PCB in den saarländischen Gewässern. PCB in saarländischen Gewässern. Einführung

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1 PCB in saarländischen Gewässern Einführung Wasser ist keine Handelsware, sondern ein ererbtes Gut, das geschützt, verteidigt und entsprechend behandelt werden muss. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 1

2 PCB in saarländischen Gewässern Allgemeine Informationen zu PCB (Folie 2-9) Messung und Grenzwerte (Folie 10-12) Ergebnisse der Gewässerüberwachung (Folie 13-19) Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung (Folie20-25) Neuer Grenzwert in Biota (ab 2016 verbindlich) (Folie 26-29) Fazit und Ausblick (Folie 30, 31) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 2

3 PCB allgemeine Fakten Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind chlorierte Kohlenwasserstoffe, die in der Natur nicht vorkommen. liegen meist in Mischungen von 70 bis 100 (von 209 möglichen) Verbindungen (Kongenere) vor (etwa 10 machen die Hauptmenge aus). haben je nach Verwendungszweck den Schwerpunkt des Gemisches bei den nieder- oder hochchlorierten PCB gehören zu den persistenten organischen Schadstoffen (POPs) Dichte: 1,182 1,566 kg/l -> schwerer als Wasser Superhydrophob = sehr geringe Wasserlöslichkeit (0, µg/l), die mit zunehmender Anzahl an eingebauten Chloratomen abnimmt BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 3

4 PCB warum verboten Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind giftig und krebsauslösend sind sehr schlecht abbaubar und sehr langlebig sehr starke Adsorption an Boden und Sedimente (insb. organische Substanz) reichern sich über das Fett in der Nahrungskette an (!) werden seit 1983 in Deutschland nicht mehr hergestellt, ihre Anwendung ist verboten, aber in der Umwelt (weltweit) überall vorhanden werden täglich in kleinen Mengen mit der Nahrung aufgenommen Restbestände sind noch im Einsatz. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 4

5 PCB warum und wo verwendet PCB haben besondere Stoffeigenschaften alterungsbeständig, weil chemisch stabil gegenüber Licht, Säuren, Basen, Oxidation nicht brennbar, hitzebeständig/ schwer entflammbar -> Im Bergbau nicht korrosiv elektrisch nicht leitend -> zur Isolation in Kondensatoren/ Transformatoren schwer flüchtig, wenig wasserlöslich, gut fettlöslich in offener Anwendungen in Lacken, Harzen, Kunststoffen, Druckerfarben, Klebstoffen und in dauerelastischen Fugendichtungsmassen Speziell im Bergbau Nach einem Brandunglück in einem Bergwerk wurden sie im Bergbau in D als nicht brennbares Öl eingesetzt. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 5

6 PCB Verhalten in der Natur Sehr schwer abbaubar -> Ab- oder Umbau sehr langsam, Halbwertszeiten in Böden und Sedimenten können bis zu mehreren Jahrzehnten betragen (UBA 2011). Aber (als gute Botschaft): Es scheint damit aber doch ein wirksamer Abbaumechanismus zu existieren, der im Zeitraum von knapp 30 Jahren (seit Mitte der 80er Jahre) dann in etwa zu einer Halbierung der Mengen geführt haben müsste. Nach Fiedler (1998) können insbesondere niedrigchlorierte PCB aerob abgebaut werden, während höher chlorierte nur anaerob verstoffwechselt werden können BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 6

7 PCB Grenzwerte (aktuell) Gewässer: Umweltqualitatsnorm (UQN) für Gewässer legt 20 µg/kg TS im Schwebstoff (Bezug: Jahresmittelwert) für jedes der 7 Indikator-PCB fest. Grundwasser: Geringfügigkeitsschwellenwert von 0,01 µg/l (Summe der PCB ) Trinkwasser (Schutz des Menschen) Grenzwerte für PCB wurden in der Trinkwasserverordnung gestrichen, da nicht praxisrelevant. Abgedeckt durch 6: "Im Wasser für den menschlichen Gebrauch dürfen chemische Stoffe nicht in Konzentrationen enthalten sein, die eine Schädigung der menschlichen Gesundheit besorgen lassen. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 7

8 PCB Grenzwerte (aktuell) tierische Lebensmittel (Schutz des Menschen): Für die Begrenzung der Gehalte von bestimmten Kontaminanten (u.a. auch PCB) in Lebensmitteln gelten Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 der Kommission vom 19. Dezember 2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln (zuletzt geändert durch Art. 1 ÄndVO (EG) 165/2010 vom 26. Februar 2010; Kontaminanten-Höchstgehalt-Verordnung) Verordnung (national) zur Begrenzung von Kontaminanten in Lebensmitteln vom (Kontaminanten-Verordnung KmV) Danach wurden für verschiedene tierische Lebensmittel mit unterschiedlichem Fettgehalt für die Indikator-PCB sowie die Summe der TEQ aus Dioxin, Furan, dl-pcb Höchstmengen festgelegt, detailliert unterschieden nach Frischfleisch oder Fett, Fisch oder Fleisch sonstiger Wasserlebewesens, Haustier- oder Wildtierfleisch oder Tierprodukt BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 8

