Zustand der Zürcher Böden

Es ist Aufgabe der Kantone, den Zustand der Böden zu überwachen und sie vor schädlichen Einwirkungen zu schützen. Wir messen die Schadstoffgehalte auf Landwirtschaftsflächen, im Wald sowie in Anlagen und Gärten im Siedlungsgebiet. Langfristig verfolgen wir die Entwicklung des Humusgehalts und der Bodenversauerung.

Inhaltsverzeichnis

 

Bodenüberwachung

Veränderungen der Umwelt und menschliche Aktivitäten können die Fruchtbarkeit von Böden beeinträchtigen oder zerstören. Dazu gehören:

  • chemische Belastungen (Schadstoffe)
  • physikalische Belastungen (Verdichtung, Versiegelung, Erosion)
  • biologische Belastungen (Neophyten)

Da diese Veränderungen oft sehr langsam ablaufen und Bodenbelastungen meist irreversibel sind, ist es notwendig, Böden langfristig zu überwachen. Der Schutz und die Überwachung der natürlichen Böden ist eine Aufgabe der Kantone (Art. 4 VBBo). Sie ermitteln die Ursache von Belastungen und ergreifen Gegenmassnahmen.

Vorsorgen ist günstiger als sanieren

Umweltschäden können nur sehr langsam oder gar nicht rückgängig gemacht werden. Deshalb verlangt das Umweltschutzgesetz (USG), dass Einwirkungen, die schädlich oder lästig werden können, im Sinne der Vorsorge frühzeitig zu begrenzen sind (Art. 1 Abs. 2 USG).

Eine vorausschauende Schadensbegrenzung verursacht weniger Kosten als das Beheben entstandener Schäden. Deshalb untersuchen wir regelmässig an ausgewählten Standorten die Böden, um: 

  • frühzeitig Veränderungen aufzuzeigen, welche die Bodenfruchtbarkeit gefährden
  • eine Gefährdung von Mensch, Tier und Pflanze zu verhindern
  • Anlagen zu überwachen, deren Betrieb die Bodenfruchtbarkeit belasten können
  • regionale Schadstoffgrundgehalte und ihre Veränderung zu ermitteln
  • Erfolgskontrollen von umweltpolitischen und bodenspezifischen Massnahmen durchzuführen.
 

Bodenbelastungen

Verschiedene Einwirkungen können Böden belasten:

  • Verfrachtung von Stoffen aus der Luft durch Industrie, Feuerungen und Verkehr
  • Schadstoffeintrag durch Landwirtschaft: Dünger, Klärschlamm und Pflanzenschutzmittel
  • Verdichtung der Bodenstruktur durch schwere Maschinen im Tiefbau und in der Landwirtschaft
  • Ausbreitung von Neophyten (z. B. Japanischer Knöterich)
 

Was wir untersuchen

Je nach Belastungssituation untersuchen wir unterschiedliche Schadstoffe und Bodeneigenschaften: 

  • Schwermetalle wie Cadmium, Zink, Blei oder Kupfer, aber auch organische Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) oder polychlorierte Biphenyle (PCB) als Indikatoren chemischer Bodenbelastung
  • Organischer Kohlenstoffgehalt, pH-Wert und Ionentauscherkapazität als Hinweise für das Bindungsvermögen von Nähr- und Schadstoffen. Der Kohlenstoffgehalt im Boden spielt auch im Zusammenhang mit der CO2-Problematik eine wichtige Rolle
  • Physikalische Messgrössen wie Körnung, Dichte, Skelettgehalt und Porengrössenverteilung als Indikatoren für den Grad der Bodenverdichtung und Störungen von Wasser- und Lufthaushalt im Boden
 

Aktuelle Trends

Der Eintrag von Schwermetallen hat in den letzten Jahren abgenommen. Durch den Vollzug der Luftreinhaltegesetze und verbesserte Luftfiltersysteme bei industriellen Verbrennungsanlagen konnten die Emissionen an der Quelle reduziert werden. Die Schadstoffe verbleiben aber mehrheitlich langfristig im Boden.

