Fresenius Z Anal Chem (1983) 314:13-20

Probleme bei der Pflanzen- und Bodenprobenahme ffir eine Umweltprobenbank

Fresenius Zeitschrift [fir

~C' Springer-Verlag 1983

D. Strupp und W. Ebing*

lnstitut ffir Pflanzenschutzmittelforschung, Biologische Bundesanstalt ffir Land- und Forstwirtschaft, D-1000 Berlin 33

Problems Concerning Sampling of Plants and Soil for an Environmental Specimen Banking Program

Summary. In this paper some basic problems and con- siderations concerning selection and description of specimen sampling site and sample characterization are discussed. Wheat as the mainly cultivated plant as well as grass as an ubiquitous soil covering plant society are chosen as represent- ing the flora. They always have to be evaluated in near connection and together with the respective soil on which they had been grown, because soil is the most important crossing point of many processes between all environmental compart- ments. First experiences are reported from previous trials to get comprehensive geographical, edaphological, physical, chemical, taxonomic, land use, historical and climatic infor- mations of representative samples taken in order to estimate their ecological relevance and to deduce ecological relations later on.

Zusammenfassung. Probleme bei der Probennahme ffir eine Umweltprobenbank werden diskutiert und dabei die Charak- terisierung der Proben sowie die Auswahl und Beschreibung des Probenahmeortes behandelt. Als reprfisentativ ffir die Flora werden Weizen als hauptsfichliche Kulturpflanze und Gras als allgemein vorhandener Bodenbewuchs ausgewfihlt. Die Auswertung hat immer in enger Beziehung mit dem Boden zu erfolgen, da dieser den wichtigsten Kreuzungspunkt vieler Umweltprozesse darstellt. Von ersten Erfahrungen fiber Versuche, umfassende geographische, taxonomische, landwirtschaftliche, historische und klimatische informatio- nen fiber reprfisentative Proben zu erhalten und deren 6kolo- gische Relevanz und 6kologische Beziehungen spfiter ableiten zu k6nnen, wird berichtet.

1. Vorbemerkung

Bei der Dokumentation yon Umweltbelastungen der Vergan- genheit durch daffir geeignetes Probenmaterial in einer werterhaltenden Aufbewahrungsstelle - also einer Bank - kommt solchem Material, das die Situation im und unmittel- bar auf dem Boden widerspiegelt, eine zentrale Bedeutung zu. Denn der Boden ist entweder Ausgangs- oder Kreuzungs- punkt ffir alle Lebensvorg~inge auf dieser Erde: Stoff- und Ernfihrungsbasis for die Pflanzenwelt sowie for die Vielfalt der Bodenlebewesen, diese und Pflanzen als Aufenthalts- und Nahrungsbasis ffir die h6heren Tiere und beides ffir den Menschen; Quelle ffir die Stoffgehalte in Grund- und Ober-

* Sonderdruck-Anfi~rderungen an." W. Ebing

fl/ichenw/issern und schliel31ich Emittent sowie Absorbent ffir den Umweltbereich Luft.

Aus diesem Grund k6nnen yon Befunden aus Umwelt- proben von Boden und der ihn unmittelbar bedeckenden Flora die aufschlul3reichsten Erkenntnisse hinsichtlich der jeweils herrschenden Umweltsituationen abgeleitet werden. Es versteht sich daher von selbst, dab neben Lebewesen oder Organen insbesondere Boden- und Pflanzenproben in eine umfassende Umweltprobenbank geh6ren - will man nicht sogar daffir eine spezialisierte Probenbank gesondert errich- ten [1].

Hier soll nun davon berichtet werden, welche Kenntnisse fiber Boden- und Pflanzenproben erforderlich sind und welche Rahmenbedingungen bei der Probenauswahl einge- halten werden mfissen, sollen richtige und eindeutige Folge- rungen aus den Probenbefunden gezogen werden. Darfiber- hinaus wird deutlich werden, welche Grenzen der Versuch der Umsetzung dieser Anforderungen in die Praxis den theoreti- schen Vorstellungen setzt.