9 PCB wie gemessen im Wasser 6 Indikatior-PCB + Hochrechnung Zusätzlich wird PCB 118 mitgemessen (dl-pcb). diese 7 haben jeweils einem Schwebstoffgrenzwert von 20 μg/ kg (da PCB sich an Schwebstoff anlagert und kaum wasserlöslich sind ) (ggf. einen Wassergrenzwert von 0,0005 μg/ L pro Kongener, falls keine Schwebstoffmessungen vorliegen) Im Saarland: Schwebstoff BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 9

10 PCB wie gemessen? Messverfahren über Schwebstoffe mit Grenzwerten Zentrifuge muss genügend Schwebstoffe sammeln Schwebstoffe auf die 7 Konginere analysiert Vergleich mit Grenzwert 20 μg/ kg TS Hochrechnung für Frachtbetrachtungen sind unsicher Konzentration PCB im Schwebstoff Schwebstoffgehalt im Wasser Wassermenge bei der Messung BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 10

11 PCB wie gemessen? BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 11

12 Hochrechnung für Frachtbetrachtungen (orientierend) a. PCB-Konzentration im Schwebstoff (μg/kg) der Zentrifuge -> gut messbar b. Schwebstoffgehalt im Wasser der Zentrifuge (kg) pro Entnahmezyklus (sec) -> gut messbar c. Wasserdurchsatz in der Zentrifuge (m³) pro Entnahmezyklus (sec) -> gut messbar d. Schwebstofffracht der Zentrifuge (b. / c.) kg/(m³ sec) e. Gewässerabfluss m³/sec -> gut messbar Annahmen: Schwebstofffracht (?) PCB Fracht (???) PCB Frachtauswertung PCB-Konzentration (?) Gewässerabfluss (?) = Konzentration x Abfluss x Schwebstofffracht -> sehr unsicher (nur Größenordnung) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 12

13 Ergebnisse der Gewässerüberwachung höher Konzentrationen im Bereich der höher chlorierten PCB sind heute typisch für Oberflächengewässer mit größeren Einzugsgebieten im industriell geprägten Raum. Diese PCB stammen überwiegend aus (Altlasten) der Elektro- und Stahlindustrie, aber auch aus Anstrichen und Fugendichtmassen, Das PCB-Kongener 138 liegt im Oberflächenbereich gewöhnlich in den höchsten Konzentrationen vor, deshalb geeignet als Beispiel für die generellen Belastungstrends im Saarland. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 13

14 Ergebnisse der Gewässerüberwachung BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 14

15 Ergebnisse der Gewässerüberwachung Insgesamt finden sich PCBs an allen routinemäßig untersuchten Flüssen (nicht nur im Saarland) abnehmende Trends bei allen PCB-Kongeneren und damit auch bei der Gesamtbelastung. Die UQN von 20 μg/kg pro Kongener im Schwebstoff wird in den letzten 10 Jahren an allen im Mosel-Saar Einzugsgebiet abgestimmten Routinemessstellen (Saar, der Blies und der Nied ) durchgehend unterschritten. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 15

16 Ergebnisse der Gewässerüberwachung BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 16

17 Ergebnisse der Gewässerüberwachung BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 17

18 Ergebnisse der Gewässerüberwachung Ausnahme Rossel ( Sonderprobestelle) : Immer wiederüberschreitungen der UQN Anstieg bei den höher chlorierten PCB 138, 153 und 180, deren Herkunft unbekannt ist bis 2011 hatte die Rossel ebenfalls einen stark fallenden Trend Sonstige Überschreitungen der PCB - UQN im Saarland : außerhalb der Rossel nur noch an kleinen Bächen, in die Grubenwässer eingeleitet werden (Fischbach, Sinnerbach) im Spektrum der PCBs in Grubenwässern sind vorherrschend niederchlorierter PCB 28 und 52 (Hydraulikölen im Bergbau) die Belastungsquelle Einleitungen aus Bergbau lässt sich recht gut abschätzen; auch die relativen Anteile BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 18

19 Ergebnisse der Gewässerüberwachung BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 19

20 Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung PCB-Konzentration des Grubenwassers korreliert gut mit dem Wasser der durch Grubenwasser belasteten kleine Bäche (Steigung der Geraden ergibt die Verdünnung durch das Bachwasser 1:7) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 20

21 Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung Grubenwasser verschiedener Grubengebäude ist gut miteinander vergleichbar (etwas andere Verdünnung) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 21

22 Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung Vergleicht man hingegen das Grubenwasser mit dem der Saar, z.b. bei Fremersdorf, so stellt man einen signifikanten Unterschied der Verteilung der PCB-Kongenere fest BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 22

