Spurenstoffen in der aquatischen Umwelt Projekt Reine Ruhr

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1 Strategischer Ansatz zur Reduktion von Spurenstoffen in der aquatischen Umwelt Projekt Reine Ruhr BWK-Bundeskongress 23. bis in Duisburg Viktor Mertsch Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen

2 Das Programm reine Ruhrwarum? 50 Millionen organischen chemischen Verbindungen Substanzen als potenziell umweltrelevant (Rat von Sachverständigen für Umweltfragen) Aufgrund verbesserter Analytik Nachweis in immer geringeren g Konzentrationen (z.b. Arzneimittelwirkstoffe) In der industrialisierten Welt ist der Einsatz von anthropogenen Stoffen unverzichtbar! Besondere Relevanz in NRW Trinkwassergewinnung aus Uferfiltrat Hohe Industriedichte Hohe Besiedlungsdichte Hoher Versiegelungsgrad Hoher Altersdurchschnitt h

3 Besondere Relevanz NRW - PFT Chrombad mit schäumenden Spezialnetzmittel

4 Besondere Relevanz NRW - Trinkwassergewinnung und Abwasserbehandlung im Ruhreinzugsgebiet Soest WW Echthausen, Wickede Brilon-Scharfenberg Dortmund Bochum WW Hengstey WW Möhnebogen Duisburg Mülheim Essen WW Stiepel WW Überruhr Arnsberg WW Stockhausen WW Essen-Kettwig WW Mengesohl Wasserwerke Kläranlagen Städte

5 Programm Reine Ruhr ( ) - Zielsetzung: Vorsorgender Gewässer- und Verbraucherschutz Keine Beeinträchtigung von Wassernutzungen, Schutz der Ökosysteme Maßnahmen: Analyse der wasserwirtschaftlichen Situation Identifikation von Belastungen Bewertung!!!! Ursachen der Belastungen Entwicklung von Konzepten Konkrete Maßnahmen

6 Analyse - Ist-Zustand: Mikroschadstoffe (Nachweis der Belastungen im Gewässer, Roh- und/oder Trinkwasser) aus der Gruppe der leichtflüchtigen Halogenkohlenwasserstoffe 1,1,1-Trichlorethan, aus der Gruppe der Flammschutzmittel vor allem Phosphorsäure-tris-(2-chlorpropyl)ester aus der Gruppe der Arzneimittel itt die Stoffe Carbamazepin und Diclofenac aus der Gruppe der Röntgenkontrastmittel die Stoffe Amidotrizoesäure und Iopamidol Perfluorierte Tenside (PFT) Komplexbildner EDTA und DTPA TOSU (2,4,8,10-Tetraoxaspiro[5.5]-undecan ) Sulfolan (Organisches Lösungsmittel)

7 Analyse - Überwachung Mikroschadstoffe- Beispiel Ruhr 300 Einzelverbindungen 77 Verbindungen Ruhr-relevant 19 Verbindungen im Trinkwasser nachgewiesen Beispiele: EDTA Jahresfracht 2008: 23,2 t/a DTPA Jahresfracht 2008: 17,0 t/a Röntgenkontrastmittel -JF 08: kg/a Antibiotika -JF 08: kg/a PFC -JF 08: kg/a FSM -JF 08: kg/a Humanpharmaka -JF 08: kg/a

8 Konzentration in ng/l Metoprolol Atenolol Sotalol Diclofenac Ibuprofen Naproxen Carbamazepin Bezafibrat Dehydrato-Erythromycin Roxithromycin Clindamycin Sulfamethoxazol Trimethoprim Iopamidol Iopromid Iomeprol Amidotrizoesäure Arzneimittelkonzentrationen im kommunalen Abwasser (Quelle: TZW)

9 Ergebnis der Analyse 1. Die Überwachungspraxis muss verbessert werden 2. Über die Eintragspfade, insbesondere der indirekt einleitenden Betriebe gibt es keinbe ausreichenden Kenntnisse. 3. Es muss ein Handlungsschema entwickelt werden, nach dem zukünftig Wasserbehörden handeln können ( Stichwort AGA). 4. Es muss in Abhängigkeit des Schadstoffes die Frage, wo müssen Maßnahmen ergriffen werden, entschieden werden.