2. M a t r i x a u s w a h l

Der Boden als Probenmatrix wurde bereits unter 1. begrfin- det. Zur Beurteilung der Emissions-/Immissionswechselwir- kung sowie der Pflanzen-/Tierverffigbarkeit der im Boden befindlichen Fremdstoffe ist als wichtigstes Austauschorgan die unmittelbar aufdem Boden befindliche Pflanze zu w~ihlen. In erster Linie empfiehlt sich die - fiberwiegend nicht anthropogene - Grfinpflanzenbedeckung unmittelbar fiber den ins Auge gefal3ten Bodenprobe-Entnahmeorten" in der Regel ein reichhaltiges Gemisch aus Grgsern, ,,Kr/iutern", ,,Blumen" usw.

Unverzichtbar ist die Erfassung von intensiv durch den Menschen - insbesondere landwirtschaftlich - genutzten B6den. Dazu ist - wie auch ffir die vorstehend behandelten Matrices - nicht zuletzt wegen der internationalen Ver- gleichbarkeit die im Weltmal3stab wichtigste menschliche Nahrungspflanze auszuwfihlen: der Weizen, zusammen mit einem der hfiufigsten, ffir ihn besonders geeigneten Bodentyp, in Mitteleuropa mit Parabraunerde bezeichnet.

Solche Proben wurden - neben anderen - in eine in der Kernforschungsanlage Jfilich errichtete Versuchsprobenbank- anlage eingelagert, um die technologischen M6glichkeiten ffir die Tiefkfihllagerung von Umweltproben in unver~inder- tern Zustand sowie den organisatorischen und fJberwachungs- aufwand eines solchen Unternehmens zu studieren. Dane- ben - und damit im Zusammenhang - sind technologische Langzeitlagerungsversuche bei - 9 0 ~ in einer kleinen, elek- trisch betriebenen Satellitenbank in der Biologischen Bundes- anstalt ffir Land- und Forstwirtschaft (BBA), Institut ffir Pflanzenschutzmittelforschung, im Gange.

0016-1152/82/0314/0013/$01.60

1 4

U H W E L T P R O B E N B A N K

P r o b e n ~ t e n b l a t t l Oras ( I )

Probenehmer:

P robensh~e-Or t :

I d e n t l s

$ p u r e n a n a l y t l s c h e Z l e l g r u p p e :

D~tum:

Ma t r i x :

~tanlache Bezelehnung:

V e g e t a t l o n s s t a d l u m d e r Pflanzen: (gem. Merkblatt 27/I)

( o p t i o n a l ) : Datum d e r A u s s a a t : : V e r g e s e l l s c ~ a f t e t e P f l a n z e n :

E a u e r g r U n l a n d . l ; A c k e r ~ r i l n l a n d . ~ :

Zua tand des Or~aea:

~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9rr~9.r.9~F~ . . . . . . . . . . . . . . . . .

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~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 ( seAt 1980)

~ r ~ , . ~ y p ~ p c ~ . . . . . . . . . . . . . . . . ( f r l s e h , w e l k , k r l ~ k , v e r t B r b t , a o n s t l g e a )

K ~ n k h e l t s a ~ t o a e : ................................

~e des Probenah~eareala:

~he ~be r ~:

Oest&ltun~ des a r e a l s : (eben-1 , a l t Oe tK l le , ,2 ) Ne~ur~ naeh Rlehtul~:

Ums

Haup t r l eh tu n g Nord

~e~auung .P . . . .

l n d u s t r l e . ~ . . . .

8grease(n) .~ . . . .

L~ndwl r t s ch . B e t r l e b . ~ . . . .

Ml~lldeponie . ~ . . . .

F lughs fenn~he . ~ . . . .

Maid . ~ . . . .

~ l u s a .~ ....

H a t u r ~ c h u t z - g e b l e t

Sons t l ges A r t :

. . . . . ~ . . . . | I

b l s ea 5OOm Radlus (Ka r t s a l a Anlage

$fld Oat West

. ~ . . . . . ~ . . . . . P . . . .