Blei und Zink in Landwirtschaftsböden

Blei ist toxisch und gelangt grösstenteils über die Luft in den Boden. Durch das Verbot von verbleitem Benzin wurden die Emissionen stark reduziert. Die Gehalte von Blei in unseren Untersuchungsflächen bleiben aber stabil. Es ist eine Verlagerung vom Oberboden in den Unterboden feststellbar.

Zink ist ein Spurenelement, das für Pflanze, Tier und Mensch unentbehrlich ist. Bei hohen Gehalten in Böden kann es jedoch toxisch auf Pflanzen und Mikroorganismen wirken. Zink wird auf landwirtschaftlich genutzten Flächen hauptsächlich mit Dünger ausgetragen. Seit Beginn der Bodenüberwachung 1995 stellen wir eine leichte Zunahme der Zinkgehalte im Boden fest.

Die Gehalte von Blei und Zink liegen auf den meisten Standorte unter den Richtwerten (VBBo). 

Kupferbelastung auf aktuellen und ehemaligen Rebbauflächen

Kupfer gelangte in den letzten hundert Jahren hauptsächlich durch Pflanzenschutzmittel im Weinbau in den Boden. In aktuellen und auch in ehemaligen Rebbauflächen sind deshalb auch heute noch hohe Kupferbelastungen messbar.

Durch Optimierungen der Applikation und der Zusammensetzung von kupferhaltigen Pflanzenschutzmitteln sind die Einträge von Kupfer in den letzten vierzig Jahren zurückgegangen. In Untersuchungen der Bodenüberwachung stellen wir einen leichten Rückgang der Kupferwerte im Oberboden mit einem Trend zur Verlagerung in den Unterboden fest. 

Bodenversauerung im Wald

Im Wald bewirken Luftschadstoffe wie Ammoniak (Landwirtschaft) und Stickoxide (Verkehr) eine verstärkte Versauerung der Böden. Saure Böden verarmen an Nährstoffen und setzen Schwermetalle und Aluminium frei. Über ein Drittel der überwachten Waldstandorte sind bis 60 Zentimeter Bodentiefe stark versauert. Der Trend zur Versauerung auf bereits stark versauerten Standorten beschleunigt sich. 

Folgen der Bodenversauerung:

  • Verminderte Bodenfruchtbarkeit
  • Verlangsamtes Wachstum und zunehmende Krankheitsanfälligkeit der Bäume
  • Giftige Schwermetalle sowie Aluminium könnten ins Grundwasser gelangen

Die Kartierung der am stärksten versauerten Wälder im Kanton Zürich ist eine wichtige Grundlage, um Gegenmassnahmen umzusetzen. Sie dient auch als Planungsgrundlage für den Waldbau (Baumartenwahl) und den Grundwasserschutz.

Ansprechperson

Ubald Gasser

Sektionsleiter Bodenüberwachung

ubald.gasser@bd.zh.ch
+41 43 259 31 93
Walcheplatz 2, 8090 Zürich

 

Themen und Berichte

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Der Humusgehalt ist entscheidend für die Fruchtbarkeit der Böden und spielt eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit dem Klimawandel.

Humus ist ein wichtiger Kohlenstoffspeicher. Die Böden des Kantons Zürich speichern rund 17 Millionen Tonnen Kohlenstoff in Form von Humus. Wird Humus abgebaut, kehrt Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid (CO2) wieder in die Atmosphäre zurück.

Klimatische Veränderungen wie steigende Temperaturen, längere Trockenperioden und intensivere Niederschläge können den Humusabbau beschleunigen.

Der Humusverlust vermindert einerseits Fruchtbarkeit und Filterwirkung des Bodens und erhöht andererseits den Ausstoss des Treibhausgases CO2. Humusverlust kann auch durch Erosion von Böden auftreten.

Aus diesen Gründen überwachen wir im Rahmen der Bodendauerüberwachung die Entwicklung des Humusgehaltes in den Zürcher Böden.

