Umweltpakt Bayern

 

Biomonitoring

Letzte Aktualisierung: 13.09.2013, Quelle: LfU

Hintergrund

Mit bestimmten Pflanzenarten können auf Basis standardisierter Verfahren Schadstoffe nachgewiesen werden, die sich in der Atmosphäre befinden und sich in Organismen anreichern (= Wirkung). Das Pflanzen-Biomonitoring zählt zu den wichtigsten Instrumenten, um die Wirkung derartiger Schadstoffe zu überwachen und zu bewerten.
Generell kann das Biomonitoring aber mit allen Lebewesen durchgeführt werden. So werden am Landesamt für Umwelt auch Muscheln, Fische, Grünalgen und Bakterien hinsichtlich Stoffanreicherungen oder Reaktionen analysiert.

Biomonitoring

Biomonitoring ist die Überwachung der Umwelt mit Hilfe von Tieren und Pflanzen, die auf Schadstoffe besonders empfindlich reagieren (= Bioindikatoren). Die Wirkung von Schadstoffen zeigt sich in bestimmten Reaktionen und Veränderungen dieser Lebewesen oder in der Anreicherung der Stoffe in den Organismen. Dabei unterscheidet man zwei Arten des Biomonitoring:
  • Beim passiven Biomonitoring werden Pflanzen oder Tiere am Ort ihres natürlichen Vorkommens gesammelt und dann im Labor analysiert.
  • Beim aktiven Biomonitoring werden sie unter genau festgelegten Bedingungen am Untersuchungsort aufgestellt oder eingesetzt und nach einer bestimmten Zeit untersucht (Ergebnis: präzise Aussagen über die Höhe und den Zeitpunkt der jeweiligen Belastungen und Wirkungen der Schadstoffe).
Am häufigsten werden standardisierte Graskulturen und Grünkohl aber auch Tabak exponiert, bzw. vor Ort Flechten untersucht und Fichten beprobt. In der Regel werden hierbei Belastungen wie Schwefel, Fluorid, Chlorid und (Schwer-) Metalle (Graskultur); PAK, PCB, Dioxine und Furane (Grünkohl, Graskultur, Fichten) sowie die Schadwirkung von Ozon (Tabak) und die Luftqualität (Flechten) bestimmt. Pflanzen, von denen man Proben nimmt und deren Schadstoffgehalte misst (Grünkohl, Graskultur, Fichten) werden als Akkumulationsindikatoren bezeichnet. Pflanzen deren Vorkommen die Luftqualität anzeigen (Flechten) oder mit Schädigungen Schadstoffe anzeigen (Tabak) heißen Reaktionsindikatoren.

Vergleich: Biomonitoring und Technische Messungen

Technische Messungen, die eine hohe Genauigkeit aufweisen und meist kurze Zeitabstände ("Momentaufnahme") betrachten, können stets nur einzelne Stoffkomponenten nachweisen.
Die verschiedenen wirkungsspezifischen Verfahren des Biomonitorings erfassen dagegen alle einwirkenden Umweltfaktoren. Ihre Messdauer beträgt hier Wochen (Grünkohl, Graskultur) bis hin zu Jahren (Schadstoffgehalte in Fichtennadeln unterschiedlicher Jahrgänge, Flechtenvorkommen).

Anwendung in der Praxis

Reichern sich im Umfeld eines Stahlwerkes über den Luftpfad mehr Schwermetalle und organische Stoffe in Pflanzen an als in ländlich geprägten Regionen? Aufgrund dieser Frage führte das LfU z. B. in den Jahren 2007 und 2008 in der Umgebung eines bayerischen Stahlwerkes ein Monitoring von Schadstoffanreicherungen (Biomonitoring) mithilfe standardisierter Gras- und Grünkohlkulturen durch. Ergänzt wurde das Biomonitoring durch die Messung des Staubniederschlages und der Deposition von (Schwer-) Metallen. Für das Monitoring wurden insgesamt 9 Messpunkte in der Umgebung des Stahlwerkes eingerichtet. Die Schadstoffanreicherungen in den ausgesetzten Bioindikatoren wurden anschließend mit Orientierungswerten, die aus den Messwerten der bayerischen immissionsökologischen Dauerbeobachtungsstationen abgeleitet werden, verglichen.
Derartige Beispiele zeigen, dass das Biomonitoring eine sinnvolle Ergänzung zu den technischen Luftqualitätsmessungen darstellt. Durch die "lebensnahe" Messmethode kann es zur Aufklärung innerhalb der Bevölkerung beitragen und auf diese Weise Ängste nehmen.

Standardisierte Verfahren

Die wichtigsten Verfahren sind vom Verein Deutscher Ingeniere (VDI) in den Richtlinien-Serien VDI 3857 (Bewertung immissionsbedingter Stoffanreicherungen im Biomonitoring mit Pflanzen) und VDI 3957 (Biologische Messverfahren zur Ermittlung und Beurteilung der Wirkung von Luftverunreinigungen auf Pflanzen, also Bioindikation) standardisiert.