette ankommen und welchen Anteil bestimmte Emittenten daran haben. Die Expertin Dr. Monica Wäber erklärt, wie das genau funktioniert:

Bild: Foto: G. Wicker, LIGATURFrau Dr. Monica Wäber von UMW Umweltmonitoring

Frau Dr. Monica Wäber von UMW Umweltmonitoring bei der Probenahme vor Ort in einem Messnetz, den Auswirkungen von Flugverkehr und Flughafenbetrieb auf der Spur. (Foto: G. Wicker, LIGATUR)

Warum wird überhaupt die Luftqualität gemessen?
Einerseits besteht ein grundlegendes öffentliches Interesse, über die Luftsituation Bescheid zu wissen. „Ist die Luft rein?“ fragen oft besorgte Anwohner aus der Nachbarschaft von Emittenten, also von Quellen, die Luftschadstoffe freisetzen. Andererseits gibt es Auflagen des Gesetzgebers zum Schutz von Gesundheit und Umwelt. Auf der Grundlage von Luftgütemessungen werden gegebenenfalls Immissionsschutz-Maßnahmen ergriffen, um die Luftqualität zu verbessern.

Bild: R. Kostka-RickDaimler

Im Nahbereich und in der weiteren Umgebung einer Sonderabfalldeponie werden mit Akkumulationsindikatoren (Graskulturen, Grünkohl) Stoffanreicherungen erfasst. Windrichtung und Niederschläge sind die wichtigsten Einflussfaktoren für die Ausbreitung und Anreicherung staubförmiger Metallbelastungen aus der Deponie in Pflanzen. Das gilt für diese Monitoringpflanzen ebenso wie für die wildwachsende Vegetation oder Feld- und Gartenfrüchte. Blattflechten auf einer Flechtentafel (links im Bild) reagieren empfindlich auf saure Luftschadstoffe: Sie sterben dann innerhalb von wenigen Monaten teilweise oder vollständig ab. (Bild: R. Kostka-Rick)

Was ist Biomonitoring und was hat es mit Luftreinhaltung zu tun?
Was Bürger und Anwohner eigentlich erfahren wollen, ist: Wirkt sich der benachbarte Emittent auf uns und unsere Umwelt aus? Oder: Können wir unser selbstangebautes Gemüse überhaupt essen? Biomonitoring gibt darauf Antworten. Mit Biomonitoring stellen wir fest, ob und welche Stoffe aus der Luft in der Umwelt und der Nahrungskette ankommen und welchen Anteil bestimmte Emittenten daran haben. Bei diesen Verfahren zur Überwachung von Luftqualität und Umweltwirkungen werden lebende Organismen als Messgeräte eingesetzt. Sie messen Immissionswirkungen, indem sie auf Luftschadstoffe reagieren bzw. diese anreichern. So können wir mit diesen Bioindikatoren Umweltbelastungen und die Gefährdung der Nahrungskette einschätzen. Graskulturen (Titelfoto) und Grünkohl z. B. werden an unterschiedlichen Standorten in einem Untersuchungsgebiet aufgestellt und kämmen die Schadstoffe wie eine Bürste aus der Luft. Das Blattmaterial wird dann nach einem definierten Zeitraum geerntet und im Labor analysiert.

Bild: G. Wicker, LIGATURGräserernte in der Schulzendorfer Grundschule – 6.8.2013

Gerade im direkten Wohnumfeld – hier an einer Grundschule – können die Messungen wirkungsvoll mit Umweltbildungs- und Nachhaltigkeitsaktivitäten verbunden werden. (Foto: G. Wicker, LIGATUR)

Was ist das Besondere an Biomonitoring im Vergleich zu technischen Luftmessgeräten?
Die etablierten Biomonitoring-Verfahren liefern ähnlich belastbare Ergebnisse, wie das technische Geräte tun. Bioindikatoren messen aber nicht Immissionen, also Luftschadstoffkonzentrationen, sondern Immissionswirkungen. Das ist ihr Alleinstellungsmerkmal: Sie können als einzige die Auswirkungen von Emissionen (auf die das Bundes-Immissionsschutzgesetz abzielt) direkt überwachen. Das ist wichtig, denn Luftkonzentrationswerte sagen uns nichts darüber, welche Stoffe wo und in welchem Maß in die belebte Umwelt gelangen. Wir brauchen die Bioindikatoren, weil sie uns beantworten, was in den Pflanzen ankommt und dann über die Nahrungskette zum Menschen gelangt. Biomonitoring bietet uns weitere Vorteile: Schadstoffquellen zu identifizieren – durch die Vielzahl an Stoffen, die untersucht werden können, Emittenten und Reichweiten zu differenzieren  – durch die freie Standortauswahl unabhängig von Infrastruktur, Gefährdungen von Schutzgütern abzuschätzen – mit Orientierungswerten für die Hintergrundbelastung am Beispiel Nordrhein-Westfalen, bis hin zu gesetzlichen Höchstgehalten für Futtermittel und Lebensmittel, Bezug zu Bürgern herstellen –  Betroffene und Anspruchsgruppen zu informieren.