Situation

Im Wald bewirken Luftschadstoffe wie Ammoniak und Stickoxide – zusätzlich zu den natürlichen Einträgen – eine stärkere Versauerung der Böden. Bereits stark versauerte Böden sind davon besonders betroffen. In den Überwachungsperioden 1995 bis 1999 und 2000 bis 2004 betrug der Anteil der stark sauren Standorte 37 Prozent. Der Anteil der sehr stark sauren Standorte nahm in dieser Zeit von 6 auf 18 Prozent beträchtlich zu.

Folge

Mit zunehmendem Säuregehalt verarmt der Boden an Nährstoffen. Überproportional hohe Mengen an Schwermetallen und Aluminium (aus der Zersetzung von Tonmineralien) werden freigesetzt. Aluminium hemmt das Wurzelwachstum der Bäume. Schwermetalle werden zum Teil ausgewaschen und können ins Grundwasser gelangen.
Damit ist die Fruchtbarkeit der Waldböden langfristig nicht mehr gewährleistet und die Qualität des Grundwassers bedroht. Zudem zeigte der Sturm «Lothar», dass der Wald auf stark sauren Standorten für Windwurf anfälliger ist und überdurchschnittlich stark von Sturmschäden betroffen ist.

Fazit

Da durch Stickstoffemissionen aus Landwirtschaft und Verkehr immer noch zu viel Säure in den Waldboden gelangt, dürfte die Bodenversauerung weiterhin zunehmen – flächenmässig und was den Versauerungsgrad anbelangt. Deshalb muss man künftig damit rechnen, dass Bäume immer schlechter wachsen und mehr Schadstoffe ins Grundwasser gelangen könnten. 
Starke Stürme werden vermehrt Windwurf und deren Folgeprobleme auslösen, wie zum Beispiel den Befall durch Borkenkäfer und Fichtenquirlschildlaus.

Die Broschüre «Gartenböden schützen und pflegen» behandelt alle wichtigen Aspekte des Bodenschutzes im Garten – von der Gartenplanung über die Bearbeitung bis zum Umgang mit Bodenproblemen. Zehn praktische Tipps für den Gartenalltag fassen die wichtigsten Punkte zusammen.
Die Broschüre kann gratis bei der Fachstelle Bodenschutz bezogen oder hier heruntergeladen werden.

Schätzung der Bodenbelastung in Kleingärten

Böden von Haus- und Familiengärten im Siedlungsgebiet weisen oft höhere Schadstoffgehalte auf als Landwirtschaftsflächen. Dabei werden nicht selten die Prüfwerte (VBBo) für Schwermetalle und organische Schadstoffe überschritten. 

Auf der Basis einer Fallstudie der ETH Zürich wurde eine Prognosemethode entwickelt, mit der man Bodenbelastungen in Familiengärten qualitativ abschätzen kann. Die Methode ist geeignet, die Häufigkeit von Prüfwertüberschreitungen in einem Familiengartenareal durch zwei Leitschadstoffe (Blei und PAK) abzuschätzen. Die Prognose wird aufgrund «äusserer Faktoren» erstellt, die mit hoher Wahrscheinlichkeit einen Einfluss auf die Bodenbelastung eines Gartenareals haben: Alter, Vornutzung, Fremdmaterial und Umgebung.

Eine ausführliche Beschreibung der Methode ist im Fachbericht und im Benutzerleitfaden enthalten. Mit der untenstehenden Excel-Datei können Prognosen erstellt werden.  

Eine 18-Loch Golfanlage beansprucht ungefähr 50 bis 80 Hektaren Land. Das entspricht der Fläche von zwei bis drei Landwirtschaftsbetrieben. Neue Golfanlagen stellen somit eine zusätzliche Nutzung in einer ohnehin stark beanspruchten Landschaft dar. Konflikte mit anderen Interessen wie der Landwirtschaft, der Forstwirtschaft (Walderhaltung), des Landschafts-, Boden- und Naturschutzes sind daher fast unvermeidbar.

Der Bau einer Golfanlage ist mit Grossbaustellen wie Kiesabbau, Gasleitungs- und Autobahnbau vergleichbar und hat aus Sicht des Bodenschutzes die gleichen Anforderungen zu erfüllen. Grundsätzlich sind die Eingriffe in die natürlichen Ressourcen auf das zwingend Notwendige zu beschränken.