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"~ ..... ~ ..... P .... X . vorhanden

X X X 0 : n i c h t v e t - . . . . . . . . . . . . . . . . . . h anden .9 . . . . . 9 .... P . . . .

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U M W E L T P R O B E N B A NK

Probenda t e n b l a t t I Gras (2)

Ar t d e r OUter de r l n d u s t r t e l l e n P roduk t lon lm RaOIoa von ca 500m ( K u n a t s t o t t - , N e t a l l - . ~ u s t o f f - , L e b e n a m l t t e l p r o d u k t l o n / - V e r a r - b e l t u r ~ , s o n s t l g e s )

RlehtUng Entfernung OUter (Sammel- beze$chnuna)

�9 ? g y ~ . . . . . . . . . . . . ~ 3 9 9 . ~ . . . . . . ~ A ~ . . ~ e ~ 3 .

. P ~ . . . . . . . . . . . . . . ~ . ~ 9 9 . ~ . . . . . . ~ 9 . a ~ r ~ M ~ .

�9 ? ~ . . . . . . . . . . . . ~ .q~.~99.~. ..-~P~V~.~.~F~M~.

U m f e l d b e s e h r e l b ~ : B e r e l c h 0 , 5 b l s ca . ~Ok~nRadlus K a r t s a l s Anlage ( J a / n e l n ) . . . . . . . . . .

K l l e e v e r l a u f w~hrend d e r V e g e ~ a t l o n s p e r l o d e d e r Ku l tu r : ( a l e Anlage : ~ o e r s l e h t e n des Deuta~hen g e t t e r d i e n s t e a )

andere I n t o r ~ a t l o n s q u e l l e : . ~ q ~ q ~ q g ~ . ~ . 7 , ~ F ~ . . .

Angaben Ober d l e Beh~ndlun~sa~ssr~hmen des P r o b e n a r e s l s s e l t d e r A u s s a a t :

BewMsseru~: keine

Datum: ....................................

Wasser~en~e ....................................

Letzter Zeltpunkt ......................... ~ ..........

Entnahmequelle .................................... (elgener Brun~en, S t a d t w a s s e r )

U M M E L P R O B E N B A NK

P r o b e n d a t e n b l a t t 1 Gras (~)

~ t u m .A~ r . l .1 . .81 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A~.8.t. e 8 Z t r / ~ K~O.A + 8 Z t r ~ a 1 Z t r / ~ o

Auf'wandmenge Thomasmehl + "1,5 Z'bT~o GrUnkorn . . . . . . Let z t e r Anwende- z e l t p u n k t A ~ . t .81 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

~rod~k t entnah~e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ P F n

P f l a n z e n s e h u t zmlt t e lanwendung : k e i n e

Datum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Uraaehe d e r B e ~ n d I u n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . prl[paratnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

P~Kq-Ver z �9 Nr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Au fwandmer~e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Let zter Anwende- z e l t p u n k t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

O p t l o n a l (wenn m~g l l oh )~ Vorgeaeh lch~e des r robenahmearea la

I Nutzun~) w ~ r e n d do t l e t z t e n 10 J a h r e und Behandlungen v g l . gem~ss P f l & n z e n s e h u t z a m t / l ~ u e h C f o l g e p l a n ) .

J a h r Anbau yon PSM-AnwendunE ( F r u o h t t o l g e p l a n e ( s . l h e l d b e s t e l l b u c h )

$. F e l d b e o t e l l b u o h )

1980 Gras

1979 . ~ . . / ~ S ~ s .~. '~' .~. '~i . . . . . . . . . 1978 . ~ ? ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1977 . ~ 9 ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1976 . g 9 g g ~ . . . . . . . . . . 1970 h i s 1975 . ~ g g g q ~ / ~ r ~ 9 ~ A c k e r s e n f . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Etnze lp robemer~e Je Probenahmeate l l e ( p l o t ) : . r . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oesamtprobemenae zum Z e l t p u n X t de r Elnwaage: . ~ t g ~ . ~ . . . . . . . . . . . .

