Pedosphäre – Gefahren für den Boden 2

Die Gefahren für den Boden lauern überall. Deshalb verfügt er auch über einen Schutzmechanismus. Wird dieser jedoch überlastet – was heute immer öfter passiert –, gefährdet das unsere Lebensgrundlagen.

Pedosphäre – Gefahren für den Boden 2
Wenn der natürliche Schutzmechanismus des Bodens überlastet ist, steht neben dem Boden selbst auch das Grundwasser in Gefahr. (Loren King, Unsplash)

Neben Bodenschäden, die durch blosses Auge an der Bodenoberfläche erkennbar sind, gibt es jene,  die erst durch ihre Folgen erkannt werden. So etwa die Bodenkontamination und der Humusschwund: Ihre Folgen sind dann unter anderem Biodiversitätsabbau oder Grundwasserverschmutzung.

Humusschwund und Biodiversitätsabbau

Der Humus ist die organische Bodensubstanz und entsteht durch Umbau und Zersetzung von biologischen Ausgangsstoffen. Er ist somit der Hauptträger für den Nährstoff- und Wasserhaushalt des Bodens und prägt seine Struktur und Stabilität. Seine Qualität trägt zur Diversität von Flora und Fauna bei. Deshalb sollte in der Bodenwirtschaft nicht nur darauf geachtet werden, dass der Humusspiegel stabil bleibt, sondern dass sich im besten Fall sein Gehalt erhöht. Humus wird beispielsweise aus organischem Dünger – wie Kompost oder Mist – gebildet.
Je weniger mechanische Arbeit an einem Boden geleistet wird, umso weniger tief gelangt der Humus von der Oberfläche in die Tiefe des Bodenprofils. Im Ackerbau wird der Boden mechanisch bearbeitet, wodurch er gelockert, fragmentiert, homogenisiert und zum Schluss wieder verdichtet wird. Diese Schicht ist nach der Bearbeitung in der Regel homogen.
Solche intensive Bodenbearbeitung führt zu einer Verminderung von Bodenorganismen. Oft kommt es nämlich zu einer engen Fruchtfolge von humuszehrenden Pflanzen, wobei die Bodenruhe zu kurz kommt. Mangelt es dann noch an Zufuhr von organischen Substanzen, nimmt der Humusgehalt – und damit die Fruchtbarkeit – zwangsläufig ab. Zusätzlich setzt solche Bodenbearbeitung den am Humus gebundenen Kohlenstoff frei, welcher schliesslich als Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre gelangt.

Bodenkontamination

Die Belastung des Bodens durch toxische Substanzen nahm seit der industriellen Revolution drastisch zu. Bei der Bodenkontamination wird zwischen anorganischen und organischen Schadstoffen unterschieden.

  • Anorganische Schadstoffe
    Die anorganischen Schadstoffe stammen aus diversen industriellen Prozessen wie der Verbrennung von fossilen Ressourcen oder dem Galvanisieren. Zu ihnen zählen u. a. Kupfer, Arsen, Quecksilber oder Zink. Einige von ihnen kommen als Anionen (negativ geladene Ionen) vor, andere als Kationen (positiv geladene Ionen). Letztere sind in saurer Umgebung sehr gut löslich, Anionen hingegen weniger.
  • Organische Schadstoffe
    Zu den organischen Schadstoffen gehören Lösungsmittel, Öle und Pestizide (Herbizide, Insektizide und Fungizide). Diese Stoffe gelangen jährlich in tausendfacher Form und grosser Menge direkt oder indirekt in den Boden, wo sie eine Reihe biochemischer Reaktionen auslösen. Je mehr Humus und Ton vorhanden sind, desto mehr dieser Stoffe können aufgenommen werden.

Wie gelangen solche Schadstoffe in den Boden?

Die Hauptquelle von anthropogenen – menschgemachten – Schadstoffen sind Abgase aus Verkehr und Industrie, die durch den Wind über die Luft verbreitet werden. Dabei lagern sich die schädlichen Stoffe allmählich auf dem Boden ab. Pestizide gelangen als Direkteintrag in den Boden. Aber auch bei Unfällen, Betriebsstörungen oder Leckagen können direkte oder indirekte Schadstoffeinträge in den Boden stattfinden. Durch Regen oder auch Schnee gelangen die Schadstoffe dann immer tiefer in den Boden bis sie schlimmstenfalls das Grundwasser erreichen.

Nicht alle Boden-Schadstoffe sind menschgemacht. Natürliche Quellen schädlicher Stoffe sind einerseits Mineralien, die in den Ausgangsgesteinen der Bodenbildung enthalten sind und durch Verwitterung freigesetzt werden. Andererseits führen auch Waldbrände oder Vulkanausbrüche zu lokal erhöhtem Schadstoffgehalt im Boden.

Wie schützt sich der Boden vor den Schadstoffen?

Da Schadstoffe auch auf natürliche Weise in den Boden gelangen, ist es schlüssig, dass der Boden einen Schutzmechanismus dagegen in petto hat: Er besitzt die Fähigkeit, Schadstoffe chemisch zu puffern und mechanisch zu filtern. Alle Bodenhorizonte – belebt und unbelebt – haben diese Eigenschaften, einfach in unterschiedlichem Mass. Als Filter und Puffer trägt der Lebensraum Boden nicht zuletzt wesentlich zum Schutz des Grundwassers bei.
Indem der Boden die Schadstoffe an Bodenteilchen anlagert und sie umwandelt, baut er sie ab. Je nach Filter- und Puffervermögen besitzt der Boden die Fähigkeit, schädliche Stoffe durch Adsorption und Umwandlung zu binden, zu neutralisieren oder abzubauen. Böden mit guter Filter- und Pufferleistung halten Schadstoffe aus dem Kreislauf zurück und bauen organische Stoffe gut ab. Ausserdem hemmt die Pufferung durch die Reaktion von basisch wirkenden Kationen die Bodenversauerung – sie neutralisiert also versauernd wirkende Einträge – und verhindert somit das langfristige Absinken des pH-Wertes. Die Filterung filtert die Schadstoffe aus dem Sickerwasser heraus und bindet sie an die organischen Bodensubstanzen.
Doch bei andauernder Belastung droht eine Erschöpfung der Filter- und Pufferkapazität des Bodens. Ist die Speicherkapazität des Bodens überschritten, so können keine Schadstoffe mehr angereichert und gebunden werden. Der Boden gibt die Schadstoffe dann wieder frei. Spätestens dann treten die Schäden der Bodenbelastung auf, beispielsweise indem Schadstoffe vermehrt in das Grundwasser geschwemmt werden oder sich in Nahrungs- und Futtermitteln anreichern.

Quellen und weitere Informationen
Buch; Nestroy, Othmar: Den Boden verstehen
Umwelt Bundesamt: Stoffe in Böden
BLFU: Schadstoffe im Boden