Ziele des Bodenschutzes beim Bau von Golfanlagen:

  • Erhaltung von natürlich gewachsenem Boden und seinen standorttypischen Bodeneigenschaften
  • Reduktion der von Bauarbeiten betroffenen Flächen und Bodenbewegungen
  • Vermeidung von mechanischen Belastungen beim Bau durch bodenschonende Ausführung der Erdbewegungen
  • Wiederherstellung funktionsfähiger Böden an Orten mit temporärer Bodenbeanspruchung
  • Unterstützung durch eine bodenkundliche Baubegleitung 
  • Keine Verschleppung von belasteten Böden innerhalb des Projektgebietes als auch aus dem Projektgebiet heraus

Organische Böden sind wassergesättigte Böden (Moore), bei denen es aufgrund von Sauerstoffmangel zur Anreicherung von organischer Substanz aus abgestorbenen Pflanzen kommt. Unter diesen Bedingungen können Pflanzenreste nicht oder kaum abgebaut werden.

Die meisten Moorflächen im Kanton Zürich wurden vor 100 bis 150 Jahren durch Meliorationen entwässert, um sie landwirtschaftlich zu nutzen. Mit der Trockenlegung wurden die Böden urbar gemacht. Durch die landwirtschaftliche Bearbeitung wird jedoch das organische Bodenmaterial (Torf) zersetzt und Treibhausgase werden freigesetzt. Die Folge dieser Prozesse sind Erosion und die Setzung des Bodens (Moorsackung).

Der intensive Acker- und Gemüsebau auf organischen Böden beschleunigt die Moorsackung und damit die Zerstörung der Böden. Mit der Zeit verschlechtern sich dadurch die Wachstumsbedingungen für Pflanzen so stark, dass erneut eingegriffen oder die landwirtschaftliche Nutzung aufgegeben werden muss.  

Erosion bezeichnet den übermässigen Bodenabtrag durch Wind und Wasser. 

Der Strukturwandel in der Landwirtschaft in den letzten 50 Jahren hat auch die Bewirtschaftung der Böden tiefgreifend verändert. Durch die Ausdehnung der offenen Ackerfläche, Ackerbau an Hanglagen und vermehrte Maisanbau hat auch im Kanton Zürich die Bodenerosion zugenommen.

Nach heftigen Regenfällen und bei ungünstiger Bodenbewirtschaftung kann Erosion verstärkt auftreten.  

Die Arbeitsgruppe Bodenerosion Nordwestschweiz hat im Merkblatt «Erosion – eine schleichende Gefahr» das Themengebiet umfassend beschrieben.

Bodenerosion selber abschätzen

Betriebsleiter und landwirtschaftliche Berater können die Bodenerosion mit einfachen Hilfsmitteln selber abschätzen.

Beim Betrieb von Abwasserreinigungsanlagen (ARA) fällt Klärschlamm an. Dieser enthält Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor, weshalb er als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt wurde. Klärschlamm kann aber auch Schwermetalle enthalten. Sie können die Bodenfruchtbarkeit beeinträchtigen und für Mensch und Tier gesundheitsgefährdend sein, wenn sie über die Nahrung oder das Trinkwasser aufgenommen werden. Deshalb ist in der Schweiz seit 2006 das Ausbringen von Klärschlamm verboten.

Zur Überprüfung der Entwicklung der Bodenfruchtbarkeit werden einige ehemalige Klärschlammausbringflächen regelmässig untersucht. 

Bilanz von 10 Jahren Bodenüberwachung auf Klärschlammflächen:  

  • Die Schadstoffgehalte von Flächen, die mit Klärschlamm belastetet sind, haben im Messzeitraum nicht abgenommen
  • Stark belastete Standorte benötigen eine bodenschutzrechtliche Abklärung und gegebenenfalls Massnahmen zur Gefährdungsabwehr
  • Belastete Flächen müssen weiterhin beobachtet werden

Anlagen mit industriellen Verbrennungsprozessen können durch Schadstoffemissionen die Umwelt belasten. Deshalb untersuchen wir regelmässig die Böden in der Umgebung von Kehrichtverbrennungsanlagen, Krematorien und Giessereien im Kanton Zürich. 