A b b . 1. P r o b e n d a t e n b l a t t G r a s

3. Probencharakterisierung

Ffir die wichtigsten vor oder bei der Probenahme zu erheben- den Daten sand fiir die Pi lotbank sog. Probendatenblfitter cntworfen worden, ffir die Matrices Boden, Gras und Weizen speziell von uns in Zusammenarbe i t mat der Leit- und statistischen Auswertestel le im Pathologischen Institut der Wcstf~ilischen Wilhelms-Universi t / i t , Mfinster (ffir Gras und Boden als Beispiele sAchs Abb. 1 und 2).

3.1 Boden

Der Probenahmestandort ist - je nach der gefragten Repr~_- sentanz auszuw~ihlen ( landwirtschaftl ichc Nutzflf iche, Forst, Brachland, ehemal ige Industriebebat, ung u.a.). Er sollte zu e inem gr6Beren, genetisch e inwandfrei durch Bodensachver- standige zu charakterisierenden Gebiet geh6ren, u m yon der Kenntnis des Bodenprofi ls bis zu 2 m Tiefe (vgl. Abb. 3) ~ die analyt ischen Daten fiber die K o n t a m i n a n t e n mit m6gl ichen Vorgangen innerhalb solcher Bodenbereiche in Verbindung bringen und Schlfisse auf Ablf iufe in anderen, ahnl ichen geographischen Landstrichen z iehen zu k6nnen.

Die Aufbewahrung der Proben und die Untersuchungen damit erfolgen in ,,gest6rter Lagerung". Somi t sind ffir das Verstfindnis des physikal i schen und chemischen Verhaltens des Fremdstoffes selbstverstandlich auch die in solchen

1 Erhoben durch das Niedersfichsische Landesamt fiir Bodenforschung; mit freundlicher Genehmigung hier verwendet

15

U MWE L T P R 0 BE N BANK

Probendatenblatt I Boden i

Identifikationsnummer: I o , x Io ~Y I o , z I ~ I ~ I I Probenahme erfolgt nach tecb-nischer ] 0 1 0 1 2 , o 1 1 , 2 1 8 1 0 I Beschreibung der Probenah.me vom Probenehmer I S , T I R , U [ P i P I ~ I, I 1 Spurenanalytische Zielgruppe: IP,sln~l~l~l~ I I Sonstiges: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Probenummer: IA~B~XI i I I i I I ~ ~ ~ 1 I

Zugeh~rig zu Probenobjekt: .~.~.~ ................................

Bodenkundliche Bezeichnmng des Standortes: . ~ , ~ . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bearbelter; s.o.

oo Entnahmezeitpunkt:Datum 1 2 1 6 1 0 1 8 t 8 1 1 1 Uhrzeit: Beginn ~ U h r

Ende I '~ 'Uhr

Kllmatische Angaben:

Lufttemperatur: . . . ~ , , ~

Klelnklima w~hrend der letzten lO Tage bis zur Probena~e:

Tagliche Sonnenscheindauer: ~ Std.

Niederschl&8smenge: [ ~,2 } mm

H~chste TaEestemperatur ..~ .. ~

Niedrigste Tagestemperatur: . . , ~ . . ~

HauptsRchliche Wlndrichtung: . . ~ . ( ~ . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Max. Wlndst~rke/-richttmg: .,26~.Beau~ort)/West

Scnstiges: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

G e l a n a e t o r m : . . . . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Nutzung der Fl~che z~ Zeitpunkt der Probenahme: . . . . ~ . ~ . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Nutzung der Fl~che in der letzten Vegetationsperiode: . . . . Gras.a~.bau .......................

Sonstiges: , . . ~ . . P ~ ' . ? ~ . ~ , ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Abb. 2. Probendatenblatt Boden

U M W Z L T P R 0 B ~ S ~ A N K

ProbendBtenblatt I Boden (2~

Geographlsche Lage: ..Berlin~Gatow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Flurbezelchnung: . . , I ~ , . , d ~ K ~ s ~ . . N I ~ . ~ E ~ o ~ e . . . . . . . . . . . . . . .

UTH-goordinaten: .~7~.~[~J~.~.,.~:~P~ . . . . . . . . . . . . . . . . .

