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Böden als Filter und Puffer
Parabraunerde in Baden-Württemberg
Braunerde und Parabraunerde aus Hochflutlehm
(Element 2 von 10: Bild)
Bild: Braunerde, Parabraunerde aus Hochflutlehm
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Bodenprofil Braunerde und Parabraunerde aus Hochflutlehm in der Nördlichen Oberrheinebene bei Schriesheim.

Böden als Filter und Puffer

Die Vorgänge, auf denen das Filter- und Puffervermögen eines Bodens beruht, sind sehr verschiedener Natur und lassen sich in vier Gruppen unterteilen:

  • Filterung grobdisperser Partikel (von der Porengrößenverteilung abhängig)
  • Filterung und Pufferung kolloiddisperser und molekulardisperser Schadstoffe: Festlegung an oberflächenaktiven Bodenteilchen oder chemische Fällung nach Reaktion mit bodeneigenen Substanzen
  • Mikrobieller Abbau organischer Schadstoffe
  • Pufferung gelöster Stoffe, d. h. Neutralisation von Säuren oder Basen
 

Boden als Filter und Puffer

 

Böden als Filter und Puffer

 
Bild: Parabraunerde, gut für Trinkwasser
Parabraunerde besitzt sehr gute Filter- und Puffereigenschaften
(© LGRB, Autor: W. Fleck)

 

 

 

Tiefgründige Parabraunerde im Profil. Dieser Bodentyp besitzt sehr gute Filter- und Puffereigenschaften und sorgt damit für eine gute, stets ausgeglichene Trinkwasserqualität. Parabraunerden finden sich vorwiegend in den Gäuelandschaften Baden-Württembergs.

 

 
Boden als Filter und Puffer, Nymphengarten Karlsruhe (Aufn. 2010)
(© Autor: KIT/CN)

Am Beispiel des Nymphengartens in Karlsruhe wird erläutert, wie wichtig Boden als Filter und Puffer dient.

Parks und Grünflächen sind die grünen Lungen der Stadt.

Im Stoffhaushalt der Ökosphäre bilden Böden ein natürliches Reinigungssystem, das emittierte Schadstoffe  aufzunehmen, zu binden und - je nach Art der Schadstoffe und Eigenschaften der Böden - in mehr oder weniger hohem Maße aus dem Stoffkreislauf der Ökosphäre zu entfernen vermag. In vielen Fällen bedeutet dies allerdings nur eine Verminderung der Mobilität von Schadstoffen, z. B. durch Adsorption. Sie werden letztlich in vielen Fällen nicht irreversibel dem Stoffkreislauf entzogen, sondern können sich in Böden mit hohem Filter- und Puffervermögen anreichern. Bei Änderung der Mobilitätsbedingungen kann z. B. im Falle von verschiedenen pH-sensitiven Schwermetallen ein Absinken des pH-Wertes deren Mobilität wieder erhöhen. Lediglich bei der Umwandlung, z. B. beim vollständigen mikrobiellen Abbau organischer Stoffe zu CO2, ist die Entfernung toxischer Stoffe aus dem Stoffkreislauf vollständig und endgültig.

Die Bewertung des Filter- und Puffervermögens der Böden stößt naturgemäß auf einige Schwierigkeiten, da unterschiedliche Vorgänge und Bodeneigenschaften hier eine Rolle spielen können. Hinzu kommt, dass die zahlreichen Schadstoffe große Unterschiede in ihrem Verhalten zeigen. So liegen z. B. die Grenz-pH-Werte einer beginnenden Mobilisierung für Cadmium bei pH 6,5, für Blei dagegen erst bei pH 4,0. Schließlich sind es nicht nur die Bodeneigenschaften, die zu berücksichtigen sind, sondern auch das lokale Klima.

Hohe Niederschläge bedingen eine geringere Verweilzeit des Sickerwassers im Boden und verkürzen damit die Zeiten zur Reaktion; in warm-feuchtem Milieu bei guter Nährstoffversorgung bauen Mikroorganismen die organische Substanz (auch organische Schadstoffe) besser ab als bei kühltrockenen, nährstoffarmen Bedingungen.

Das Filter- und Puffervermögen der Böden hat Einfluss auf die unterschiedlichen Wirkungspfade: Es trägt zum Schutz des Grundwassers bei; in diesem Fall sind bei vertikaler Sickerung die Filter- und Puffereigenschaften des gesamten Profils maßgeblich. Bei Böden mit lateralem, oberflächennahem Abfluss (Stauwasserböden) können jedoch Schadstoffe in den Vorfluter gelangen, ohne das Bodenprofil vollständig zu passieren. Unter den Böden Baden-Württembergs besitzt insbesondere die Parabraunerde sehr gute Filter- und Puffereigenschaften.