Moderne Luftfilter verhindern Ausstoss von Schadstoffen effizient. Ein Anstieg der Bodenbelastung ist deshalb nicht zu erwarten.

Ungeschützte Stahlobjekte (z. B. Brücken oder Freileitungsmasten) rosten im Freien und verlieren ihre Stabilität. Sie werden durch geeignete Konstruktion und Beschichtung so gut wie möglich vor dieser Gefahr geschützt. Häufig wurden Stahlobjekte feuerverzinkt oder mit Bleimennigen angestrichen.

Beschichtungen verlieren mit der Zeit ihre Schutzwirkung und müssen ausgebessert oder erneuert werden. Dabei gelangen in der Schutzschicht enthaltene Schadstoffe in die Umwelt. Umliegende Böden wurden teilweise erheblich mit Blei, Zink und Cadmium belastet.

Mit bis zu zehn Prozent Bleigehalt gehören die Einschussbereiche von Schiessanlagen zu den Böden, die am stärksten mit Schwermetallen belastet sind. Von ihnen geht eine ernst zu nehmende Gefährdung der Umwelt aus. Weil die Belastungen mit zunehmender Distanz zu den Einschussstellen meist rasch abnehmen, kann eine Gefährdung mit Schutzvorkehrungen verhindert werden. Dazu gehören die Umzäunung des am stärksten belasteten Bereichs und der Einsatz von künstlichen Kugelfangkästen, damit die Belastung im Boden nicht weiter zunimmt.

Wir überwachen seit 1999 exemplarisch die Bodenbelastung in der Umgebung von zwei Schiessanlagen. Dabei haben wir eine Verlagerung der Schadstoffe Blei und Antimon in tiefere Bodenschichten festgestellt. Um eine Gefährdung des Grundwassers auszuschliessen, mussten im Kanton Zürich bis 2012 alle Kugelfanganlagen in Grundwasserschutzzonen saniert werden.  

Untersuchungen an verschiedenen Strassen im Kanton Zürich haben ergeben, dass abhängig von der Verkehrsfrequenz und dem Alter der Strassen mit erhöhten Blei- und PAK-Werten im Boden gerechnet werden muss. Mit zunehmender Verkehrsdichte dehnt sich die Belastung weiter aus. Sie geht bei Strassen mit geringer Verkehrsdichte bis zu einer Distanz von fünf Meter, bei höherer Verkehrsdichte bis 50 oder 100 Meter.

Durch das Verbot von bleihaltigem Benzin wurde der atmosphärische Eintrag von Blei stark verringert. Seither nimmt der Bleigehalt im Boden entlang von Strassen nicht mehr zu. In den Standorten der Dauerüberwachung konnten wir eine leichte Abnahme der Bleibelastung im Oberboden durch Verlagerung in den Unterboden feststellen.  

Durch Abrieb an Bremsen, Schienen, Rad und Fahrleitungen können im Schienenverkehr Schwermetalle in die Umwelt gelangen. Die Emissionsmengen sind bei Eisen und Kupfer am grössten. 

Wir überwachen entlang von fünf unterschiedlich stark befahrenen Bahnlinien die Schwermetallgehalte der umliegenden Böden. In allen Streckenabschnitten wurden im Nahbereich zur Anlage Belastungen über dem Richtwert (VBBo) gefunden, hauptsächlich bei Kupfer, aber auch bei Blei und Zink. An diesen Standorten ist die Bodenfruchtbarkeit langfristig nicht mehr gewährleistet. Pflanzen, Grundwasser, Tiere und Menschen sind durch den belasteten Boden aber nicht gefährdet. Ohne einschneidende Veränderungen beim Bahnbetrieb ist keine wesentliche Zunahme der Schwermetallbelastung zu erwarten.

Messwerte 

Informationen und Messwerte der Bodendauerüberwachung können Sie direkt über untenstehende Datenbank abfragen. 

Messwerte der Bodendauerüberwachung

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Kontakt

Amt für Landschaft und Natur – Fachstelle Bodenschutz

Adresse

Walcheplatz 2
8090 Zürich
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