H~he ~ber NN: ..3~ . . . . . . m

Umfeldbeschrelbung: Bereich bls ca 500m Radius

Emittent R t e h t u n g E n t f e r n u n g

Sledl . .ur~.~ZStra~. ~ Sad SUdost O s t Nordost J . 0 0 . = , ~ P g . ~ . . . .

~ . . . . . . . . . . . . ~ r . . . . . . . . s A . . 9 9 9 . ~ . . . . . .

. . ~ . . ~ . ~ A c ~ FP.r~. ~. 9 ~ . ~P~., West 9. : . ~99. ~ . . . . . .

Umfeldbeschre lbung: Berelch 0 , ~ h i s ca 3Okm R a d i u s

Emlttent R l c h t u n g Entfernunr

iiiiiiiiiiiiiii i . . . . . . . . . . . . . . . i i i i i i i i i i 12121

Entnahmeflgehengr~e: ..JP9 ..... ~ ~ ..... ~... S o n s t ~ $ e s : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

E m i t t e n t e n e i h f l u ~ :

Bekannte n!eht b e a b s i e h t l g t e anthropogene Einwlrkungen: . . . . . ~ .~ . ,~ .~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bekannte beabslchtigte a n t h r o p o g e n e E i n w i r k u n g e n : . ~ : . ~ F ? ) ~ . n . d ~ } } ! . g r ~ . . . . . . .

Ffillen zu erhebenden Parameter [2] erforderlich (vgl. Abb. 4) 2 :

- Bodentyp gemfil3 Bodenkarte bzw. Feinansprache nach BBA-Merkblatt 41, S. 24, Anlage 2 (2. Aufl. 1977) und DIN 19682, Blatt 2;

- Korngr6genzusammensetzung nach DIN 19683, Blatt 1, 2 und 3;

- p H - W e r t nach DIN 19684, Teil 1 (CaClz-Methode); - Kationenaustauschkapazit/it nach DIN !9684, Teil 8,

Ziffer 3. I (Ba-Mg-Verdr/ingungsmethode); Wassergehalt nach DIN 19683, Blatt4, Ziffer3.l ;

- o r g a n i s c h gebundener Kohlenstoffgehalt (Humusge- halt) nach DIN 19684, Teil2;

- Gesamtstickstoffgehalt nach DIN 19684, Teil 4.

Zur exakten Identifizierung geh6rt die m6glichst genaue Standortbeschreibung des Probenahmeareals. Dazu werden eindeutige Koordinaten verwendet, die nach dem Vermessen des Areals mit Hilfe geeigneter Karten festgestellt werden mfissen. Diese Angabe - etwa des Mittelpunktes des Probe- nahmeareals und des Radius der Flfiche - erfolgt in UTM- Koordinaten (Universale Transversale Merkatorprojektion). Das System ist ffir (West-)Europa, Sfidamerika, Australien, China und die Weltmeere gfiltig, wobei das Internationale Erdellipsoid (Hayford-Ellipsoid) als Bezugsmodell mal3ge- bend ist [3]. Ffir das Gebiet von West-Berlin ist auch die Angabe von Soldner-Koordinaten gebr~iuchlich. Diese ver- meiden Ungenauigkeiten von UTM-Angaben, die aufgrund modellbedingter Eigenarten in der Nfihe von Meridianstrei- fen auftreten, besonders wenn die UTM-Koordinaten aus den Angaben der Gaug-Krtiger-Abbildung errechnet werden. Erst neueste Landkarten yon Berlin (vom Senator ffir Bau- und Wohnnungswesen) enthalten neben Soldner- und Gaul3-

Kriiger-Koordinaten ein genaues UTM-Gitter, aus dem die Angaben ffir das Probendatenblatt zu entnehmen sind (Abb. 5, 6).

Die Standortbeschreibung ist in Hinsicht auf eine m6g- lichst umfassende landesgeographische Umfeldnutzungsbe- schreibung auszudehnen, um Beztige zu potentiellen Umwelt- kontaminationsquellen herstellen zu k6nnen. Dazu geh6rt natfirlich auch die m6glichst 1/ingerfristige Erfassung der Klimadaten: Windstfirke und -richtung (Tabelle 1) 2 sowie Sonnenschein, Temperatur und Niederschlfige (Tabelle2) 2 dies auch besonders zur Beurteilung der Wachstums- und Metabolismusleistung der Pflanzen (siehe unten).

