11 Fachbeiträge dokumentieren die Ergebnisse der aktuellen Projekt- und Forschungsarbeit des Landesamtes in den Themenbereichen Grundwasser, Altlasten und Boden.

Feinstaub kleiner 2,5 Mikrometer (PM2,5) ist ein neuer Parameter zur Beurteilung der Luftqualität. Ziel- und Grenzwerte für PM2,5 wurden mit der Novellierung der EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008 zusätzlich zu denen für Feinstaub kleiner 10 Mikrometer (PM10) festgelegt. Die größten sächsischen Quellen für PM2,5 sind Straßenverkehr und Kleinfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe. Industrie und Landwirtschaft sind weitere Quellen. Der Anteil von PM2,5 am PM10 ist bei den Jahresmittelwerten stabil. Deshalb können für die Beurteilung der Luftqualität an geringer belasteten Orten auch die bisher gemessenen PM10-Daten mit herangezogen werden. Der ab 2015 geltende Grenzwert für PM2,5 ist in Sachsen bisher nicht überschritten worden. Die erstmals für die ganze Fläche Sachsens modellierte Belastung hat für die Prognosejahre 2015 und 2020 ebenfalls keine Hinweise auf Grenzwertüberschreitungen ergeben. Das nationale Ziel für die Minderung der durchschnittlichen Exposition der Bevölkerung bis 2020 stellt noch einmal höhere Anforderungen an die Luftqualität.

Für die Erstellung von Bewirtschaftungs- und Maßnahmenplänen (FFH, EU-WRRL) ist es erforderlich, den bislang noch sehr hohen Aufwand für die Datenbeschaffung und -generierung im Rahmen der Modellierung mit EROSION 3D zu senken. Erreicht werden soll eine schnellere sowie effizientere Abschätzung von Landnutzungsänderungen, Landschaftseingriffen, des Klimawandels usw. auf Oberflächenabfluss, Bodenabtrag sowie Sedimenteintrag in Gewässer mit EROSION 3D. Im vorliegenden Projekt ist es gelungen, Parametrisierung und Modellanwendung so zu kombinieren, dass eine Bodenabtragssimulation mit dem Modell EROSION 3D flächendeckend für Sachsen mit vertretbarem Zeitaufwand durchführbar ist. Der korrigierte und angepasste Geo-Basisdatensatz liefert die Primärinformationen zur Datenbankabfrage der Parametrisierungssoftware DPROC. Durch eine interaktive Flächenauswahl, kombiniert mit einem Flächendatenzuschnitt, können Landnutzungs- und Bearbeitungsszenarien für hydrologische Einzugsgebiete oder Oberflächenwasserkörper schnell parametrisiert werden. Die grundlegend korrigierte und erweiterte Datenbank des DPROC erlaubt die verbesserte Abschätzung erosionsrelevanter Bodenparameter, besonders für die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und die Direktsaat. Die umfangreiche Dokumentation der Arbeitsschritte und die Transparenz der Datenbank ermöglichen es, jederzeit Aktualisierungen (Geo-Basisdaten) und Erweiterungen (DPROC-Datenbank) vorzunehmen. Von den Projektergebnissen profitieren vor allem die Anwender des Programms EROSION 3D. Beim Druck des Dokumentes ist zu beachten, dass die Karten im Format DIN A3 erstellt wurden.

Wird der ökologische oder chemische Zustand der Gewässer nach EG-Wasserrahmenrichtlinie bewertet, können für die Metalle geogene Hintergrundwerte berücksichtigt werden. Sächsische Gewässer weisen regional unterschiedliche Schwermetall- und Arsengehalte auf. Ausschlaggebend dafür sind die natürlichen geogenen Gehalte. Die Anwendung deutschlandweiter Vorgaben ist daher nicht möglich. Für das Erzgebirge und das Vogtland wurden in den Teileinzugsgebieten der Freiberger und Zwickauer Mulde, der Bobritzsch und des Johanngeorgenstädter Schwarzwassers die natürlichen Hintergrundwerte erhoben. Das Untersuchungsgebiet umfasst ein Drittel der Landesfläche Sachsens. Für eine breite Palette von Metallen wurden sowohl im Schwebstoff als auch für die gesamte und gelöste wässrige Phase nach einer neuen Methodik Hintergrundkonzentrationen abgeleitet.

