Chemikalienbelastung und Gewässerschutz

Transkript

1 Chemikalienbelastung und Gewässerschutz Betrachtungen zu den verschiedenen Expositionspfaden für Mensch und Umwelt Umweltbundesamt, Wörlitzer Platz 1, Dessau Rosslau

2 Begriffsklärungen Quellen Tätigkeiten oder Sektoren, bei denen ein Stoff aus der Technosphäre in die Umwelt entlassen wird. Je nach räumlicher Charakteristik spricht man von Punktquellen und insbesondere im Luftbereich auch von Linien- (z.b. Strassen) und Flächenquellen (z.b. Siedlungsgebiete mit Hausbrand). Depots Speichermedien in der Umwelt, in denen Stoffe nach ihrer Freisetzung zwischengelagert werden und von dort in Richtung Gewässer weitertransportiert werden. Hierzu zählen insbesondere Böden oder befestigte Flächen in Siedlungsgebieten.

3 Begriffsklärungen Transport Vorgänge zeitlich unterschiedlichen Verhaltens, über die Stoffe in den Depots weiter Richtung Gewässer transportiert werden. interne Prozesse Verlagerungsprozesse innerhalb der Gewässer oder Stoffaustragsprozesse aus dem Gewässer. Diese werden häufig auch Retention genannt. Eintragspfade Übergangsstellen für den Stoffübergang aus Quellen oder Depots über verschiedene Tranportvorgänge in die Gewässer. Stoffeinträge Stofffrachten, die an den Eintragspfaden in die Gewässer transportiert werden.

4 Quellen, Depots, Eintragspfade

5 Quellen, Depots, Eintragspfade

6 Quellen, Depots, Eintragspfade

7 Quellen, Depots, Eintragspfade komplexe Freisetzungs- und Transportvorgänge führen zu Stoffeinträgen Prozesse mit komplexem zeitlichem und räumlichem Verhalten hohes Datenerfordernis Aufwand, fachliche, räumliche und zeitliche Auflösung als Zielkonflikte

8 Untersuchungsansätze Immissionsansatz

9 Untersuchungsansätze Immissionsansatz umfangreicher, wenig komplexer Datenbedarf Ergebnis Gewässerfracht (Konzentration und Abfluss) Punktquellenfracht Schätzwert diffuse Einträge keine Differenzierung auf Quellen / Eintragspfade keine räumliche Aufteilung,

10 Untersuchungsansätze pfadbezogene Analyse (RPA)

11 Untersuchungsansätze pfadbezogener Ansatz (RPA) empirische Modellierung (MoRE, KIT) umfangreicher und komplexer Datenbedarf Ergebnis Punktquellen stoffinvariante Daten stoffspezifische Daten Gewässerfracht zur Validierung pfadspezifische Informationen gute räumliche Auflösung (ca. 130 km 2 im Mittel) Depots und Zeitverzögerung implizit abgebildet

12 Untersuchungsansätze quellenbezogene Analyse (SFA)

13 Untersuchungsansätze quellenbezogene Analyse (SFA) umfangreicher und sehr komplexer Datenbedarf Ergebnisse Stoffdaten Produktionsmenge Im- und Export Verwendungsmuster Transferfaktoren Quellenspezifische Informationen räumliche Disaggregierungen schwierig (proxies) Depotabbildung problematisch

14 Bestandsaufnahme der Emissionen, Einleitungen und Verluste neues Instrument, eingeführt durch RL 2008/105/EG»Emissionen, Einleitungen und Verluste«Begriff aus der Nordseeschutzkonferenz 1990 Ziel im europäischen Kontext: verlässliche und vergleichbare Zahlen über die Einträge von Schadstoffen in die Gewässer eher großräumig angelegt (RBD bzw. Subunit) Informationen für den»phasing out«bericht der Kommission Informationen für die Maßnahmenplanungen

15 Bestandsaufnahme der Emissionen, Einleitungen und Verluste CIS Guidance No. 28, von circabc herunterladbar zweistufiges Vorgehen:»Relevanzanalyse«Basisabschätzung oder vertiefte Untersuchung

16 Vorgehen in Deutschland Ziele: koordiniertes und einheitliches Vorgehen GD konformes Vorgehen bestmögliche Ergebnisse zusammenstellen mögliche Probleme für weitere Bestandsaufnahmen identifzieren ad-hoc B/L Arbeitsgruppe 2010 eingerichtet, Leitung UBA Emissions- und Immissionsfachleute fachliche Unterstützung durch F+E Vorhaben UBA (KIT, FhG-ISI)

17 Vorgehen......

18 Produkte insgesamt fünf Fachdokumente zum Vorgehen grundsätzliches Vorgehen LAWA-VV Beschluss weitere Fachpapiere in den LAWA Facharbeitskreisen beschlossen Festlegung u.a. zu Frachtberechnungen (mehr als 50% > BG) Monitoringprogramm»kommunale Kläranlagen«, (DBU+Länder finanziert) Datenerhebung und Berechnung der Einträge (verschiedene Methoden) Textbeitrag für die Bewirtschaftungspläne Abschlussbericht mit Empfehlungen für zweites Inventar