Wfihrend die Klimadaten problemlos fiber regional zu- st~indige oder selbst betriebene Wetterstationen zu erhalten sind, k6nnen sich der geographischen Umfeldbeschreibung Widerstfinde entgegen stellen. Wir beabsichtigten, die Be- schreibung in zwei Bereiche zu gliedern:

- Radius vom Probenahmeort bis 500 m, - Radius vom Probenahmeort bis 30 km.

Mittels Kartenmaterial und Riicksprache beim bezirklich zust/indigen Bauamt wurden m6gliche Kontaminationsquel- len gesucht. Hierbei wurde auch versucht, zumindest hinsicht- lich der Hauptwindrichtung besonders relevante Industriebe- triebe zu ermitteln. Dabei stellte sich heraus, dab weder in Berlin-Gatow noch in Berlin-Dahlem (bei den Probenahme- stellen) im Umkreis von 500m Produktionsstfitten - mit Ausnahme von landwirtschaftlichen Produktionsst/itten - vorhanden sind. Andererseits umfal3t der Radius bis 30 km das Gesamtgebiet der Industriestadt Berlin. Eine entspre-

2 Nach Angaben des Meteorologischen lnstituts der Freien Universitfit Berlin (FU-Berlin)

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]~TNAHMEDATUM:

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Abb. 5. Landkartenausschnitt I : 10 000; Quelle : Ausschnitt aus dem Blatt 415 der Karte von Berlin 1 : 10 000, Ausgabe 1981. Vervielf~iltigt mit Erlaubnis des Senators fiir Bau- und Wohnungswesen V, vom 5.4.1982

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Abb. 6. Landkartenausschnitt 1:4000; Quelle: Ausschnitt aus dem Blatt 4158 der Karte yon Berlin 1:4000, Ausgabe 1966. Vervielf~iltigt mit der Erlaubnis des Bezirksamtes Spandau yon Berlin, Vermessungsamt, vom 1.4. 1982. x = Ort der Bodenprofiluntersuchung, O = Mittelpunkte der

Probenahmeareale

T a b e l l e 1. Windrichtung/Windverteilung bis zur Probenahme

Windrichtung N NE E SE S SW W NW X" IvI b

19

Juni 1981%-Verteilung 8,9 6,7 4,4 5,6 4,4 21,1 28,9 17,8 2,2 -

Windst/irke (Bf) 2,1 2,5 2,0 1,6 1,8 2,3 2,6 2,4 2,3

Juli 1981 ~,o-Verteilung 5,4 2,2 5,4 6,5 6,5 21,5 28,0 24,7 0 -

Windst~rke (Bf) 1,6 2,0 1,8 2,0 1,5 2,0 2,5 1,7 2,0

August 1981%-Verteilung 6,5 9,7 10,8 5,4 2,2 16,1 23,7 25,8 0 -

Windst/irke (Bf) 1,8 1,7 1,9 1,8 1,0 2,2 2,3 1,9 - 2,0

" Anteil Windstille b Monatliche mittlere Windstfirke

Tabelle 2. Klimaverlauf

Witterungsverlauf Juni Juli August a

mittlere Tagestemperatur (C) : 16,7 17,6 19,9 mittlere t/igliche Sonnenscheindauer (h): 5,8 4,8 7,8 mittlere Niederschlagsmenge (mm/Tag): 1,9 2,2 0,9 max. Temperatur (C) : 30,1 30,0 31,1 min. Temperatur (' C) : 6,6 10,0 11,6

Witterungsverlauf kurz vor Probenahme August b

mittlere Tagestemperatur (C) : 14,1 mittlere t/igliche Sonnenscheindauer (h): 3,1 mittlere Niederschlagsmenge (mm/Tag): 3,2 max. Temperatur ( C/: 20,1 min. Temperatur ( C): 9,4

