Entwicklung von neuen Screeningtests und deren Ergebnisse im Grundwasser

Transkript

1 Entwicklung von neuen Screeningtests und deren Ergebnisse im Grundwasser 1

2 Einsatz von Chemikalien 2

3 Auswirkungen auf die Umwelt 3

4 Eintrag in den Wasserkreislauf 4

5 Pestizidscreeningtest 5

6 Richtlinie 98/83/EG RL über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch Pestizid < 0,1 µg/l Summe der Pestizide < 0,5 µg/l Pestizide umfassen Wirkstoffe + entsprechende Metabolite, Abbau- und Reaktionsprodukte Pestizidgrenzwert beruht auf Nullprinzip 6

7 Pflanzenschutzmittel in Ö Verbrauch in der Landwirtschaft 2007: > 3500 t / a 1600 t Herbizide 1400 t Fungizide 90 t Insektizide Anzahl an Pflanzenschutzmittel (1999): 790 Pflanzenschutzmittelpräparate 320 Wirkstoffe 140 Wirkstoffe (nicht land- und forstwirtschaftlicher Bereich) Weltweit sind > 1000 Wirkstoffe im Einsatz 7

8 Monitoringaktivitäten Gezielte Analyse auf ausgewählte Einzelstoffe bzw. Gruppen TWV: derzeit 57 genannte Pestizide Teuer Langsames Reagieren statt rasches Agieren 8

9 Anforderungen für das Screening Zielvorgabe: Nachweis von 0,1 µg/l Mehrere 100 Wirkstoffe Frühe Problemerkennung 500 Pestizidwirkstoffe + Metaboliten (ca. 70 von 500) Laufende Anpassungen Identifikation: Retentionszeit 2 Spezifischer Massenübergänge insgesamt werden > 1000 Übergänge aufgezeichnet Identifikation eindeutig 9

10 Weitere Charakteristika des Screenings Im akkreditierten Bereich auf Basis von EN ISO Einsatz von isotopenmarkierten Standards Zur Überprüfung der Qualitätskriterien Retentionszeiten Matrixbelastung Systemüberprüfung Halbautomatisierte Datenbearbeitung (Integration) Plausibilitätsüberprüfung der Positivbefunde 10

11 Screeningtest - Vorteile Nachweis von verschiedene Pestizidgruppen Mehrere 100 Substanzen Schneller Überblick über Probleme (örtlich sowie Substanz) Veränderungen beim Pestizideinsatz werden erkannt Relativ billiger Nachweis Agieren statt reagieren 11

12 Screening Test - Nachteile Es wird nicht das komplette Spektrum abgedeckt Laufende Adaptierung notwendig Neue Wirkstoffe Neue Metaboliten Im ersten Schritt nur über/unter 0,1 µg/l Bestimmung Möglichkeit falsch positiver Werte Minimierung durch Überprüfung der Retentionszeit plus 2 Massenübergänge (gleicher Einsatz wie bei einzelanalytischer Bestimmung) Plausibilitätsüberprüfung der Positivbefunde 12

13 Pestizidscreeningtest Wasserproben 90 % in den Monaten April, Mai und Juni 485 Pestizidwirkstoffe sowie Metaboliten 13

14 Besonderheiten Keine bisher (uns bekannten) falsch negativen Ergebnisse In wenigen Fällen waren im Screeningtest positive Ergebnisse unter dem Grenzwert von 0,1 µg/l Kontamination durch die positiv getesteten Substanz war immer gegeben Pestizidscreeningtest zeigte Positivergebnisse ab 0,09 µg/l 0,09 +/- analytische Schwankungsbreite ergaben in manchen Fällen Werte um 0,08 µg/l 14

15 Gefundene Pestizdiwirkstoffe bzw. Metaboliten Chloridazon-desphenyl: 72 Metolachlor-ESA: 38 Atrazin-desethyl-desisopropyl: 33 Atrazin-2-hydroxy: 27 Chloridazon-methyl-desphenyl: 25 Metazachlor-ESA: 22 Atrazin-desethyl: 13 Weitere: Atrazin, Metolachlor-OA, N,N-Dimethylsulfamid, Fenuron, Metazachlor-OA, Sacharin, Dimethachlor-ESA, Fenbutatin-oxid, Alachlor-ESA, Bentazon, Mecoprop, Piperonyl-butoxid, 15

16 Methodische, analytische Arbeiten Erweiterung des Pestizid-Screeningtest mit neuen Pestizidwirkstoffen sowie Metaboliten 1 Q 2012 Derzeit über 500 Substanzen Entwicklung eines Indikatorentest 2 Q 2012 Weiterer Bedarf? 16

17 Indikatorentest für Verunreinigungen aus kommunalem Abwasser 17

18 Herausforderung Grund- und Oberflächenwasser können mit Schadstoffen belastet sein Emissionen aus dem Abwasser Austritt aus Kanalnetz Austritt aus Senkgrube Undichte Kläranlagen Einträge aus der Landwirtschaft Verdünnung im Grund- und Oberflächenwasser 18

19 Lösungsansatz Analyse ausgewählter Leitparameter Arzneimittelwirkstoffe Süßstoffe Industriechemikalien Einflüsse im Promillebereich werden nachgewiesen Beurteilung der Analysenergebnisse nach Kategorien Unauffällig, gering kommunal beeinflusst, stark kommunal beeinflusst Bei Bedarf weitergehende Untersuchungen Hydro(geo)logische Standortverhältnisse Beschreibung potentieller Belastungsquellen 19

20 Leitparameter Acesulfam, Sucralose Carbamazepin, Carbamazepin-DiOH, Sotalol, Metoprolol Benzotriazol, Tolyltriazol Silberschutz in Reinigungsmittel Korrosionsschutz in Kühlflüssigkeiten, Frostschutz- und Enteisungsmitteln 20

21 Fallbeispiele 21

22 Konzentrationen im Abwasser Acesulfam Sucralose Tolyltriazol Benzotriazol Carbamazepin CBZ-DiOH Metoprolol Sotalol 0 KA1 ZU KA1 AB KA2 ZU KA2 AB KA3 ZU KA3 AB KA4 ZU KA4 AB KA5 ZU KA5 AB 22

23 Fallbeispiel Grundwasser bei der Kläranlage 3 Acesulfam Sucralose Tolyltriazol Benzotriazol Carbamazepin CBZ-DiOH Metoprolol Sotalol µg/l GW 1 KA 3 0,06 n.n. n.n. 0,02 0,008 n.n. n.n. n.n. GW 2 KA 3 n.n. n.n. n.n. 0,015 n.n. n.n. n.n. n.n. vorgeschlagene Bereiche unauffällig (nicht beeinflusst) < 0,010 n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. n.n. gering kommunal beeinflusst 0,010-0,10 < 0,010 < 0,010-0,020 < 0,010-0,050 0,0010-0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 > stark kommunal beeinflusst > 0,10 > 0,010 >0,02 > 0,050 > 0,010 > 0,010 > 0,010 0,010 Grundwasser 1 5 Indikatoren unauffällig, bei 3 Indikatoren geringe kommunale Beeinflussung Gering kommunal beeinflusst Grundwasser 2 Bei 7 Indikatoren unauffällig, bei 1 Indikator knapp über der Grenze der geringen Belastung Unauffällig (nicht beeinflusst)? 23

24 Kontakt & Information Oliver Gans Tel.: 31304/ Umweltbundesamt Seminar Retzhof