Die Forschungsgruppe Abwassermanagement im BMBF-geförderten multilateralen Projektverbund GLOWA Jordan River untersucht unter Federführung der Ruhr-Universität Bochum mittels Geographischer Informationssysteme (GIS) und Vor-Ort-Untersuchungen die Bodenverhältnisse und Bodeneigenschaften im Einzugsgebiet des Jordans (Israel, Jordanien & Westjordanland). Erstmals wurden auf überregionaler Ebene digitale Bodenkarten mit Bodenparametern verschnitten. Verschiedene landwirtschaftlich bedeutende Risiken wurden definiert. Anhand der jeweiligen Standortparameter wurden weitergehend mittels der Anwendung von Standardmethoden sowie eigens entwickelter Ableitungen spezifische bodenbezogene Eignungs- und Risikograde einer Bewässerung mit Abwässern ermittelt und eine Gesamtbewertung der Bodeneignung für die Bewässerung mit Abwässern durchgeführt

Gönster, Sven

Jüschke, Elisabeth

Marschner, Bernd

Schacht, Karsten

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Tagungsbeitrag zu: Jahrestagung der DBG – Kommission V Titel der Tagung: Böden – eine endliche Ressource Veranstalter: DBG, September 2009, Bonn Berichte der DBG (nicht begutachtete   online Publikation) - http://www.dbges.de  GIS-gestützte Risikobewertung der Bo-deneignung für die Bewässerung mit Abwässern in Israel und dem Westjor-danland  Schacht, K.1, Gönster, S.2, Jüschke, E.1, Marschner, B.1  Schlüsselwörter: Risikobewertung, Bodeneignung, Bewässerung, Abwasser, Israel, Westjordanland  Einleitung  Im Nahen Osten, einer Region mit einer der niedrigsten Wasserverfügbarkeiten weltweit, führt stetig wachsender Wasser-bedarf zu politischen, sozioökonomischen und ökologischen Problemen. Daraus er-gibt sich die zunehmende Notwendigkeit der Wasserwiederverwendung und Be-wässerung landwirtschaftlicher Kulturen mit Abwässern, ein Verfahren, welches in Israel seit Jahrzehnten Anwendung findet. Diese Praxis birgt eine Vielzahl von Risi-ken für die nachhaltige Landnutzung und Landwirtschaft, da Versalzung, Ver-schlämmung und Belastung der Böden mit organischen und anorganischen Schad-stoffen die Folgen sein können. Die Forschungsgruppe Abwassermana-gement im BMBF-geförderten multilatera-len Projektverbund GLOWA Jordan River untersucht unter Federführung der Ruhr-Universität Bochum mittels Geographi-scher Informationssysteme (GIS) und Vor-Ort-Untersuchungen die Bodenverhältnisse und Bodeneigenschaften im Einzugsgebiet des Jordans sfhfsh 1 Geographisches Institut, Ruhr-Universität Bochum E-Mail: karsten.schacht@rub.de 2 Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Universität Kassel (Israel, Jordanien & Westjordanland). Erstmals wurden auf überregio- naler Ebe-ne digitale Bodenkarten mit Bodenparame-tern verschnitten. Verschiedene Risiken mit vorwiegend landwirtschaftlicher Bedeu-tung wurden definiert. Anhand der jeweili-gen Standortparameter wurden weiterge-hend mittels der Anwendung von Stan-dardmethoden sowie eigens entwickelter Ableitungen spezifische bodenbezogene Eignungs- und Risikograde einer Bewässe-rung mit Abwässern ermittelt. Ziel ist vor dem Hintergrund des Klimawandels die optimale und schonende Nutzung der Res-sourcen Boden und Wasser. Als Ergebnis der Forschungen sollen unter anderem digitale Kartenmaterialien und Handlungs-empfehlungen für eine nachhaltige land-wirtschaftliche Produktion bereitgestellt werden.  