(3.8.1981 bis 12.8.1981) 10 Tage vor Entnahme von Weizen- und Bodenproben (Weizenfeld)

b ( 17.8.1981 bis 26.8.198 I) 10 Tage vor Boden- und Grasprobenentnah- me

chende Industrienutzungsbeschreibung ist praktisch nicht m6glich. Noch schwieriger ist die Erlangung von Kenntnissen fiber die Art der emittierten Stoffe verschiedener Betriebe. Derartige Angaben sind in von Ballungsgebieten entfernt liegenden Standorten sinnvoll. In diesen F/illen sollten die Angaben gesucht und protokol lar isch festgehalten werden.

Begleitende klimatische Angaben wurden vom Meteorolo- gischen Institut der FU-Berl in erhalten und zun/ichst eine Mindest information unter dem Begriff , ,Kleinklima wfihrend der letzten 10 Tage vor der Probenahme" den Unterlagen der Probenbeschreibung beigeffigt.

3.2 Gras

Eine umweltrelevante Bewertung von Fremdstoffgehalten in bestimmte Standorte repr/isentierenden Pflanzen gelingt nur, wenn der zugeh6rige Systempartner gleichfalts erfagt worden ist. Somit geh6ren alle Charakter is t ika des Bodens, auf dem die Pflanze gewachsen ist (Abschnitt 3.1) gleichfalls zu den Pflanzenkenngr613en.

Dart iber hinaus sollte die Pflanzenprobe taxonomisch genau definiert sein. Auf wildbewachsenen Brachlandfl/ichen ist dies eine miihevolle, immens zeitraubende Sisyphusarbeit - selbst ftir einen versierten Botaniker. Von der gezielten

Entnahme jeweils nur einer, h/iufig vorkommenden Grasar t ist abzuraten, da wegen der Stoffwechsel- und Blattoberfl/i- chenunterschiede zwischen den Pflanzenarten dann nicht auf den Zustand der betrachteten, gesamten Grfinlandbedeckung geschlossen werden kann. Man sollte sich im Hinblick auf die Einzelprobenahme des Gesamtbewuchses kleiner, ausge- w/ihlter F1/ichen bedienen, die 10 wichtigsten Pflanzenarten auf dem Probenahmeareal zu bestimmen und deren durch- schnittlichen prozentualen Anteil abzusch/itzen versuchen.

AuBer den schon genannten Daten mfissen noch folgende Befunde erhoben werden:

- Entwicklungsstadium und -zustand der Pflanzen zum Erntezeitpunkt nach BBA-Merkblat t 27/1 von 1979, damit ein Hinweis auf die Biomasse der Pflanzen und deren Stoffwechselleistung erhalten wird. Gras sollte in einem recht frfihen Vegetationsstadium geerntet werden, etwa im 3-Blatt- Stadium, in jedem Falle aber vor dem Beginn des Ahrenschie- bens. In diesem Vegetationsstadium ist das Material recht weich, und es kann ohne Samenanteile gewonnen werden. Ein ca. 3 - 5 c m fiber dem Boden durchgeffihrter Anschnitt erm6glicht das Einbringen - ohne weitere Zerkleinerung - praktisch der gesamten oberirdischen Teile in entsprechend ausgelegte Geffige (500ml-Flaschen). Grunds/itzlich ist bei Pflanzen nach einer mechanischen Zerkleinerung durch die damit verbundene, momentane Freisetzung betr/ichtlicher Enzymaktivit/iten mit einem schnellen Abbau der Gehalte organisch-chemischer Fremdchemikalien zu rechnen. Des- halb wurde bisher das sofortige Tieffrieren der unzerkleiner- ten Pflanzenoberteile bevorzugt. Versuche zum Zerkleinern von Pflanzen bei gleichzeitiger Enzyminaktivierung ohne Stoffzus/itze waren bisher noch nicht erfolgreich.