Mit ökologischen Belastungsgrenzen, den sogenannten Critical Loads, wird die Wirkung von Luftschadstoffen auf die Umwelt berechnet. Die Differenz zwischen den Critial Loads und den aktuellen Stoffeinträgen zeigt, inwieweit sensible Ökosysteme wie Wälder, Moore, Heiden, Wiesen z.B. gegenüber dem Eintrag von Schwefel- und Stickstoffverbindungen vor Versauerung und Eutrophierung geschützt oder gefährdet sind. Der Bericht aktualisiert die Erhebungen aus dem Jahr 2006, erstellt und kartiert Prognosen für 2100. Bereits 2006 wurden auf einem Drittel der Rezeptorflächen in Sachsen die kritischen Belastungsgrenzen für Versauerung nicht mehr überschritten. Auf zwei Drittel der Flächen hat sich - im Vergleich zu den Ergebnissen aus den 1990er-Jahren - die Höhe der Critical-Loads-Überschreitung deutlich vermindert. Geringere Fortschritte sind bei der Verminderung der Belastung durch zu hohe Stickstoffeinträge zu verzeichnen. Diese bleiben ein andauerndes Umweltproblem. Während sich bis 2100 die prognostizierten Schadstoffeinträge vermindern, erhöhen sich bedingt durch den Klimawandel die Critical Loads sowohl für versauernde als auch für eutrophierende Einträge. In Folge dessen ist bis 2100 mit einer weiteren Abnahme der Überschreitung von Belastbarkeitsgrenzen zu rechnen. 2100 werden 56 Prozent der sensitiven Ökosysteme hinsichtlich Versauerung bzw. 45 Prozent hinsichtlich Eutrophierung hinreichend geschützt sein. Der Anteil an Rezeptorflächen, die sowohl vor versauernden als auch vor eutrophierenden Einträgen geschützt sind, wird von unter 2 Prozent im Jahr 2006 auf über 12 Prozent im Zeitraum bis 2100 steigen. Größere Fortschritte beim Schutz der Ökosysteme erfordern verstärkt Maßnahmen zur Reduzierung von Stickstoffemissionen.

Im April 2010 feierte die Umweltbibliothek Dresden ihre Wiedereröffnung nach dem Umbau. Sie ist eine Spezialbibliothek, die der Öffentlichkeit Bücher und andere Medien zum Thema Umwelt anbietet. Der Bestand umfasst rund 7.000 Medien, darunter 60 laufende Zeitschriften, Spiele, Karten, CDs und DVDs. Vor allem sind die zahlreichen Veröffentlichungen hervorzuheben, die nicht über den Buchhandel, sondern von wissenschaftlichen Einrichtungen oder Behörden bezogen werden.

Seit 2005 untersuchen Fachbehörden in Dauerfeldversuchen unterschiedliche Bodenbearbeitungssysteme und Verfahren zum Schutz vor Wassererosion und Schadverdichtung. Sechs Fachbeiträge stellen die Wirkung auf Ertrag, Erosionsgefährdung, Infiltrationsverhalten sowie Humus- und Nährstoffgehalte dar. Dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung ist die wirksamste Erosionsschutzmaßnahme und vermindert den Bodenabtrag durch Wassererosion um bis zu 90 Prozent. Sie führt auf sandigeren Böden und auf Lössböden in den oberen Bodenschichten zur Anreicherung von Humus, Kalium und Magnesium, in Sachsens Lössboden auch zur P-Anreicherung. Zwischen pfluglos und mit Pflug bestellten Fruchtarten gab es keine Ertragsunterschiede. Konservierende Bodenbearbeitung/Direktsaat führen gegenüber dem Pflug zum Anstieg der Bodendichte im unbearbeiteten Krumenboden und zur Abnahme der Luftkapazität. Auf Lössböden wird dies durch Wurmgänge und Wurzelröhren ausgeglichen. Lössböden können daher langfristig flach bearbeitet werden. Strukturschwache Sandböden müssen dagegen bodenzustandsabhängig intensiver und im Einzeljahr krumentief gelockert werden. Bandlaufwerke schützen Ackerflächen im Unterboden auch bei hoher Auflast von 14 t vorsorgend gegen Schadverdichtung. Schonend für das Bodengefüge wirkt eine Reifeninnendruckabsenkung in Kombination mit Vermeidung von Radlasten über 10 t.

An 11 Blockheizkraftwerken (BHKW) ohne Oxidationskatalysator und an 10 BHKW mit Oxidationskatalysator in Sachsen und Thüringen wurden die Einflussfaktoren auf die Formaldehydemissionen untersucht. Geprüft wurden insbesondere die Motorbetriebsparameter wie z.B. Zylindertemperaturen, Verbrennungsluftverhältnis, die Biogaszusammensetzung und die Biogasfeuchte. Im Ergebnis konnte kein bzw. nur ein geringer Einfluss der untersuchten Parameter auf die Formaldehydbildung festgestellt werden. Ebenfalls ließ sich bei den meisten der untersuchten Anlagen kein Einfluss von Wartungstätigkeiten sowie Ersatzteil- und Betriebsstoffwechseln auf die Formaldehydemissionen feststellen. Sollte der Gesetzgeber künftig einen niedrigeren Formaldehydgrenzwert vorschreiben, werden zusätzliche Technologien zur Biogasaufbereitung z.B. mit Aktivkohlefilter und zur Abgasnachbehandlung z.B. mit Oxidationskatalysator oder Thermoreaktor notwendig. Diese müssen aber noch hinsichtlich ihrer Standzeiten untersucht und optimiert werden.