Datengrundlage  Der Datenerhebung zugrunde liegt die digi-talisierte Soil Association Map of Israel (DAN et al. 1972). Diese Karte umfasst das gesamte Staatsgebiet von Israel sowie die Golanhöhen, den Gazastreifen und das Westjordanland. Die Soil Associations sind definiert als „geographic associations of […] soil units which are distributed in a landscape segment according to a definite pattern related to the physiographic, lithologic and microclimatic conditions“ (DAN et al. 1972). Der Maßstab der zugrunde liegenden Bodenkartierungen, welche vorwiegend in den 1950´er Jahren seitens des israelischen Soil Surveys durchgeführt wurden, betrug für Nordisrael 1:20.000, die Golanhöhen 1:50.000 und für Südisrael 1:100.000. Weitergehende kleinmaßstäbige Bodenkartenwerke sind für das Untersuchungsgebiet nicht verfüg-bar. Mittels Literaturrecherchen (u. a. SINGER 2007) und verschiedener Expertengesprä-che vor Ort wurden den Soil Associations erstmals gemittelte Werte verschiedener Bodenparameter, verteilt auf zwei Tiefen-stufen (≤ 30 cm und > 30 cm), zugewiesen. Diese Parameter umfassen Bodenart, pH-Wert, Corg, Lagerungsdichte, CaCO3, EC, KAK, und Profiltiefe. Aus diesen Parame-tern wurden nach AD-HOC-AG BODEN (2005) weitere Parameter abgeleitet (FK, TW, nFK, We, nFKWe, kf). Zum Zeitpunkt der Bearbeitung lagen keine hinreichend genauen jordanischen Boden-daten vor, weswegen für Jordanien keine weitergehende Auswertung erfolgen konn-te.  Risikodefinitionen und Risikobewertung  In Zusammenarbeit mit den regionalen Projektpartnern erfolgte die Definition der zurzeit bedeutendsten landwirtschaftlichen Risiken im Zusammenhang mit Abwasser-bewässerung (Tab. 1). Es wurden Kriterien festgelegt, anhand derer die Risiken be-wertet werden können. Weitergehend wur-den Methoden bestimmt bzw. entwickelt, mittels welcher die jeweiligen Kriterien im Zusammenhang mit mess- und bestimm-baren Parametern bewertet werden. Die Teilrisiken werden abschließend aggregiert und als Gesamtrisiko dargestellt.  Das Umweltrisiko hinsichtlich der Ausbrin-gung von Abwässern ist hauptsächlich ab-hängig von den Bodeneigenschaften und der Abwasserqualität (FEIGIN et al. 1991), Die Abwasserqualität ist von den jeweiligen Wasserressourcen und den Behandlungs-techniken abhängig und damit regional stark variabel. Hieraus ergibt sich bei über-regionaler Betrachtung die Notwendigkeit einer von der Wasserqualität unabhängi-gen Bewertung, welche in diesem ersten Schritt über die Auswertung der verfügba-ren Bodendaten erfolgt. Das Ergebnis der Bewertung ist der jeweilige Risikograd, welcher eingeteilt wird nach einer dreifa-chen Skala: 1 - geringes Risiko, 2 - mittle-res Risiko und 3 - hohes Risiko. Umge-kehrt ergeben sich hieraus die jeweiligen Eignungsklassen, eine Fläche mit niedri-gem Risiko weist demnach eine hohe Eig-nung für die Bewässerung mit Abwässern auf.  Teilrisiko A: Mobilisierung anorganischer adsorbierbarer Schadstoffe  Im Sinne einer Worst Case Bewertung ist beim Teilrisiko A die Bindungsstärke und Mobilisierung des Schwermetalls (SM) Cadmium im Boden nach BLUME & BRÜM-MER 1991 und DVWK 1988 das zu bewer-tende Kriterium. Cd ist das erste SM, wel-ches bei abfallenden pH-Werten im Boden mobilisiert wird. Die Bindung erfolgt haupt-sächlich an Tonmineralen, Sesquioxiden und Humus. Da keine Angaben über Ge-halte pedogener Oxide vorliegen, findet dieser Parameter keine Beachtung. Die Bewertung erfolgt für den Oberboden (≤ 30 cm) und beinhaltet wegen der Vereinfa-chung keine Translokationsprozesse