Belastung mineralisch gedüngter Böden mit Schadelementen (Arsen, Blei, Cadmium, Uran)

• Forschungsstelle: BLW
• Projektnummer: 15.04

Schlüsselwörter (Deutsch)

Schadstoffbelastung von Böden, Mineraldünger, Schwermetalle, Landwirtschaft

Schlüsselwörter (Englisch)

pollution of soils, mineral fertilizer, heavy metals, agriculture

Schlüsselwörter (Französisch)

pollution des sols, engrais minéral, métaux lourds, agriculture

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Verwendung von Mineraldüngern in der landwirtschaftlichen Produktion kann zu einem erhöhten Eintrag von potentiell toxischen Metallen in den Böden führen. Die Metalle können sich im Boden an reichern und damit langfristig die Bodenfruchtbarkeit gefährden oder zur Belastung von Ernteprodukten und Grundwasser führen. Mit dem vorliegenden Projektkonzept soll evaluiert werden, ob mineralisch gedüngte Böden erhöhte Schadelementgehalte aufweisen, wie hoch die Schadstofffrachten durch den Dünger sind und ob ein Anreicherungsrisiko von den wichtigsten Schadelementen Arsen, Blei, Cadmium und Uran in Böden über den Eintrag von P-Mineraldüngern in der Schweiz besteht.

Projektziele (Deutsch)

Mineraldünger können potentiell toxische Metalle enthalten. Diese Metalle können sich im Boden anreichern und damit langfristig die Bodenfruchtbarkeit gefährden oder zur Belastung von Ernteprodukten und Grundwasser führen. Das Ziel der Studie war zu evaluieren, ob mineralisch gedüngte Böden erhöhte Schadelementgehalte aufweisen, wie hoch die Schadstofffrachten durch den Dünger sind und ob ein Anreicherungsrisiko von den wichtigsten Schadelementen Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd) und Uran (U) in Böden über den Eintrag von P-Mineraldüngern in der Schweiz besteht.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Die Studie untersuchte, ob Gehalte von Arsen, Cadmium, Blei und Uran in Böden von Ackerbaugebieten mit hohen phosphorhaltigen Mineraldüngergaben im Vergleich zu Böden ohne Mineraldüngung erhöht sind, wie hoch die Schadstofffrachten durch Mineraldünger sind und ob ein Anreicherungsrisiko vorliegt. Für die Studie wurden 400 Bodenproben von 228 Standorten aus dem Messnetz der NABO, des Biodiversitätsmonitorings, der Kantonalen Bodenbeobachtung (AG, BL, FR, SO) sowie des Langzeitdüngerversuchs DOK analysiert.

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Der Schlussbericht liegt dem BLW vor.

Eine Medienmitteilung wurde am 25.02.2016 publiziert.

Link: https://www.news.admin.ch/message/index.html?lang=de&msg-id=60768

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Die Studie liefert keine Hinweise, dass Arsen und Blei signifikant durch Mineraldüngung in Ackerböden eingetragen werden. Für Cadmium zeigen die untersuchten Ackerbaustandorte im Oberboden eine Anreicherung gegenüber dem Unterboden. Ackerbauböden zeigen durchschnittlich höhere Uran-Gehalte als Wiesen und Weiden, und die ackerbaulich genutzten Oberböden höhere Gehalte als die Unterböden. Die Ergebnisse der Statusuntersuchung wurden durch die Ergebnisse der Trenduntersuchungen an sechs ausgewählten NABO-Standorten bestätigt.

Aufgrund der Ergebnisse wurden Empfehlungen formuliert, welche auf die Vermeidung von Anreicherungen von U und Cd und ein besseres Monitoring ausgerichtet.

1. Eine bessere Kontrolle und Einhaltung der Cd-Grenzwerte in P-Mineraldüngern durch die Düngemittelindustrie.
2. Eine Verschärfung des Vollzugs durch wiederholte Marktkampagnen und eine verstärkte Untersuchung von P-Mineraldüngern sowie eine Durchsetzung des Cd-Grenzwertes durch die Kantone.
3. Ergänzung der Marktkampagnen mit Angaben der Handelsmengen der jeweilig untersuchten Mineraldünger, um deren Relevanz in Bezug zu grossräumigen Einträgen in Böden abschätzen zu können. Grundsätzlich sollte sich die Auswahl der zu untersuchenden Mineraldünger der Marktkampagne nach dem mengenmässig bedeutendsten Dünger richten.

4. Regionale Studien zu Cd Einträgen in Ackerbaugebieten, um das räumliche Ausmass von möglichen Risikogebieten mit erhöhten Einträgen oder organischen Böden abschätzen zu können.

5. Die Optimierung der Zeitreihen im NABO-Messnetz mit einer analytischen Messmethode, welche tiefere Nachweisgrenzen erlaubt. Bisher wurde in den Routineanalysen von Bodenproben im NABO-Messnetz aus Kostengründen mit einer Multielementanalyse gearbeitet, die für Cd relativ hohe Nachweisgrenzen hatte, was zur Folge hat, dass keine zeitlichen Änderungen von für Standorte mit tiefen Gehalten gemessen werden.

Für U werden die folgenden Massnahmen vorgeschlagen:

1. Die Einführung eines Richtwertes für U Gehalte in Böden um Gehalte im Boden in Relation zu einem Referenzwert bewerten zu können.
2. Die Einführung eines Grenzwertes für U Gehalte in Mineraldüngern, um die Anreicherung im Boden zu vermeiden. Bei der Festlegung und Bemessung der Grenzwerte sind toxikologische Aspekte als auch die Auswaschung von U ins Grundwasser ausschlaggebend.
3. Die gezielte Aufnahme von U in das Routineprogramm im NABO-Messnetz für ausgewählte Standorte.
4. Einbezug von U in zukünftige Marktkampagnen und Ergänzung der Handelsmengen der untersuchten Dünger sowie regionale Studien zu Einträgen in Ackerbaugebieten (analog Cd).
5. Untersuchungen von U in Hofdüngern in der Schweiz, um die Datengrundlage zur Berechnung von U Bilanzen zu verbessern.

Darüber hinaus zeigt die Studie Wissenslücken im Systemverständnis auf. Aufgrund der häufig berichteten Mobilität von U im Boden werden folgende Massnahmen empfohlen:

1. U in das Monitoring von NAQUA und NAWA Standorten in Ackerbaugebieten aufzunehmen und die Möglichkeiten für ein Monitoring von U in Trinkwasser zu evaluieren, welches auch saisonale Variationen von U Konzentrationen im Wasser erfassen kann.

2. Den Transport von U in tiefere Bodenschichten und das Grundwasser besser erforschen.