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Beurteilungsmaßstäbe bei Umweltschäden

Um Beurteilungsmaßstäbe (z.B. Grenz- oder Richtwerte) zur Wirkung von Luftverunreinigungen an Pflanzen ableiten zu können, müssen Kenntnisse über Wirkungsabläufe auf den verschiedenen Organisationsstufen in Ökosystemen, sowie bei der Diagnose von Schadwirkungen auf Stoffwechsel, Wachstum und Ertrag vorliegen.

Durch Luftverunreinigungen können an Pflanzen direkte und indirekte Wirkungen verursacht werden, die als makroskopisch sichtbare Schäden (siehe Abbildung 1) oder in Form von Änderungen einzelner Stoffwechselprozesse manifest werden.

Photo: Blattnekrose
Abb. 1:
Blattnekrose durch Luftschadstoffe

Direkte Schäden

Makroskopisch sichtbar:

  • sichtbare Blattschäden (z.B. Verfärbungen, Nekrosen, Chlorosen) .
  • Veränderungen in Wachstum und Ertrag (z.B. reduzierte Biomasse von Früchten und Blättern, geändertes Sproß/Wurzel-Verhältnis) .

Biochemisch/physiologische Veränderungen:

  • Änderungen im Gehalt organischer und anorganischer Zellbestandteile (z.B. Ionen, Kohlenhydrate, Proteine)
  • Beeinträchtigung wichtiger Stoffwechselprozesse (z.B. Photosynthese)
  • Veränderungen subzellulärer Strukturen (z.B. Schäden an Membranen)

Indirekte Schäden

  • Verminderte Frost- und Hitzeresistenz ,
  • Beschleunigte Alterung ,
  • Erhöhter Befall durch Schädlinge (z.B. Viren, Pilze) .

Anforderungen an die Beurteilungsmaßstäbe

Um Dosis-Wirkungsbeziehungen, die entscheidende Grundlage für die ökotoxikologische Risikobewertung, z.B. im Rahmen der Grenzwertableitung nach dem Luftqualitätsprinzip ableiten zu können bzw. um kausalanalytische Fragestellungen zu beantworten und numerische Werte zwischen Immission und Wirkung zu gewinnen, sind neben Freilanduntersuchungen in belasteten Gebieten auch standardisierte Experimente unter kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen notwendig. Die Versuchsanlagen haben demzufolge folgende Anforderungen zu erfüllen:

  • Repräsentanz der simulierten Situation für die Praxis ,
  • kausalanalytische Sicherheit durch definierte Nachbildung von Umwelteinflüssen ,
  • Quantifizierbarkeit von Immission und Wirkung .

Eine experimentelle Versuchsanordnung bzw. Einrichtung, die alle Bedingungen gleichermaßen erfüllt existiert nicht, da sich die genannten Anforderungen bei der technischen Umsetzung z.T. widersprechen. So bedingt z.B. die möglichst hohe Praxisnähe ( d.h. möglichst natürliche Bedingungen) aufgrund der Fülle der Einflussparameter Einschränkungen hinsichtlich der Standardisierbarkeit. Die einzelnen verfügbaren Untersuchungsmethoden werden diesen Anforderungen in unterschiedlichem Maße gerecht, so dass abgesicherte, interpretierbare Ergebnisse nur durch eine Kombination verschiedener Untersuchungsebenen zu erzielen sind.