- Tageszeit der Probenahme. Bei der Einbringung von Pflanzenmaterial sollte auf bestimmte klimatische Faktoren bez/iglich des Probenahmezeitpunktes geachtet werden. Re- gen- oder taufeuchtes Probengut sollten nicht eingelagert werden. Beim Einw/igen von derartigem Material wiirde die Einwaage der Matrixmenge verf/ilscht ; ein vorheriges Trock- nen k6nnte Wirkstoffverluste hervorrufen.

- Frischgewicht als Bezugsgr613e ffir die Berechnung des Fremdstoffgehaltes. Eventueller Wasserverlust vom Ernte- zeitpunkt his zum port ionierten Tieffrieren sollte unbedingt festgestellt werden.

- Pflanzenkrankheitsbefunde. - A l l e , auch zeitlich weit zurfickliegende chemische,

physikalische oder sonstige Behandlungsmal3nahmen dieser Pflanzen oder der vorangegangenen Pfianzenbestfinde, um Persistenzbefunde erklfiren zu k6nnen.

20

- Ermittlung aller frfiheren Fruchtfolgen als Hilfsmittel zur Erkl~irung gefundener Kontaminationen.

-Ermittlung eventueller Bodenbehandlungsmal3nah- men (Dfingungen, Bodenentseuchungen o. ~i.).

In der Regel sind diese Informationen ohne weiteres beschaffbar, da landwirtschaftliche Betriebe, Gartenbau- oder Forsdimter ftir derartige Probenahmefl~ichen zust/indig sind. Zuweilen k6nnen gebietszust/indige Pflanzenschutz~im- ter Hilfe leisten.

Von den landwirtschaftlichen Betrieben sind die unter 3.2 genannten Informationen leicht zu erhalten, desgleichen Angaben fiber die Sorte der Monokultur. Die Kenntnis der genetischen Merkmale kann ffir retrospektive Betrachtungen fiu6erst wertvoll sein, da Art und Ausma6 biochemischer Vor.g.finge damit im Zusammenhang stehen.

Uber Erfahrungen bei der Durchffihrung der Probenah- men, beim Mischen, Portionieren, in Gefgge Einffillen, Verschliegen, Einlagern und bei der analytischen Kontrolle soil in Kfirze berichtet werden.

3.3 Weizen

Im Falle der Gewinnung von Proben aus Weizen ffir die Bank vereinfachen sich manche Gesichtspunkte. W~ihrend ffir die Erstellung einer reprgsentativen Mischprobe nach 3.1 und 3.2 jeweils zahlreiche kleine Einzelproben entlang einer oder zweier Diagonalen oder entlang einer S-Kurve fiber die Probenahmefl/iche entnommen werden mfissen, ist es beim Monokulturanbau die praktikabelste L6sung, der Weizen- kornmischung der ausgedroschenen Gesamternte eines Fel- des eine Probe zu entnehmen. Die Weizenk6rner werden in ,,guter landwirtschaftlicher Praxis" im Mghdruschverfahren vom Landwirt geerntet. Ein Aliquot der Gesamterntemenge wird in Einzelprobengef~6e eingewogen und eingelagert. Bei der maschinellen Ernte wird der Weizen in einem Arbeitsgang gem~iht, gedroschen und von Stroh sowie yon Schalenanteilen befreit. Eingelagert wird also das mechanisch gereinigte Weizenkorn.

Danksagung. Die Beteiligung der Autoren an dem Forschungsprojekt Umwelt-Pilotprobenbank wurde unter dem F6rderungskennzeichen 1497 010 durch das Umweltbundesamt mit Mitteln des Bundesministe- riums ffir Forschung und Technologic gef6rdert. Daffir sei den Verant- wortlichen herzlich gedankt.

Literatur

1. Ebing W (1979) Monitoring of plants and soil for analysis of possibly hazardous contaminants and banking of these environmental speci- mens, in: Luepke N-P (ed) Monitoring environmental materials and specimen Banking. Martinus Nijhoff Publishers, Den Haag Boston London, pp 203 - 210

2. Ebing W, Hoffmann G (1975) Fresenius Z Anal Chem 275:11-13 3. Gigas E (1962) Vermessungstechn Rundsch Heft 9:329-334

Eingegangen am 21. Mai 1982