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Kalkdüngung ist eine gängige Methode in der Landwirtschaft, um der Versauerung von Böden entgegenzuwirken und deren Fruchtbarkeit zu erhalten. Hierfür werden häufig natürliche Kalkstein-Ablagerungen abgebaut, zermahlen und zu Dünger verarbeitet. Jährlich werden in Deutschland über 2 Mio. Tonnen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen aufgebracht. Dieser natürlich vorkommende Kalkstein kann als Verunreinigung toxische Spurenelemente wie Arsen und Kupfer enthalten und darf nur als Düngekalke angewendet werden, wenn er den Bestimmungen und Grenzwerten der Düngemittelverordnung (DüMV) entspricht. Dieser Grenzwert liegt z.B. für Arsen bei 40 mg/kg und für Kupfer bei 70 mg/kg, unabhängig von der Art und Zusammensetzung der Düngemittel.
Diese bisherigen gesetzlichen Grenzwerte für solche Schadstoffe stehen nun auf dem Prüfstand: Anhand der Untersuchungen von Dendriten, verästelten Strukturen im Kalkstein, die eine täuschende Ähnlichkeit mit fossilen Pflanzenresten aufweisen, konnten Wissenschaftler der JGU zeigen, dass die Freisetzung von Schadstoffen keinesfalls nur eine Frage ihrer Konzentration ist. Ihre Studie untersuchte die Mobilität von Arsen- und Kupfer-Spurenelementen in Dendriten einer regional vorkommenden Kalksteinart. Strukturelle Analysen deuten hierbei einen starken Zusammenhang zwischen dem Eisen- und Arsengehalt einer Probe an – je mehr Eisen im untersuchten Kalksteinpulver ist, desto höher war auch der Arsengehalt. Messungen mit Hilfe von Röntgenspektroskopie zeigten zudem eine starke Oberflächenbindung des Arsens an die braunen Dendriten-Oxide.
Erhöhte Kupferkonzentrationen fanden sich dagegen eher in den schwarzen, manganhaltigen Oxiden, wobei Kupfer fester in die umliegende Kristallstruktur integriert ist als Arsen. Dadurch kann Kupfer ausschließlich durch vollständige Auflösung des Oxids freigesetzt werden. Die Schadstoffe sind also in den feinen „Ästen“ der Kalkstein-Dendriten gefangen, eine Freisetzung von Arsen und Kupfer und somit eine Kontamination mit toxischen Spurenelementen durch Kalkdüngung ist also nicht wahrscheinlich. Michael Kersten, Leiter der Studie, fasst zusammen: „Die derzeitigen gesetzlichen Vorgaben bewerten die Gesamtbelastung einer Probe mit Schadstoffen. Im Fall dendritenreicher Kalksteine ist dies allerdings wenig zielführend, da auch innerhalb einer Lagerstätte die Konzentration dieser Elemente auf engstem Raum variieren kann. Sinnvoller als Bewertungsmaßstab ist vielmehr das Mengenverhältnis zwischen Schadstoff und der Kristallstruktur, in welche er eingebettet ist, d.h. je mehr bindendes Fe/Mn-Oxid im Ausgangsgestein vorhanden ist, desto mehr von den Schwermetallen kann ohne Bedenken mit den Kalken auf landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgebracht werden. Dieses Verhältnis hat einen direkten Einfluss auf die Freisetzung des Schadstoffs und wäre als Grundlage einer toxikologischen Begutachtung wesentlich genauer.“
Die Gruppe spricht sich daher für eine Novellierung der gesetzlichen Grenzwerte aus. Deutschlandweit sind derzeit mehrere Kalkwerke von Grenzwertüberschreitungen im abgebauten Material betroffen.
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