auf-grund von Komplexierung sowie nicht die standörtliche Vorbelastung. Tabelle 1: Übersicht der definierten Risiken, Kriterien und Methoden sowie der verwendeten Parameter Risiko Kriterien Methoden Parameter A Mobilisierung anorgani-scher adsorbierbarer Schadstoffe Bindungsstärke für anorgani-sche adsorbierbare Schadstoffe (z.B. Schwermetalle) BLUME & BRÜMMER 1991, DVWK 1988 Bodenart / Tongehalt, Humusgehalt, pH-Wert B Verschlämmung des Oberbodens Verschlämmung des Oberbodens AD-HOC-AG BODEN 2005, abgewandelt Bodenart, Humusgehalt C Bodenversalzung Bodenversalzung eigene Methode Bodenart, Lagerungsdichte, Horizonttiefe, Durchwurzelungstiefe, Profiltiefe, Feldka-pazität, hydraulische Leitfähigkeit D Mobilisierung von Bor Pufferkapazität für Bor eigene Methode Bodenart / Tongehalt, Humusgehalt, pH-Wert E Verlagerungspotential nichtsorbierbarer Stoffe Bindung nichtsorbierbarer Stoffe (z.B. NO3-) DIN 19732 Bodenart, Lagerungsdichte, Durchwurze-lungstiefe, Feldkapazität, Sickerrate Teilrisiko B: Verschlämmung des Oberbo-dens  Die Verschlämmungsneigung des Oberbo-dens ist vom Schluff- und Feinsandanteil des Bodens abhängig. Wichtig bei der Sta-bilisierung des Bodengefüges ist zudem die organische Bodensubstanz (LEVY 2000). Die Bewertung erfolgt nach AD-HOC AG BODEN (2005) anhand der Textur. Der ermittelte Risikograd wird nachfolgend in Abhängigkeit vom Humusgehalt modifi-ziert.  Teilrisiko C: Versalzung  Bodenversalzung ist der Prozess der An-reicherung von Salzen in Böden oder Bo-denhorizonten und wird begünstig durch geringe Sickerraten und damit einherge-hend geringer Auswaschung. Die Auswa-schungsrate ist abhängig von der FK des Bodens. Bei gleicher Evapotranspirations-rate verliert ein sandiger Boden proportio-nal mehr Wasser als ein toniger Boden, welches zu einer Erhöhung der Bodenlö-sungskonzentration führt. Gute Bewässe-rungsmethoden vorausgesetzt werden demzufolge sandige Böden häufiger be-wässert, welches wiederum eine höhere Auswaschung des Bodens zur Folge ha-ben kann (SHALHEVET 1994). Nach RHOA-DES et al. (1992) ist die Verhinderung von Salzakkumulation in feinkörnigen und ge-ring wasserdurchlässigen Böden am schwierigsten. Je niedriger die FK ist, des-to niedriger ist die Gefahr der Versalzung. Ebenfalls ist die Entwässerungsfähigkeit ein wichtiger Faktor, um die Abfuhr gelös-ter Salze zu beschreiben. Es wird ange-nommen, dass eine gute Entwässerungs-fähigkeit besteht, wenn die gesättigte Was-serleitfähigkeit (kf) hoch ist. Weiterhin wird angenommen, dass ab einer Profiltiefe von einem Meter eine bessere Entwässerung gewährleistet ist.  Die Bewertung wird für die Tiefenstufe der We anhand einer Bewertungsmatrix mit den Parametern kf und FKWe vorgenom-men. Beeinflussungen durch Grundwasser und Bodenstruktur können mangels Da-tengrundlage nicht berücksichtigt werden. Bei Profiltiefen < 1 m erfolgt ein Risikoauf-schlag.  Teilrisiko D: Mobilisierung von Bor  Bor ist ein wichtiger pflanzlicher Mikro-nährstoff, jedoch ist die Spanne zwischen Mangel und toxischer Konzentration kleiner als für alle anderen Nährelemente (GOLD-BERG 1997). Boratverbindungen gelangen als Bestandteil von Bleich- und Desinfekti-onsmitteln in das Abwasser. Die Bindung von B im Boden wird maßgeblich bestimmt von pH-Wert, Ton- und Humusgehalt. Die Risikobewertung erfolgt über eine Bewer-tungsmatrix.  