10 Überwachungspraxis in NRW

11 Überwachung - Grafische Indirekteinleiterauswertung der UWB Dortmund Quelle: LANUV, NRW

12 Programm Reine Ruhr Strategie zur Verbesserung der Trinkwasser- und Gewässerqualität im Hinblick auf die Verringerung von Mikroverunreinigungen Darstellung des Zustands (Spurenstoffe) Information der Öffentlichkeit Integriertes Überwachungskonzept Risikobewertung Erkennen und Bewerten Von Risiken Wasserwirtschaft an der Ruhr Vorsorgendes Handeln: Multibarrierenprinzip Zusätzliche Maßnahmen b.d. TW-Aufbereitung Erweiterung des Anlagenkatasters Zusätzliche Reinigungsstufen bei Kläranlagen Vermeidung an der Quelle

13 Bewertungsgrundlagen zur Einordnung von Analysebefunden (Gewässer, Kläranlagenablauf, Klärschlamm): 1. Gewässer, aus denen Trinkwassergewinnung erfolgt: Zwingender Maßnahmenbedarf bei Überschreitung von 300 ng/l für die Summe (PFOA / PFOS) im Gewässer; 2. Gewässer, aus denen keine Rohwasserentnahme erfolgt und Kläranlagenabläufe: Bedarf zur Ursachenforschung und Überprüfung von Handlungsoptionen (incl. Untersuchung des Klärschlammpfades) bei Überschreitung von 300 ng/l für die Summe (PFOA/PFOS); 3. Abfall / Klärschlamm: 100 µg/kg TS für die Summe (PFOA/PFOS);

14 1.) Die TWK bestätigt ausdrücklich den lebenslang (ab Geburt) gesundheitlich duldbaren Höchstwert von 0,3 Mikrogramm /Liter (PFOA) plus (PFOS) im Trinkwasser. 2) Die TWK bestätigt zudem ausdrücklich den Vorsorgewert von 0,1 Mikrogramm/Liter Trinkwasser. Sie rät den verantwortlichen Behörden, ihre Entscheidungen im Einzugsgebiet mindestens an dieser Zielvorgabe auszurichten. 3) Am wichtigsten ist es, die Gewässer möglichst nicht mit PFC zu belasten ( )

15 Bewertungsgrundlagen - Ergebnis Die Wasserbehörden und die Einleiter benötigen für alle Mikroschadstoffe ein Bewertungsschema für die notwendige Begrenzung der Einleitungen

16 Umgesetzte Vermeidungsmaßnahmen, Maßnahmen an der Quelle und Bewertung PFT: Einsatz von Ersatzstoffen (inzwischen in über 60 Firmen) PFT: Spülbäder in der Galvanik austauschen PFT: Verbot des Einsatzes PFT-haltiger Feuerlöschschäumen zu Übungszwecken Entsorgung g PFT - haltiger Löschschäume!!! PFT: Klärschlammverbrennung PFT:Teilströme werden verbrannt (z.b. Currenta) Arzneimittel: Entsorgung verbessern Fazit: Vermeidungsmaßnahmen reichen nicht!