Die Hochrechnung von Befragungsergebnissen zeigt, dass in Sachsen etwa 400.000 Holzkleinfeuerungsanlagen (HKFA) betrieben werden. Es handelt sich dabei überwiegend um kleinere, handbeschickte Anlagen, die oft nicht älter als zehn Jahre sind. Etwa 60 Prozent davon stehen in Haushalten im ländlichen Raum. Besonders viele HKFA wurden 2006 errichtet. Holzkleinfeuerungsanlagen erhöhen die Luftbelastung, insbesondere die Feinstaubwerte PM10. Betroffen sind vor allem ländliche Gebiete. Allerdings werden dort kaum PM10-Grenzwerte überschritten. Die regionale Hintergrundbelastung wirkt sich aber mittelbar auf die PM10-Grenzwertüberschreitungen in den Städten aus. HKFA führten beispielsweise bei einer innerstädtischen Messstation in Dresden zu einer um bis zu 3,4 μg/m3 höheren PM10-Belastung im Winter.

The implementation of nature conservation as a land use form is characterized by persistent conflicts and low acceptance by landowners and other users of the considered land area. The thesis applies an economic approach that is understood as the consideration of opportunities and problems of social interaction that aims at mutual benefits (Homann 2002: 63; Homann & Suchanek 2005: 4). Nature conservation is treated as a normal economic good that is demanded and supplied. Human action and human choices regarding the good "nature conservation" can be explained and predicted when including the structure of the exchange and transfer of property rights for nature conservation. The property rights perspective on nature conservation demonstrates an unambiguous understanding of the rights individuals are willing to abandon for demanding and supplying nature conservation. The successful implementation of different aims and strategies of nature conservation requires different property rights. The loss of the right to choose other alternatives implies subjective costs (Knight 1924: 592f.; Buchanan 1981: 14) that cannot be reduced to pecuniary units and landowners. This approach broadens the understanding of the term "costs" related to nature conservation. Different organizational and institutional arrangements can be found in practical nature conservation. Both, the demand for and the supply of nature conservation is organized either individually or collectively. Property rights for the good “nature conservation” are either exchanged voluntarily or involuntarily by applying takings and eminent domain. The application of the methodological individualism, the homo economicus and microeconomic theory, allows to elaborate a simple model of individual demand and supply of one property right that is allocated to nature conservation. This model excludes transaction costs, considers only one normal economic good - “nature conservation”. The analysis demonstrates the outcomes, which can be expected when aggregating these individual demand and supply curves within two different organizations. A vertical aggregation represents the process of choice-making within politics in a direct democracy. A horizontal aggregation illustrates the determination of choices within a market. The analysis includes all possible institutional and organizational arrangements. The results reveal the quantity and quality of implemented nature conservation and the expected relation between available and required budgets. It is highlighted, how susceptible collective outcomes are to changing expenditure and revenue sharing systems and voting rules. When making collective choices, only one revenue and expenditure sharing system exists that allows a unanimously chosen quantity of nature conservation. These specific sharing systems are different when considering different collectives. Only voluntary exchanges ensure mutual benefits and a balanced budget. I can show that the institution of takings increases conflicts and reduce the acceptance for implementing nature conservation. A preference order of the considered institutional arrangements is revealed. The majority of the analyzed arrangements allows unambiguous expectations on the quantity and quality of the implemented nature conservation. The discussion justifies the chosen economic approach for examining problems of social interaction within nature conservation. Furthermore, the application of the elaborated model to representative democratic systems is discussed. The thesis closes with examples of the current and expected future development of practical nature conservation. These cases are discussed in the light of the elaborated model and the analysis' results. The present thesis offers an explanation of past and present