23 Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung Vergleich: Saarwasser bei Fremersdorf mit eingeleitetem Grubenwasser stark unterschiedliche Konzentrationen unterschiedliche PCB-Muster Indikatorrolle des bergbautypischen PCB 52 erkennbar Saar: nur in sehr niedrigen Konzentrationen Grubenwasser: in höheren Konzentrationen bezogen auf die UQN (gilt für Gewässer!) die Belastung der Saar mit PCB erfolgt nur zu einem geringen Teil aus den aktuellen Grubenwassereinleitungen. Dieses Ergebnis bestätigt die Ergebnisse der Frachtabschätzungen aus 2011, wonach etwa 1% der Gesamtfracht der Saar ( bei Fremersdorf) auf die Grubenwassereinleitungen zurückführbar war. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 23

24 Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung 24 BD Naumann Hilmar Folie-Nr.

25 Auswertung zur Herkunft der PCB Belastung PCB-Frachtvergleich: Saar bei Fremersdorf im Vergleich zur Summe der Grubenwassereinleitungen aus 2011 Ergebnis aus 2011: Anteil der aktuellen Grubenwassereinleitungen an der Gesamtfracht der Saar bei Fremersdorf: etwa 1% In absoluten Zahlen: (mit aller Vorsicht nur als Größenordnung zu verwenden) Saar: 7,4 kg/a Grubenwassereinleitungen: 0,06 kg/a BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 25

26 PCB in Biota (neu ab Ende 2015) Biota = Umweltindikator ( nicht zu verwechseln mit Lebensmittelrecht) lebende Grundbausteine der Ökosysteme (z.b. Fische oder Muscheln) Biota-UQN = neuer Umweltgrenzwert gem. EU-Richtlinie 2013/39/EU 6,5 pg/kg Frischgewicht Summe Dioxine + Furane + dl-pcb voraussichtlich verbindlich in Deutschland ab Ende 2015 Gemessen als Summen der Dioxine, Furane und PCB, aber umgerechnet in Toxizitätsäquivalent (WHO-TEQ) als Bezugsgröße Biota-Untersuchung: Bei den Biota ist die Analytik der für die Biota maßgeblichen dl-pcb (dioxin-like-pcb) aufwändig und teuer -> derzeit nur in wenigen Speziallaboratorien mit zufriedenstellender Genauigkeit möglich LUA beauftragt ein externeres Labor mit der Analytik Wir haben zwei Bundesmessstellen im Saarland -> gute Datenlage BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 26

27 PCB in Biota (ab 2016) Biota-UQN : 6,5 pg/g Frischgewicht ( Dioxine +Furane +dl-pcb) an der Saar durchgehend überschritten (UBA, Brassen) bei insgesamt leicht fallendem Trend Daten 2008 bis 2014 sind beim UBA angefragt (Analyse von Rückstellproben) und zugesagt Eigene Untersuchungen des LUA im Jahr 2011, bei der unterschiedliche Fischarten in Blies und Saar untersucht wurden, bestätigen grundsätzlich die Ergebnisse des UBA bei den Brassen und weiteren relativ fettreichen Fischarten. Da die Schadstoffe hauptsächlich im Fettgewebe unter der Haut eingelagert werden, weisen jüngere und/oder fettärmere Arten wie Forellen oder Barsche deutlich niedrigere Gehalte an PCB auf. BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 27

28 PCB in Biota (ab 2016) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 28

29 Biota (4 Indikator-PCB + 1 dl-pcb) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 29

30 Biota (4 Indikator-PCB + 1 dl-pcb) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 30

31 Fazit Fortschreibung der PCB-Studie von 2011 bestätigt: die Einschätzungen der Gewässerrelevanz von PCB den untergeordneten Anteil der aktuellen Grubenwassereinleitungen an der PCB-Belastung der Saar den generellen Trend rückläufiger PCB-Belastungen in der Umwelt (Verbot zeigt Wirkung) seit 2001 vier Gewässer mit PCB-UQN-Überschreitungen im Saarland dokumentiert: Saar (einmal ein Kongener in 2006); ansonsten rückläufiger Trend 2 kleine Gewässer mit ständigen UQN-Überschreitung; aber hier ist ab 2021 Einhaltung über Bewirtschaftungsplan sichergestellt ein grenzüberschreitendes Gewässer (Rossel) mit Überschreitung ab 2012 ( keine Überschreitungen) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 31

32 Ausblick Weitere Untersuchungen PCB Kataster (Ausschreibungen laufen) Neue Messkampagne als Beweissicherung ab 2016 Rosselbelastung wird untersucht (grenzüberschreitend) Neue Herausforderungen durch neuen Biota-Grenzwert (Biota-Umweltqualitätsnorm) BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 32

33 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! BD Naumann Hilmar Folie-Nr. 33