17 Fa. Humbert: Vakuumverdampfer

18 Fa. Humpert: Ionenaustauscherkreislaufanlage 1 /2 mit integriertem Aktivkohlefilter

19 Abwasserbehandlung von Krankenhausabwasser: Kreiskrankenhaus in Waldbröhl (ca. 300 Betten): Membranbioreaktor (Nachschaltung: halbtechnische Versuche mit Aktivkohle, OZON/UV, Umkehrosmose, Nanofiltration) ; Kosten 1.6 Mio. Die Emschergenossenschaft errichtet eine weitere Anlage (Marienhospital Gelsenkirchen) Kosten 1.3 Mio. TOSU Fa. Perstorp Errichtung einer Umkehrosmoseanlage (Kosten 1.3 Mio., 30 % Förderung)

20 Elimination von PFT bei indirekt einleitenden Betrieben (Kosten bis ) Umkehrosmose (Prym Stolberg) Vacuumverdampfer (Fa. Humpert, Fa. K.,Werl ) Ionenaustauscher ( Fa. Velmer,Werl) Aktivkohle, u.a. Fa.Ka,Rhede. Fa.Ke,Werdohl, Fa. S.,Witten, Fa. M. Lüdenscheid,Fa. G, Werdohl.

21 Maßnahmen an kommunalen Kläranlagen Inbetriebnahme 2009/2010 KA Bad Sassendorf EW - Ozonung KA Duisburg-Vierlinden EW - Ozonung 1,6 Mio. KA Schwerte EW Ozonung, Aktivkohle 1,7 Mio. KA Hünxe 9000 EW - Membrankläranlage 3.9 Mio.

22 Kosten Ozonbehandlung: 0.05 /m³ Aktivkohlebehandlung: 0.13 /m³ Aktivkohlebehandlung: 0.06 /m³ (vorhandene Sandfiltration, 81 in NRW) Nanofiltration: /m³ Durchschnittliche h h Abwassergebühren büh in NRW: 2.50 /m³ Schmutzwasser 0.80 /m³ Niederschlagswasser

23 Bewertung der umgesetzten Maßnahmen Vermeidungsmaßnahmen sind mittelfristig nicht umsetzbar Maßnahmen an der Quelle können mit Unterstützung der Industrie kurzfristig umgesetzt werden Maßnahmen an der Quelle sind nur dann effektiv, wenn sich der Eintrag von Microschadstoffen auf einzelne Eintragspfade begrenzen lässt. Grundsätzlich bietet sich die Ertüchtigung von Kläranlagen als die kostengünstigste Lösung an. Wo bleibt die Verantwortung der Verursacher?

24 Forschung und Entwicklung 9 Forschungsthemen zur Elimination i i von Arzneimitteln i und organischen Spurenstoffen: Entwicklung von Konzeptionen und innovativen, kostengünstigen Reinigungsverfahren wurden vergeben. ua u.a. Betriebswirtschaftliche und volkswirtschaftliche Bewertung 5Mio Mio.

25 Forschung und Entwicklung Beauftragung von 9 Vorhaben (Europaweite Ausschreibung): Eintragspotenzial von Industriechemikalien durch Industriebetriebe am Beispiel des Eintragsgebietes der Ruhr Analyse der Eliminations-/Vermeidungsmöglichkeiten von Industriechemikalien in Industriebetrieben Analyse der Eliminationsmöglichkeiten von Arzneimitteln in den Krankenhäusern in NRW Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen insbesondere kommunaler Flockungsfiltrationsanlagen durch den Einsatz von Aktivkohle Elimination von Arzneimittelrückständen in kommunalen Kläranlagen Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen durch den Einsatz der Membrantechnik Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen durch den Einsatz von Verfahren mit UV- Behandlung Volkswirtschaftlicher Nutzen der Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen zur Elimination von organischen Spurenstoffen, Arzneimitteln, Industriechemikalien, bakteriologisch relevanten Keimen und Viren Metabolitenbildung beim Einsatz von Ozon

26 Zukünftige Maßnahmen an Kommunalen Kläranlagen Ertüchtigung bestehender Flockungsfiltrationsanlagen Beispiel Mannheim In NRW sind 88 Flockungsfilter in Betrieb EW angeschlossen von EW (653 KA) Kosten vernachlässigbar (Meyer, Rolfs: Wasser und Abfall 9/2010, S Obere Lutter, Lage, Dortmund,Wuppertal, Düren