Teilrisiko E: Standörtliches Verlagerungs-potential nichtsorbierbarer Stoffe  Die Bestimmung des Verlagerungspotenti-als geschieht nach DIN 19732. Die Bewer-tung erfolgt in Abhängigkeit von der Aus-tauschhäufigkeit des Bodenwassers, dem Quotient von Sickerrate und FK, innerhalb des We. Aufgrund noch nicht vorliegender kleinräumig modellierter Sickerraten konn-te das Teilrisiko E bislang nicht kalkuliert werden.  Risikozusammenführung  Die Aggregierung der einzelnen Teilrisiken erfolgt in gleicher Gewichtung nach dem Maximalwertprinzip, da weder eine Hierar-chisierung noch eine Mittelung der einzel-nen Risiken vorgenommen werden können (Tab. 2).  Tabelle 2: Bewertungsmatrix für die Aggregierung der Teilrisiken A bis D Gesamtbewertung der Teilrisiken A bis D Gesamtrisikograd Eignung ≥ 3 x niedrig niedrig hoch alle anderen Fälle mittel mittel ≥ 2 x hoch hoch niedrig Die Ergebnisdarstellung der Risiken erfolgt mittels einer dreistufigen Ampel-Skala (Abb. 1).    Ausblick  Gegenwärtig werden weitere Teilrisiken untersucht. Beispielsweise wurde der Ef-fekt der Ausprägung hydrophober Boden-oberflächen mit der Abwasserbewässerung in Verbindung gebracht (TARCHITZKY et al. 2007), welcher u. a. in Verbindung mit der Bodenart, den Gehalten an Humus und CaCO3 sowie dem pH-Wert steht. Weiter-gehend soll die Gefährdung von Oberflä-chengewässern hinsichtlich der Erosions-neigung evaluiert werden. Ferner sollen in ausgewählten Teilein-zugsgebieten detaillierte Substratkartie-rungen auf der Feldskala vorgenommen werden, um die Datengrundlage einer Überprüfung zu unterziehen und die Risi-kobewertung zu verfeinern. Das Fernziel der Untersuchungen ist die schlaggenaue Eignungsevaluierung für die Bewässerung mit Abwässern in Abhängig-keit von der spezifischen Abwasserqualität.  Danksagung  Dieses Projekt ist Teil des multilateralen GLOWA Jordan River Projektes und wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Wir dan-ken allen beteiligten Projektpartnern.   Literatur  AD-HOC-AG BODEN (2005): Bodenkundliche Kar-tieranleitung. 5th Edition. Hannover.  BLUME, H.-P., BRÜMMER, G. (1991): Prediction of heavy metal behaviour in soil by means of simple field tests. Ecotoxicology and Environmental Safety. 22: 164-174.  DAN, J., YAALON, D. H., KOYUMDJISKY, H., RAZ, Z. (1972): The soil association map of Israel. Israel Journal of Earth Sciences. 21: 29-49.  DIN – DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG e. V. (1997): DIN 19732. Bestimmung des standörtlichen Verlagerungspotentials von nichtsorbierbaren Stof-fen. Berlin.  DVWK - DEUTSCHER VERBAND FÜR WASSERWIRT-SCHAFT UND KULTURBAU E.V. (1988): Filtereigen-schaft des Bodens gegenüber Schadstoffen, Teil 1: Beurteilung der Fähigkeit von Böden, zugeführte Schwermetalle zu immobilisieren. DVWK-Merkblatt. 212.  FEIGIN, A., RAVINA, I., SHALHEVET, J. (1991): Irriga-tion with treated Sewage effluent. Berlin.  GOLDBERG, S. (1997): Reaction of boron with soils. Plant and Soil. 193 (2): 35-48.  LEVY, G.J. (2000): Sodicity. in: SUMNER, M. E. [Hrsg] (2000): Handbook of Soil Science. Boca Raton.  RHOADES, J. D.; KANDIAH, A.; MASHALI, A. M. (1992): The use of saline waters for crop production. FAO Irrigation and Drainage papers - 48.  SHALHEVET, J. (1994): Using water of marginal qual-ity for crop production: major issues. Agricultural Water Management. 25: 233-269.  SINGER, A. (2007): The Soils of Israel. Berlin.  TARCHITZKY, J., LERNER, O., SHANI, U., ARYE, G., LOWENGART-AYCICEGI, A., CHEN, Y. (2007): Water distribution pattern in treated wastewater irrigated soils: hydrophobicity effect. European Journal of Soil Science. 58: 573-588. Abbildung 1: Beispiel der aggregierten gleichge-wichteten Darstellung der Risiken A bis D für die Region um Haifa, Nordisrael. grün - geringes Risi-ko, gelb - mittleres Risiko, rot - hohes Risiko 

