Seit den 80er-Jahren ist die Schwermetallproblematik im Raum Freiberg insbesondere in Halsbrücke, Krummenhennersdorf und Hilbersdorf bekannt. Vor allem Arsen, Cadmium und Blei liegen in dieser Region geogen bzw. anthropogen bedingt im Boden vor (Metallverhüttung). Die landwirtschaftliche Produktion ist auf diesen Flächen unter der Maßgabe der Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte für Kontaminanten in Lebens- und Futtermitteln z. T. stark erschwert. Im Amtsbereich des Landwirtschaftsamtes Freiberg-Zug beträgt der Anteil an arsen- und schwermetallbelasteten Flächen zirka 10.000 ha (von 54.785 ha LF-Gesamt 2004), davon befinden sich etwa 700 ha in der höchsten Belastungsklasse (BK4). Betroffen sind ca. 25 – 30 Betriebe (Haupterwerbsbetriebe, Nebenerwerbsbetriebe und juristische Personen) (SCHWÄBE 2007). Daraus ergibt sich die dringende Notwendigkeit, Anbau- und Nutzungsalternativen für diese Region zu entwickeln, um eine wirtschaftlich und ökologisch tragfähige Landwirtschaft zu erhalten. Mit dem Verbundprojekt „Biomasseanbau und -verwertung als Energieträger/Humusstoff von Flächen mit unterschiedlichen Schwermetallbelastungsgrad und Grünlandgebieten“ wurde die Problematik aufgegriffen und verschiedene Lösungsansätze untersucht. In Zusammenarbeit mit dem Staatlichen Amt für Landwirtschaft Freiberg-Zug und dem Verein zur Förderung von Biomasse und nachwachsenden Rohstoffen Freiberg e.V. erfolgte die Auswahl geeigneter belasteter Flächen in der Region für die Durchführung von Untersuchungen zum Anbau und zur energetischen Nutzung der Biomasse. Auf diesen Grünland- und Ackerflächen wurden zum einen Kalkdüngungsversuche angelegt, um die Schwermetallmobilität im Boden und den Transfer in die Pflanzen zu reduzieren, zum anderen erfolgten Untersuchungen zur energetischen Nutzung der belasteten Aufwüchse zur Biogasproduktion (Vergärung) und als Brennstoffe in Kleinfeuerungsanlagen (Verbrennung). Eine weitere Aufgabe beinhaltete den gezielten Anbau von Energiepflanzen (Dauerkulturen) auf diesen Flächen. Hier wurden auf Grund der erhöhten Nachfrage und den bereits in anderen Projekten erzielten Ergebnissen verschiedenen Pappel- und Weidenklone angepflanzt.

Das Forschungsprojekt befasst sich mit sortenbedingten Unterschieden in der Arsenaufnahme, der Arsenverteilung in der Pflanze und dem Einfluss der Mykorrhizierung. In Experimenten mit Sommergerste und Winterweizen wurden Abhängigkeiten von der Sorte festgestellt und diese statistisch nachgewiesen. Die Effekte hinsichtlich der Arsenaufnahme können bei Winterweizen bei über 40 Prozent liegen. Der Arsengehalt im Korn ist im Verhältnis zur Pflanze und besonders zur Wurzel sehr gering und wird die Grenzwerte für Futtermittel nur sehr vereinzelt überschreiten. In Feldversuchen an einem Verwitterungs- und einem Alluvialstandort konnte gezeigt werden, daß die Mykorrhizierung des Saatgutes bei Sommergerste den Arsengehalt im Korn nicht reduziert. Dagegen senkten geringe Phosphorgaben, als Flüssigdünger vor der Aussaat gegeben, den Arsengehalt erheblich.

Aktualisierte Fassung 2008 Im Laufe der stufenweisen Erkundung von altlastverdächtigen Flächen fallen erstmals bei der Orientierenden Untersuchung aktuelle Analysenergebnisse von Schadstoffkonzentrationen in Umweltmedien an. Entsprechend der Zielstellung der Orientierenden Untersuchung nach Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG) sind diese darauf zu prüfen, ob sie den bestehenden Gefahrenverdacht als hinreichend bestätigen und damit den Handlungsbedarf einer Detailuntersuchung begründen. Die Prüfung soll insbesondere auch durch einen Vergleich der Messwerte mit Prüf- oder Maßnahmenwerten erfolgen, die für die Wirkungspfade Boden-Mensch, Boden-Nutzpflanze und Boden-Grundwasser im Anhang 2 der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für einige Parameter aufgelistet sind. Diese Prüf- oder Maßnahmenwerte sind damit verbindlich geregelt. Darüber hinaus sind für die Altlastenbearbeitung weitere Parameter, Wirkungspfade und Konzentrationsschwellen zu bewerten, wozu Orientierungswerte dienen, die empfehlenden Charakter tragen.

Die Schadstoffsituation der Böden der Siedlungsgebiete von Annaberg-Buchholz und Aue (Erzgebirge) wurde mit unterschiedlichen methodischen Ansätzen und Interpolationsverfahren flächenhaft dargestellt und evaluiert. Festgestellt wurde, dass sich Punktinformationen zu Schadstoffgehalten auch in Siedlungsbereichen des Erzgebirges zumeist mit ausreichender Aussagesicherheit in Karten darstellen lassen. Dabei erwies sich keine der bislang bekannten Methoden für die Übertragung von Punktinformationen auf die Fläche als grundsätzlich vorteilhaft; jede Methode zeigte gebietsspezifisch und für einzelne Metalle Stärken und Schwächen. Erstmals kam ein Verfahren der künstlichen Intelligenz (Software advangeo®) erfolgreich zum Einsatz. Die Vorteile dieses Verfahrens zeigten sich gerade in sehr klein strukturierten Siedlungsbereichen und der Vielzahl von Einflussgrößen auf die Stoffgehalte. Damit ließ sich der Einfluss der oberflächennahen Erzgänge auf die Arsen-Konzentration der Böden im Siedlungsgebiet Annaberg gesichert abbilden. Die Erfahrungen aus den Testgebieten münden in Empfehlungen zur optimalen Anwendung der methodischen Ansätze und untersuchten Verfahren.