19 »Relevanzanalyse«Ergebnisse keine Relevanz in allen 10 FGE: Alachlor, Benzol, 1,2-Dichlorethan, Dichlormethan, Tetrachlormethan möglicherweise relevant in 7-10 FGE Cadmium, Diuron, Benzo(g,h,i)-perylen + Indeno(1,2,3-cd)-pyren, Trifluralin, Bromierte Diphenylether(p-BDE), Isoproturon, Quecksilber

20 Punktquelleninformationen wenige Infos mit Ausnahme von Schwermetallen im PRTR insbesondere nur wenige auswertbare Daten für kommunale Anlagen kein Bestandteil von Routineüberwachung, sondern Sondermessprogramme unzureichende Analysenempfindlichkeit Verfälschung durch Werte < BG heterogene Probennahme Kurzzeitprobennahme zu kurze Messzeiträume Saisonalität unberücksichtigt fehlende Hintergrundinformationen zu Kläranlagen und Einzugsgebiet Durchführung eines Sondermessprogramms (DBU und Länder finanziert)

21 Ziele des Projektes geeignete Daten zur Schadstoffeintragsbilanzierung Entwicklung eines Untersuchungskonzeptes für KA-Untersuchungen Untersuchungen von drei Kläranlagen nach dem Konzept Ableitung von ersten E-Faktoren für Kläranlage nationale und internationale Literatur Ergebnisse des Vorhabens Handlungsempfehlung zur Planung und Durchführung von gezielten Monitoringprogrammen Probenahmestrategie Probenaufbereitung Analysenverfahren (-empfindlichkeit)

22 Ergebnisse Etablierungsphase, vier Messkampagnen deutlich stabilere Signale als in der Literatur E-Faktoren (unterschiedlicher Vertrauensbereich) für folgende Stoffe: Cadmium, Blei, Quecksilber, Nickel, Naphthalin, Fluoranthen, Benzo[b]fluoranthen, Benzo[g,h,i]perylen, Diuron, Isoproturon, Atrazin, DEHP, Nonylphenol, Oktylphenol, TBT, BDE 47, PCP, Simazin, Trichlormethan Verwendung der E-Faktoren im Inventar Handlungsempfehlung

23 Immissionsansatz Frachtberechnung nur für wenige Stoffe und nicht für alle Bezugsmessstellen möglich Unterschreitung der BG bei mehr als 50 % der Messwerte trotz ausreichend empfindlicher Analytik zu unempfindliche Analytik stark variierende Emfindlichkeit der Analytik in einer FGE unterschiedliche Beprobungsjahre... Erstabschätzung diffuser Einträge durch Differenzbildung nur bedingt möglich

24 Pfadanalyse und SFA deutschlandweit durchgeführt für: Isoproturon, Diuron, DEHP, Nonylphenol, PAKs (als PAK16), Quecksilber, Nickel, Cadmium, Blei teilweise SFA genutzt zur Eingangsdatenerstellung für RPA Gewässerfracht zur Plausibilisierung, wo möglich

25 Gesamtergebnisse Beispiel Isoproturon I-Fracht nur in einzelnen Subunits möglich (dort Fracht zwischen < 100 und 500 kg /a) industrielle Punktquellen PRTR (1,2 kg /a, ein Betreiber) kommunale Kläranlagen PRTR, einzelne Anlage < 10 kg/a E-Faktor ~230 kg /a, ca. 25 Anlagen > PRTR-Schwellenwert RPA (Oberflächenabfluss, Dränagen, Abdrift, Urbane Systeme,Industrie (Direkteinleiter), Kommunale Abwasserbehandlungsanlagen) diffuse Pfade in allen subunits dominant (70-99 %) Gesamteintrag RPA 1,7 t /a

26 stoffbezogene Maßnahmen setzen an den Quellen an umfangreiches Instrumentarium zur Stoffregulierung REACH Pflanzenschutzmittel Biozide Arzneimittel weitgehend europarechtlich geregelt Herstellung und Vermarktung häufig einzelne Verwendungen Maßnahmen zur Luftreinhaltung keine Berücksichtigung von langlebigen Depots

27 Barrieremaßnahmen setzen an wichtigen Eintragspfaden an

28 Barrieremaßnahmen setzen an wichtigen Eintragspfaden an Verhinderung von Erosion und Oberflächenabfluss Gewässerrandstreifen Nachbehandlung von Dränagen Maßnahmen zur Nährstoffreduktion

29 Barrieremaßnahmen setzen an wichtigen Eintragspfaden an

30 Barrieremaßnahmen setzen an wichtigen Eintragspfaden an Anschluss an Kläranlagen Mischwasserbehandlung, relevant ab ~ 80% Elimination in der Kläranlage Regenwasserbehandlung vierte Reinigungsstufe zur Behandlung kommunalen Abwassers (PAK, GAK, Ozon) nach unseren Untersuchungen unverzichtbarer Bestandteil einer Strategie

31 Weitere Materialien UBA Position Vierte Reinigungsstufe Maßnahmenkombinationen zu Mikroschadstoffen Lastenverteilung durch Abwasserabgabe......