German

GIS-gestützte Risikobewertung der Bodeneignung für die Bewässerung mit Abwässern in Israel und dem Westjordanland

Tagungsbeitrag zu: Jahrestagung der DBG – Kommission V Titel der Tagung: Böden – eine endliche Ressource Veranstalter: DBG, September 2009, Bonn Berichte der DBG (nicht begutachtete   online Publikation) - http://www.dbges.de  GIS-gestützte Ableitung der Landnut-zungseignung für die Bewässerung mit Abwässern in Israel und dem Westjor-danland  Schacht, K.1, Gönster, S.2, Jüschke, E.1, Marschner, B.1  Schlüsselwörter: Risikobewertung, Bodeneignung, Bewässerung, Abwasser, Israel, Westjordanland  Einleitung  Im Nahen Osten, einer Region mit einer der niedrigsten Wasserverfügbarkeiten weltweit, führt stetig wachsender Wasser-bedarf zu politischen, sozioökonomischen und ökologischen Problemen. Daraus er-gibt sich die zunehmende Notwendigkeit der Wasserwiederverwendung und Be-wässerung landwirtschaftlicher Kulturen mit Abwässern, ein Verfahren, welches in Israel seit Jahrzehnten Anwendung findet. Diese Praxis birgt eine Vielzahl von Risi-ken für die nachhaltige Landnutzung und Landwirtschaft, da Versalzung, Ver-schlämmung und Belastung der Böden mit organischen und anorganischen Schad-stoffen die Folgen sein können. Die Forschungsgruppe Abwassermana-gement im BMBF-geförderten multilatera-len Projektverbund GLOWA Jordan River untersucht unter Federführung der Ruhr-Universität Bochum mittels Geographi-scher Informationssysteme (GIS) und Vor-Ort-Untersuchungen die Bodenverhältnisse und Bodeneigenschaften im Einzugsgebiet des Jordans sfhfsh 1 Geographisches Institut, Ruhr-Universität Bochum E-Mail: karsten.schacht@rub.de 2 Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Universität Kassel (Israel, Jordanien & Westjordanland). Erstmals wurden auf überregio- naler Ebe-ne digitale Bodenkarten mit Bodenparame-tern verschnitten. Verschiedene Risiken mit vorwiegend landwirtschaftlicher Bedeu-tung wurden definiert. Anhand der jeweili-gen Standortparameter wurden weiterge-hend mittels der Anwendung von Stan-dardmethoden sowie eigens entwickelter Ableitungen spezifische bodenbezogene Eignungs- und Risikograde einer Bewässe-rung mit Abwässern ermittelt. Ziel ist vor dem Hintergrund des Klimawandels die optimale und schonende Nutzung der Res-sourcen Boden und Wasser. Als Ergebnis der Forschungen sollen unter anderem digitale Kartenmaterialien und Handlungs-empfehlungen für eine nachhaltige land-wirtschaftliche Produktion bereitgestellt werden.  Datengrundlage  Der Datenerhebung zugrunde liegt die digi-talisierte Soil Association Map of Israel (DAN et al. 1972). Diese Karte umfasst das gesamte Staatsgebiet von Israel sowie die Golanhöhen, den Gazastreifen und das Westjordanland. Die Soil Associations sind definiert als „geographic associations of […] soil units which are distributed in a landscape segment according to a definite pattern related to the physiographic, lithologic and microclimatic conditions“ (DAN et al. 1972). Der Maßstab der zugrunde liegenden Bodenkartierungen, welche vorwiegend in den 1950´er Jahren seitens des israelischen Soil Surveys durchgeführt