Wann untersucht man Immissionswirkungen und was bringt es?
Aktuelle Anwendungsfälle zeigen, dass Biomonitoring, richtig durchgeführt, allen Beteiligten nützt:
Als Genehmigungsauflage – z. B. für ein Verkehrsprojekt – ordnet die Aufsichtsbehörde an, die aktuelle Luft- und Umweltbelastung zu untersuchen, und wie sie sich nach Inbetriebnahme ändert.
Ein Anlagenbetreiber – z. B. Müllheizkraftwerk, Zementwerk, Automobil-Werk – beauftragt ein unabhängiges Umweltingenieurbüro zu untersuchen, ob und wie eine Emissionsminderungsmaßnahme den Betrieb und die Umweltsituation verbessert.
Nach einem Schadensereignis – z. B. einem Brand in einem Produktionsbetrieb oder Recyclingbetrieb – beprobt die zuständige Umweltbehörde das Umfeld, um festzustellen, wie weit die Immissionswirkungen reichen und ob angebaute Gemüse und Futtermittel noch genutzt werden können.
Das Umweltmanagement eines Konzerns – z. B. Energieerzeuger oder Flughafen – ergänzt die Immissionsschutzmaßnahmen mit freiwilligem Biomonitoring, um sich Besorgnissen oder Beschwerden von Anwohnern anzunehmen und in Dialog zu treten.
Landesämter, z.B. in Bayern und NRW, und Umweltbundesamt dokumentieren die langfristige Entwicklung der Hintergrundbelastungen von Vegetation, Tieren und Menschen, und liefern Vergleichswerte.
Worauf es ankommt ist, die Anspruchsgruppen und deren Fragestellungen zu erfassen und ein solides Messkonzept mit standardisierten Verfahren auf die Beine zu stellen, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.

Was haben Graskulturen und Kohlgemüse mit Technik und Innovation beim VDI zu tun?
Auf den ersten Blick mag man Blättern, die Stoffe aus der Luft kämmen, nicht zutrauen, überprüfbare, reproduzierbare und bewertbare Ergebnisse zu liefern. Sie können es aber vergleichbar gut wie die Immissionsmesstechnik. Die Biomonitoring-Verfahren sind hoch standardisiert, die Spurenanalytik ist absolute Hightech. Schließlich gilt es geringste Umweltkonzentrationen, z. B. weniger als ein Milliardstel Gramm Dioxin pro Kilo Gras, sicher nachzuweisen. Für die Standardisierung sorgen die Verfahrensrichtlinien des VDI und des Europäischen Komitees für Normung CEN. Es gibt inzwischen rund 20 VDI-Richtlinien für pflanzliche Bioindikatoren, rund 10 für tierische, außerdem eine Richtlinienreihe für Orientierungswerte. Standardisierung und Beurteilungsmaßstäbe werden laufend fortentwickelt.

Gibt es wirklich VDI-Richtlinienausschüsse für Pflanzen und wilde Tiere?
Ja: im Fachbereich III der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN (KRdL). Die KRdL ist als Normenausschuss für die Erstellung Technischer Regeln, wie VDI-Richtlinien und DIN-Normen zuständig. Der Fachbereich III Umweltqualität beschäftigt sich unter anderem mit der Wirkungsfeststellung an Pflanzen und Tieren. Hier bringen ehrenamtliche Experten ihre Erfahrung aus der Monitoring-Praxis ein, um z. B. neue biologische Messverfahren zu entwickeln und bestehendes Biomonitoring fortzuschreiben. Übrigens genauso wie andere VDI-Richtlinienausschüsse, etwa für Emissionsminderung oder Qualitätssicherung.

Bild: G. Wicker, LIGATUR2015-08-28-UMW_D8B7282

Foto: G. Wicker, LIGATUR

Autorin: Dr. Monica Wäber, UMW Umweltmonitoring.
1996 gründete sie die Firma in München und plant seitdem Umweltprojekte mit fachlichem Schwerpunkt Luftschadstoffeinträge und Biomonitoring und führt sie mit ihren Kooperationspartnern durch, ebenso wie Umweltkommunikation und Nachhaltigkeitsaktivitäten. Als Mitglied im VDI und VDI-Richtlinienausschuss der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN engagiert sie sich ehrenamtlich für die Fortentwicklung biologischer Messverfahren mit Pflanzen, aktuell federführend für emittentenbezogenes Biomonitoring.

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