processes and outcomes in nature conservation and a support for making expectations on the constellation of actors and their acceptance regarding future strategies in practical nature conservation. / Die Umsetzung von Naturschutz als Landnutzungsform ist durch beständige Konflikte und niedrige Akzeptanz durch Landeigentümer und andere Landnutzer gekennzeichnet. Die Arbeit verwendet einen ökonomischen Ansatz. Sie betrachtet Möglichkeiten und Probleme sozialer Interaktion, die auf gegenseitigen Nutzen abzielt (Homann 2002: 63; Homann & Suchanek 2005: 4). Naturschutz wird als normales ökonomisches Gut betrachtet. Dieses wird durch interagierende Individuen angeboten und nachgefragt. Das individuelle Handeln und Entscheiden in Bezug auf "Naturschutz" kann durch das Einbeziehen von Verfügungsrechten, welche bei dem Tausch ausgetauscht und übertragen werden, beschrieben und vorhergesagt werden. Die verfügungsrechtliche Betrachtung von Naturschutz ermöglicht ein eindeutiges Verständnis auf jene Rechte, auf die Individuen verzichten würden, um Naturschutz nachzufragen und anzubieten. Die erfolgreiche Umsetzung der unterschiedlichen Naturschutzziele und –strategien erfordert ein Eigentum an unterschiedlichen Verfügungsrechten. Der Verlust des Rechtes, eine Alternative zu wählen, verursacht subjektive Kosten (Knight 1924: 592f.; Buchanan 1981: 14), welche nicht auf Geldeinheiten und nicht auf Landeigentümer begrenzt werden können. Dieser Ansatz erweitert das Verständnis von Kosten in Bezug auf Naturschutz. Unterschiedliche organisatorische und institutionelle Arrangements sind im praktischen Naturschutz zu finden. Nachfrage und Angebot können jeweils individuell oder kollektiv organisiert sein. Verfügungsrechte für das Gut „Naturschutz“ werden entweder freiwillig oder erzwungen - durch Konfiskation und Enteignung getauscht. Die Anwendung des methodologischen Individualismus, des Konzeptes des Homo Economicus und mikroökonomischer Theorie, erlaubt die Entwicklung eines simplen Modells des individuellen Angebots und der individuellen Nachfrage nach Verfügungsrechten für Naturschutz. Dieses Modell schließt Transaktionskosten aus und betrachtet ausschließlich ein normales ökonomisches Gut – Naturschutz. Die Analyse zeigt die zu erwartenden Ergebnisse auf, wenn die individuelle Nachfrage und das individuelle Angebot durch zwei unterschiedliche Organisationen aggregiert werden. Eine vertikale Aggregation verdeutlicht eine politische Wahlhandlung innerhalb einer direkten Demokratie. Eine horizontale Aggregation repräsentiert die Wahl innerhalb eines Marktes. Die Analyse beinhaltet alle Kombinationen der unterschiedlichen institutionellen und organisatorischen Arrangements für die Bereitstellung des Gutes "Naturschutz". Die Ergebnisse dieser Analyse zeigen (1) die zu erwartende Quantität und Qualität des durchgeführten Naturschutzes und (2) das zu erwartende Verhältnis zwischen dem verfügbaren und dem notwendigen Budget auf. Zusätzlich wird die Empfindlichkeit kollektiver Entscheidungsergebnisse gegenüber sich verändernden Abstimmungsregeln und Teilungsregeln von Ausgaben und Einnahmen herausgearbeitet. Bei kollektiven Wahlhandlungen existiert nur jeweils eine Ausgaben- und Einnahmenteilung, die eine einstimmige Wahl einer Menge von Naturschutz ermöglicht. Diese Teilungsregel variiert zwischen unterschiedlichen Kollektiven. Ausschließlich ein freiwilliger Tausch sichert gegenseitige Vorteile und ein ausgeglichenes Budget. Weiterhin zeige ich auf, dass die Institution Konfiskation die Konflikte mit Landnutzern erhöht und deren Akzeptanz für die Umsetzung von Naturschutz reduziert. Eine Präferenzordnung für die verschiedenen Institutionen wird erarbeitet. Der Großteil der analysierten institutionellen und organisatorischen Arrangements erlaubt eindeutige Aussagen über die Quantität und Qualität des praktizierten Naturschutzes. Die Diskussion begründet die gewählte ökonomische Methode zur Untersuchung von Interaktionsproblemen des Naturschutzes. Weiterhin wird die Anwendbarkeit des erarbeiteten Modells für repräsentative Demokratien erörtert. Die Arbeit schließt mit Beispielen der aktuellen und künftig zu erwartenden praktischen Naturschutzarbeit. Diese Beispiele werden anhand des Modells und der Analyseergebnisse diskutiert. Die vorliegende Arbeit bietet ein Erklärungsmodell für vergangene und gegenwärtige Entwicklungen und Ergebnisse im praktischen Naturschutz. Sie stellt eine Unterstützung für die realistische Einschätzung von Akteurskonstellationen und deren Akzeptanz von zukünftigen Implementierungsansätzen von Naturschutz dar.