wurden, betrug für Nordisrael 1:20.000, die Golanhöhen 1:50.000 und für Südisrael 1:100.000. Weitergehende kleinmaßstäbige Bodenkartenwerke sind für das Untersuchungsgebiet nicht verfüg-bar. Mittels Literaturrecherchen (u. a. SINGER 2007) und verschiedener Expertengesprä-che vor Ort wurden den Soil Associations erstmals gemittelte Werte verschiedener Bodenparameter, verteilt auf zwei Tiefen-stufen (≤ 30 cm und > 30 cm), zugewiesen. Diese Parameter umfassen Bodenart, pH-Wert, Corg, Lagerungsdichte, CaCO3, EC, KAK, und Profiltiefe. Aus diesen Parame-tern wurden nach AD-HOC-AG BODEN (2005) weitere Parameter abgeleitet (FK, TW, nFK, We, nFKWe, kf). Zum Zeitpunkt der Bearbeitung lagen keine hinreichend genauen jordanischen Boden-daten vor, weswegen für Jordanien keine weitergehende Auswertung erfolgen konn-te.  Risikodefinitionen und Risikobewertung  In Zusammenarbeit mit den regionalen Projektpartnern erfolgte die Definition der zurzeit bedeutendsten landwirtschaftlichen Risiken im Zusammenhang mit Abwasser-bewässerung (Tab. 1). Es wurden Kriterien festgelegt, anhand derer die Risiken be-wertet werden können. Weitergehend wur-den Methoden bestimmt bzw. entwickelt, mittels welcher die jeweiligen Kriterien im Zusammenhang mit mess- und bestimm-baren Parametern bewertet werden. Die Teilrisiken werden abschließend aggregiert und als Gesamtrisiko dargestellt.  Das Umweltrisiko hinsichtlich der Ausbrin-gung von Abwässern ist hauptsächlich ab-hängig von den Bodeneigenschaften und der Abwasserqualität (FEIGIN et al. 1991), Die Abwasserqualität ist von den jeweiligen Wasserressourcen und den Behandlungs-techniken abhängig und damit regional stark variabel. Hieraus ergibt sich bei über-regionaler Betrachtung die Notwendigkeit einer von der Wasserqualität unabhängi-gen Bewertung, welche in diesem ersten Schritt über die Auswertung der verfügba-ren Bodendaten erfolgt. Das Ergebnis der Bewertung ist der jeweilige Risikograd, welcher eingeteilt wird nach einer dreifa-chen Skala: 1 - geringes Risiko, 2 - mittle-res Risiko und 3 - hohes Risiko. Umge-kehrt ergeben sich hieraus die jeweiligen Eignungsklassen, eine Fläche mit niedri-gem Risiko weist demnach eine hohe Eig-nung für die Bewässerung mit Abwässern auf.  Teilrisiko A: Mobilisierung anorganischer adsorbierbarer Schadstoffe  Im Sinne einer Worst Case Bewertung ist beim Teilrisiko A die Bindungsstärke und Mobilisierung des Schwermetalls (SM) Cadmium im Boden nach BLUME & BRÜM-MER 1991 und DVWK 1988 das zu bewer-tende Kriterium. Cd ist das erste SM, wel-ches bei abfallenden pH-Werten im Boden mobilisiert wird. Die Bindung erfolgt haupt-sächlich an Tonmineralen, Sesquioxiden und Humus. Da keine Angaben über Ge-halte pedogener Oxide vorliegen, findet dieser Parameter keine Beachtung. Die Bewertung erfolgt für den Oberboden (≤ 30 cm) und beinhaltet wegen der Vereinfa-chung keine Translokationsprozesse auf-grund von Komplexierung sowie nicht die standörtliche Vorbelastung. Tabelle 1: Übersicht der definierten Risiken, Kriterien und Methoden sowie der verwendeten Parameter Risiko Kriterien Methoden Parameter A Mobilisierung anorgani-scher adsorbierbarer Schadstoffe Bindungsstärke für anorgani-sche adsorbierbare Schadstoffe (z.B. Schwermetalle) BLUME & BRÜMMER 1991, DVWK 1988 Bodenart / Tongehalt, Humusgehalt, pH-Wert B Verschlämmung des Oberbodens Verschlämmung des Oberbodens AD-HOC-AG BODEN 2005, abgewandelt Bodenart, Humusgehalt C