27 88 Flockungsfiltrationsanlagen in NRW Anlagenname Betreiber Bemessungsgröße EW (E+EGW) Flussgebiet Aachen-Soers Wasserverband Eifel - Rur Rur Aachen-Süd Wasserverband Eifel - Rur Rur Abwasserverband Obere Lutter Abwasserverband Obere Lutter Ems Aldenhoven Wasserverband Eifel - Rur Rur Alsdorf-Broichtal Wasserverband Eifel - Rur Rur Arsbeck Stadt Wegberg Rur Bad Muenstereifel-Kirspen.Mia Erftverband Erft Bad Oeynhausen Stadt Bad Oeynhausen Weser Bad Salzuflen Stadt Bad Salzuflen Weser Bedburg Kaster Erftverband Erft Bergheim Kenten Erftverband Erft Bettendorf Wasserverband Eifel - Rur Rur Bielefeld, Brake Stadt Bielefeld Weser Bielefeld, Heepen Stadt Bielefeld Weser Blankenheim Gemeinde Blankenheim Lahn/Ahr/Kyll Bocholt-Mussum Stadt Bocholt Issel Bonn Bad Godesberg Oberbürgermeister Bonn Rheingraben Bonn Duisdorf Oberbürgermeister Bonn Rheingraben Borken Stadt Borken Issel Bornheim Erftverband Rheingraben Bornheim Sechtem Erftverband Rheingraben Brüggen Niersverband Schwalm Coesfeld Abwasserwerk d. St. Coesfeld Issel Detmold-Zentral Detmolder Abwasser GmbH Weser Dülmen Lippeverband Lippe Düren Wasserverband Eifel - Rur Rur Düsseldorf-Süd Stadt Düsseldorf Rheingraben Eilendorf Wasserverband Eifel - Rur Rur Elsdorf Erftverband Erft etc.

28 Mikroschadstoffe entfernen? wer bezahlt das? Was kostet Trinkwasser? Ti Trinkwasser 2 /m³ Tafelwasser 1000 /m³ Was kostet die Entfernung von Mikroschadstoffen in kommunalen Kläranlagen? 0,05 /m³ Ist die Enfernung an der Quelle kosteneffizienter?

29 Anreize: Förderung - Investitionsprogramm Abwasser NRW Kommunale Kläranlagen Elimination von gefährlichen Stoffen 70 % der Investitionskosten Elimination von Keimen 50% der Investitionskosten Industrielle Abwasserbehandlung Industrielle Abwasserbehandlung (Produktionsintegrierter Umweltschutz)

30 FAZIT: Die Elimination von Mikroverunreinigungen erfordert ein Gesamtkonzept, wie es in NRW erarbeitet wurde. Überwachung - Das Erkennen und schnelle Bewerten von Risiken sind wesentlich für die Ableitung von Handlungskonzepten. Der Aufbau eines Multibarrieren-Sicherheitsnetzes ist unabdingbar. Es sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Maßnahmen erforderlich, nur teilweise sind Lösungen an der Quelle wirtschaftlich; diese erfordern auch eine intensive Überwachung! Maßnahmen in kommunalen Kläranlagen stellen kostengünstige Lösungen dar. Es müssen Anreizfunktionen geschaffen werden Abwasserabgabe - Verrechnung! In einzelnen Bereichen gibt es F+E-Bedarf. Eine neue Herausforderung für den wasserrechtlichen Vollzug!

31 Jahre IKSR - neue Strategie "Mikroverunreinigungen" g

32 Schweiz: Umweltpolitiker und Bund wollen, dass für die Klärung von Spurenstoffen im Abwasser alle bezahlen. Von Daniel Friedli Entsorgungsabgabe für Sonnenschutzmittel, um die Kläranlagen aufzurüsten? Bund und Umweltpolitiker sind dafür.

33 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!