© lanuv/C. Brinkmann

Organische Schadstoffe

Grünkohl als Bioindikator für organische Schadstoffe

Aufgrund ihrer Langlebigkeit, Giftigkeit und ihrer weltweiten Verbreitung werden auch die Wirkungen von persistenten organischen Schadstoffen („Persistent Organic Pollutants“ = POPs) untersucht. POPs sind chemische Verbindungen, die in der Umwelt nur langsam abgebaut werden. Besondere Umweltrelevanz ergibt sich daraus, dass sie nach ihrer Freisetzung in der Umwelt verbleiben und sich in der Nahrungskette anreichern. Damit können sie ihre schädigende Wirkung auf Ökosysteme und Mensch langfristig entfalten. Einige POPs weisen eine hohe Toxizität (=Giftigkeit) auf. Da sie auch weiträumig transportiert werden, können sie selbst in entlegenen Gebieten zu einer Belastung führen. Zu den POPs gehören Chemikalien, die zum Zwecke einer bestimmten Anwendung hergestellt wurden (z. B. PCB) aber auch solche, die unbeabsichtigt bei Verbrennungs- oder anderen thermischen Prozessen entstehen (z. B. Dioxine und Furane). Mit Hilfe der Bioindikatoren Graskultur und Grünkohl können Immissionen von organischen Schadstoffen erfasst werden.

Polychlorierte Biphenyle (PCB)

PCB-Gehalte in Grünkohl und Graskulturen in der Nähe des Dortmunder Hafens

Polychlorierte Biphenyle (PCB) wurden in der Vergangenheit industriell hergestellt und zu etwa zwei Dritteln geschlossen in Trafos, Kondensatoren oder Hydraulikflüssigkeit angewendet, was mittlerweile allerdings verboten ist. Da die restlichen Anwendungen in offenen Systemen wie Dichtungsstoffen, Anstrichen und Weichmachern schon lange zurückliegen, werden die verbleibenden Emissionen der laufenden Anwendungen nur noch als gering eingeschätzt. Die Entsorgungssituation aber ist problematischer, da die langlebigen PCBs sowohl aus Mülldeponien entweichen als auch beim Recycling (z. B. beim Schreddern von Elektromotoren) wieder freigesetzt werden können. Obwohl die deutschlandweiten Emissionen deutlich zurückgegangen sind, werden in Nordrhein-Westfalen immer noch an einigen Standorten, in der Regel in der Nähe von Industrieanlagen, vergleichsweise hohe PCB-Werte gemessen.

So wurde durch die kontinuierliche Messung mit Grünkohl im Rahmen des Wirkungsdauermessprogrammes im Jahr 2006 der erhöhte PCB-Eintrag im Dortmunder Hafen erstmalig entdeckt, der dann in den Folgejahren auf die Emissionen verschiedener Recyclingunternehmen zurück geführt werden konnte und u. a. zur Schließung der Firma Envio führte.

Dioxine und Furane (PCDD/PCDF]

Messstation in Düsseldorf-Mörsenbroich

Dioxine und Furane entstehen bei jeder nicht vollständigen Verbrennung in Gegenwart von Chlorverbindungen. Größte Quelle war noch in den 90er Jahren die Energiewirtschaft, deren Emission aber heutzutage vernachlässigbar ist, da Filteranlagen für die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte sorgen.

Die Dioxin- und Furangehalte in Grünkohlpflanzen und in Graskulturen  werden in Nordrhein-Westfalen seit 2003 im Rahmen des Wirkungsdauermessprogrammes kontinuierlich erfasst. An den quellennahen Standorten im Duisburger Hafen und in Düsseldorf Mörsenbroich zeigt sich ein deutlich höherer Eintrag als an den ländlichen Hintergrundstationen.

Bei Störfällen, wie Bränden in Industrie- oder Recyclinganlagen, können größere Mengen an Dioxinen und Furanen entstehen, die über die Brandrückstandspartikel auch in Nahrungspflanzen gelangen können. Deshalb werden bei Störfällen, in denen chlorhaltige Stoffe frei geworden sind, in der Regel auch Untersuchungen von Nahrungs- und Futterpflanzen vorgenommen. Im Jahr 2013 war das in vier Fällen notwendig. Da die Grenzwerte jedoch unterschritten wurden, konnte das Gemüse wieder zum Verzehr frei gegeben werden.

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

Grünkohl als Bioindikator

Zu den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) gehören über 100 Verbindungen. Sie entstehen durch unvollständige Verbrennung, beispielsweise in Kraftwerken, Kokereien und auch im Kraftverkehr. Das Benzo(a)pyren (BaP) dient als Leitkomponente. Die BaP-Emissionen sanken von den 80er Jahren bis 2002 um rund 80 %.

Im Rahmen des Wirkungsdauermessprogrammes wird in Nordrhein-Westfalen auch der BaP-Gehalt in Graskulturen und Grünkohl erfasst.

Vergleicht man die quellennahe Messstation in Bottrop in unmittelbarer Nähe zu einer Kokerei mit der Hintergrundbelastung, so zeigt sich dort ein deutlich höherer Eintrag an BaP in die Pflanzen.