Bodenversalzung Bodenversalzung eigene Methode Bodenart, Lagerungsdichte, Horizonttiefe, Durchwurzelungstiefe, Profiltiefe, Feldka-pazität, hydraulische Leitfähigkeit D Mobilisierung von Bor Pufferkapazität für Bor eigene Methode Bodenart / Tongehalt, Humusgehalt, pH-Wert E Verlagerungspotential nichtsorbierbarer Stoffe Bindung nichtsorbierbarer Stoffe (z.B. NO3-) DIN 19732 Bodenart, Lagerungsdichte, Durchwurze-lungstiefe, Feldkapazität, Sickerrate Teilrisiko B: Verschlämmung des Oberbo-dens  Die Verschlämmungsneigung des Oberbo-dens ist vom Schluff- und Feinsandanteil des Bodens abhängig. Wichtig bei der Sta-bilisierung des Bodengefüges ist zudem die organische Bodensubstanz (LEVY 2000). Die Bewertung erfolgt nach AD-HOC AG BODEN (2005) anhand der Textur. Der ermittelte Risikograd wird nachfolgend in Abhängigkeit vom Humusgehalt modifi-ziert.  Teilrisiko C: Versalzung  Bodenversalzung ist der Prozess der An-reicherung von Salzen in Böden oder Bo-denhorizonten und wird begünstig durch geringe Sickerraten und damit einherge-hend geringer Auswaschung. Die Auswa-schungsrate ist abhängig von der FK des Bodens. Bei gleicher Evapotranspirations-rate verliert ein sandiger Boden proportio-nal mehr Wasser als ein toniger Boden, welches zu einer Erhöhung der Bodenlö-sungskonzentration führt. Gute Bewässe-rungsmethoden vorausgesetzt werden demzufolge sandige Böden häufiger be-wässert, welches wiederum eine höhere Auswaschung des Bodens zur Folge ha-ben kann (SHALHEVET 1994). Nach RHOA-DES et al. (1992) ist die Verhinderung von Salzakkumulation in feinkörnigen und ge-ring wasserdurchlässigen Böden am schwierigsten. Je niedriger die FK ist, des-to niedriger ist die Gefahr der Versalzung. Ebenfalls ist die Entwässerungsfähigkeit ein wichtiger Faktor, um die Abfuhr gelös-ter Salze zu beschreiben. Es wird ange-nommen, dass eine gute Entwässerungs-fähigkeit besteht, wenn die gesättigte Was-serleitfähigkeit (kf) hoch ist. Weiterhin wird angenommen, dass ab einer Profiltiefe von einem Meter eine bessere Entwässerung gewährleistet ist.  Die Bewertung wird für die Tiefenstufe der We anhand einer Bewertungsmatrix mit den Parametern kf und FKWe vorgenom-men. Beeinflussungen durch Grundwasser und Bodenstruktur können mangels Da-tengrundlage nicht berücksichtigt werden. Bei Profiltiefen < 1 m erfolgt ein Risikoauf-schlag.  Teilrisiko D: Mobilisierung von Bor  Bor ist ein wichtiger pflanzlicher Mikro-nährstoff, jedoch ist die Spanne zwischen Mangel und toxischer Konzentration kleiner als für alle anderen Nährelemente (GOLD-BERG 1997). Boratverbindungen gelangen als Bestandteil von Bleich- und Desinfekti-onsmitteln in das Abwasser. Die Bindung von B im Boden wird maßgeblich bestimmt von pH-Wert, Ton- und Humusgehalt. Die Risikobewertung erfolgt über eine Bewer-tungsmatrix.  Teilrisiko E: Standörtliches Verlagerungs-potential nichtsorbierbarer Stoffe  Die Bestimmung des Verlagerungspotenti-als geschieht nach DIN 19732. Die Bewer-tung erfolgt in Abhängigkeit von der Aus-tauschhäufigkeit des Bodenwassers, dem Quotient von Sickerrate und FK, innerhalb des We. Aufgrund noch nicht vorliegender kleinräumig modellierter Sickerraten konn-te das Teilrisiko E bislang nicht kalkuliert werden.  Risikozusammenführung  Die Aggregierung der einzelnen Teilrisiken erfolgt in gleicher Gewichtung nach dem Maximalwertprinzip, da weder eine Hierar-chisierung noch eine Mittelung der einzel-nen Risiken vorgenommen werden können (Tab. 2).  