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Waldbrände können Arsenwerte im Trinkwasser erhöhen
Giftige Nachwirkung nach dem Feuer: Eine Auswertung von 20 Studien zeigt, dass Arsen nach Waldbränden in vielen Gewässern ansteigt. Besonders häufig gelangt das Halbmetall mit dem Oberflächenabfluss in Bäche und Flüsse, während die wenigen Daten zum Grundwasser uneinheitlich sind und erhöhte Werte vor allem in vom Menschen vorbelasteten Landschaften auftreten.
Chapel Hill (U.S.A.). Nach einem Waldbrand endet das Risiko für Gewässer nicht mit dem letzten Glutnest. Regen kann Asche, erodierten Boden und darin gebundene Schadstoffe in Bäche, Flüsse und Reservoirs spülen. Dazu gehört Arsen, ein natürlich vorkommendes Halbmetall, das in bestimmten chemischen Formen giftig und krebserregend ist.
Forscher der University of North Carolina at Chapel Hill (UNC) um Dr. Julia E. Rager haben nun untersucht, wie häufig Waldbrände Arsen mobilisieren und auf welchen Wegen es in Wasserressourcen gelangt. Dafür wertete das Team die vorhandene Fachliteratur gezielt nach festgelegten PECO-Kriterien aus, die Untersuchungsgebiet, Feuerexposition, Vergleich und gemessene Wasserbelastung strukturieren.
Die Forscher sichteten zunächst 676 Literaturtreffer. Nach Titel- und Abstractprüfung wurden 105 Arbeiten im Volltext geprüft, 20 davon erfüllten schließlich die festgelegten Kriterien für die eigentliche Auswertung. Weitere 56 Veröffentlichungen dienten als ergänzende Literatur. Die Übersicht ist damit breit angelegt, aber keine klassische systematische Übersichtsarbeit, weil für die sehr unterschiedlichen einbezogenen Studientypen keine passenden Kriterien zur einheitlichen Qualitäts- und Verzerrungsbewertung vorliegen.
Das Ergebnis ist dennoch deutlich: In 16 der 20 Kernstudien stieg die Arsenbelastung von Oberflächen- oder Grundwasser nach einem Waldbrand an oder nahm wahrscheinlich zu. Besonders klar ist das Bild beim Oberflächenwasser. Von 17 Arbeiten dazu berichteten 15 einen Anstieg oder wahrscheinlichen Anstieg. Die wenigen Grundwasserstudien ergeben dagegen kein einheitliches Muster.
Der wichtigste Transportweg ist der Oberflächenabfluss. In zwölf der 20 Kernstudien war er der Hauptweg oder zumindest ein wahrscheinlicher Weg für mobilisiertes Arsen, und alle zwölf fanden anschließend höhere Konzentrationen im Oberflächenwasser. Das passt zum Zustand verbrannter Hänge: Vegetation fehlt, der Boden nimmt nach starker Erwärmung weniger Wasser auf und Erosion kann Asche und arsenhaltige Bodenpartikel leichter in Gewässer tragen.
Die Messwerte schwankten stark zwischen den untersuchten Landschaften. Durchschnittliche Arsenkonzentrationen im Oberflächenwasser blieben in den ausgewerteten Arbeiten unter dem US-Trinkwassergrenzwert von 10 Mikrogramm pro Liter. Sechs Studien registrierten jedoch einzelne Werte oberhalb dieser Marke. Der höchste gelöste Wert lag bei 70 Mikrogramm pro Liter und wurde nach einem Feuer unterhalb eines alten Bergbaugebiets gemessen.
Auch die Nutzung einer Landschaft spielt offenbar eine wichtige Rolle. Höhere Werte traten unter anderem unterhalb verbrannter Landwirtschafts- und Siedlungsgebiete auf. Solche Flächen können bereits vor dem Feuer zusätzliche Arsenquellen enthalten. Ein Brand erzeugt das Element nicht neu, kann aber vorhandenes Arsen aus Böden, Asche, Bergbaurückständen oder verbrannten Materialien mobilisieren und dem Wasser zugänglich machen.
Beim Grundwasser ist die Datenlage deutlich dünner. Nur drei Kernstudien untersuchten diesen Bereich. Eine umfangreichere US-Studie fand nach Waldbränden höhere mittlere Arsenwerte in bereits aufbereitetem Grundwasser und auch einzelne Überschreitungen des Trinkwassergrenzwerts. Zwei andere Untersuchungen fanden dagegen keinen entsprechenden Anstieg. Aus drei Arbeiten lässt sich daher nicht ableiten, wie häufig private Brunnen oder Grundwasserfassungen tatsächlich betroffen sind.
Hinzu kommt die Zeitdimension. Die Übersicht deutet darauf hin, dass die Belastung nach den ersten Regenereignissen besonders hoch sein kann. Manche Studien fanden erhöhte Werte noch Jah