Tabelle 2: Bewertungsmatrix für die Aggregierung der Teilrisiken A bis D Gesamtbewertung der Teilrisiken A bis D Gesamtrisikograd Eignung ≥ 3 x niedrig niedrig hoch alle anderen Fälle mittel mittel ≥ 2 x hoch hoch niedrig Die Ergebnisdarstellung der Risiken erfolgt mittels einer dreistufigen Ampel-Skala (Abb. 1).    Ausblick  Gegenwärtig werden weitere Teilrisiken untersucht. Beispielsweise wurde der Ef-fekt der Ausprägung hydrophober Boden-oberflächen mit der Abwasserbewässerung in Verbindung gebracht (TARCHITZKY et al. 2007), welcher u. a. in Verbindung mit der Bodenart, den Gehalten an Humus und CaCO3 sowie dem pH-Wert steht. Weiter-gehend soll die Gefährdung von Oberflä-chengewässern hinsichtlich der Erosions-neigung evaluiert werden. Ferner sollen in ausgewählten Teilein-zugsgebieten detaillierte Substratkartie-rungen auf der Feldskala vorgenommen werden, um die Datengrundlage einer Überprüfung zu unterziehen und die Risi-kobewertung zu verfeinern. Das Fernziel der Untersuchungen ist die schlaggenaue Eignungsevaluierung für die Bewässerung mit Abwässern in Abhängig-keit von der spezifischen Abwasserqualität.  Danksagung  Dieses Projekt ist Teil des multilateralen GLOWA Jordan River Projektes und wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Wir dan-ken allen beteiligten Projektpartnern.   Literatur  AD-HOC-AG BODEN (2005): Bodenkundliche Kar-tieranleitung. 5th Edition. Hannover.  BLUME, H.-P., BRÜMMER, G. (1991): Prediction of heavy metal behaviour in soil by means of simple field tests. Ecotoxicology and Environmental Safety. 22: 164-174.  DAN, J., YAALON, D. H., KOYUMDJISKY, H., RAZ, Z. (1972): The soil association map of Israel. Israel Journal of Earth Sciences. 21: 29-49.  DIN – DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG e. V. (1997): DIN 19732. Bestimmung des standörtlichen Verlagerungspotentials von nichtsorbierbaren Stof-fen. Berlin.  DVWK - DEUTSCHER VERBAND FÜR WASSERWIRT-SCHAFT UND KULTURBAU E.V. (1988): Filtereigen-schaft des Bodens gegenüber Schadstoffen, Teil 1: Beurteilung der Fähigkeit von Böden, zugeführte Schwermetalle zu immobilisieren. DVWK-Merkblatt. 212.  FEIGIN, A., RAVINA, I., SHALHEVET, J. (1991): Irriga-tion with treated Sewage effluent. Berlin.  GOLDBERG, S. (1997): Reaction of boron with soils. Plant and Soil. 193 (2): 35-48.  LEVY, G.J. (2000): Sodicity. in: SUMNER, M. E. [Hrsg] (2000): Handbook of Soil Science. Boca Raton.  RHOADES, J. D.; KANDIAH, A.; MASHALI, A. M. (1992): The use of saline waters for crop production. FAO Irrigation and Drainage papers - 48.  SHALHEVET, J. (1994): Using water of marginal qual-ity for crop production: major issues. Agricultural Water Management. 25: 233-269.  SINGER, A. (2007): The Soils of Israel. Berlin.  TARCHITZKY, J., LERNER, O., SHANI, U., ARYE, G., LOWENGART-AYCICEGI, A., CHEN, Y. (2007): Water distribution pattern in treated wastewater irrigated soils: hydrophobicity effect. European Journal of Soil Science. 58: 573-588. Abbildung 1: Beispiel der aggregierten gleichge-wichteten Darstellung der Risiken A bis D für die Region um Haifa, Nordisrael. grün - geringes Risi-ko, gelb - mittleres Risiko, rot - hohes Risiko 

http://eprints.dbges.de/349/1/DBG-Berichte_2009-Schacht_et_al..pdf

GIS-gestützte Risikobewertung der Bodeneignung für die Bewässerung mit Abwässern in Israel und dem Westjordanland

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