Das Rheinmessprogramm Chemie eine wesentliche Säule der IKSR Martin Keller Vorsitzender der IKSR-Expertengruppe Monitoring (SMON)

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1 Das Rheinmessprogramm Chemie eine wesentliche Säule der IKSR Martin Keller Vorsitzender der IKSR-Expertengruppe Monitoring (SMON) IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 1

2 Rheinmessprogramm Chemie wichtige Stationen 2015 Neues Rheinmessprogramm Chemie 2013 Sondermessprogramm organ. Mikroverunreinigungen 2007 Rheinmessprogramm + Überblicksmonitoring nach WRRL 1999 Neues Rheinübereinkommen (seit in Kraft) Sondermessprogramm organ. Mikroverunreinigungen 1987 Aktionsprogramm Rhein (bis 2000) 1976 Internationales Chloridübereinkommen Juni 1953 Erste internat. Messkampagne (Untersee bis Holland) Juli 1950 Gründung der IKSR in Basel 1904 Erste abgestimmte Rheinwasseruntersuchungen 1883 Chloridmessungen IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 2

3 Apparate für Rheinwasseruntersuchungen (bei Worms um 1900) (Bildquelle: Stadtarchiv Worms) IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 3

4 Apparate für Rheinwasseruntersuchungen Koblenz 2015 LC- QTOF- MS IKSR-Workshop 5./6. März 2015 (Bildquelle: Keller/BfG) Seite 4

5 Haupt-Messstationen (9) des Rheinmessprogrammes Chemie Lauterbourg- Karlsruhe Darstellung der Ergebnisse im Internet seit 2001 IKSR-Zahlentafeln IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 5

6 Messstellennetz Messstellen Alpenrhein/Bodensee 2 Hochrhein 3 Oberrhein 6 Neckar 3 Main 7 Mittelrhein 2 Lahn 3 Mosel/Saar 11 Niederrhein 9 Deltarhein/Nordsee 11 Summe: 57 direkt am Rhein: 14 IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 6

7 Rheinmessprogramm Chemie Komponenten: Zielsetzungen der Messprogramme Messstellennetz und beteiligte Dienststellen Kenngrößen, Messfrequenzen und Messzyklus Datensammlung mit Prüfung auf Vollständigkeit und der Validierung der Daten Auswertung und Bewertung der Daten sowie deren Dokumentation (Produkte) IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 7

8 Rheinmessprogramm Chemie Zusammenführung des früheren IKSR-Gütemessprogramms gemäß IKSR- Rheinübereinkommen und der chemisch-physikalischen und chemischen Überblicksüberwachung nach den Anforderungen der WRRL erfolgte Zielsetzung gemäß Rheinübereinkommen - Erhaltung und Verbesserung der Wasserqualität des Rheins und damit auch der Schwebstoffe, Sedimente sowie des Grundwassers. - Sicherung der Nutzung von Rheinwasser zur Trinkwassergewinnung. Langfristiges Erfassen der Wasser- und Schwebstoffqualität des Rheins als Grundlage für eine internationale Rheinzustandsbeschreibung und für das Erkennen längerfristiger und großräumiger Entwicklungen. Zielsetzung der Überblicksüberwachung gemäß WRRL - Umfassender Überblick über den Zustand aller Gewässer im Betrachtungsraum muss erhalten werden. - Die bestehenden überregional bedeutsamen und nachhaltigen Belastungen müssen erfasst werden. - Die Messstellendichte soll so sein, dass ein Einzugsgebiet von km 2 repräsentativ erfasst werden kann. IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 8

9 Rheinmessprogramm Chemie Schwerpunktaufgaben Langfristiges Erfassen der Gewässerbeschaffenheit zum relativen räumlichen und/oder zeitlichen Vergleich und bewertende Zustandsbeschreibung, Vergleich mit vorgegebenen Maßstäben wie z. B.: - nationale und internationale Umweltqualitätsnormen - Gewässerklassifizierungen - Qualitätsziele, Zielvorgaben Ermittlung von Transporten und Frachten zur Unterstützung von Trendaussagen Operationelles Monitoring, z. B. Chlorid-Reglement, Sauerstoff-Stützung Erkennen und Beweissicherung von besonderen kritischen Belastungssituationen, z. B. Alarmfälle Erfassen von steuernden Prozessen in Gewässern und Einzugsgebieten (nach Bedarf; z. B. Messungen bei Extremwasserführung) Mit Zunahme des Prozessverständnisses lassen sich Kosten reduzieren (Modellierung, Reduzierung der Messfrequenz) IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 9

10 Kenngrößen 1 Grundmessprogramm Allgemeine Leitkenngrößen (Abfluss Q, Wassertemperatur, Sauerstoff, Sauerstoffsättigung, ph-wert, elektr. Leitfähigkeit, abfiltrierbare Stoffe) Nährstoffe (NH4-N, NO2-N, NO3-N, Gesamt-N, o-po4-p, Gesamt-P) Summen-Kenngrößen (DOC, TOC) Mineralstoffe (Chlorid, Sulfat, K, Na, Mg, Ca) 2 Erweitertes Messprogramm erweitertes Wassermessprogramm erweitertes Schwebstoffmessprogramm 3 Fakultatives Messprogramm Fakultatives Wassermessprogramm Fakultatives Schwebstoffmessprogramm Schwermetalle Stoffe der Rheinstoffliste 2014 Stoffe gemäß Sonderuntersuchungsprogramm 2013 Stoffe aufgrund besonderer Erkenntnisse Stoffe nach WRRL (Überblicksüberwachung) Stoffe der Prüfliste 2014 Stoffe mit besonderer regionaler Bedeutung IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 10

11 Sonderuntersuchungsprogramm Rheinmessstellen - 3 Nebenflussmündungen - rd. 300 organische Spurenstoffe - 4 Messungen (April, Juni, August, Oktober) positive Befunde: - 60 Arzneimittelwirkstoffe - 55 Pestizide - 50 Metabolite - 13 Industriechemikalien Rheinmessprogramm Chemie 2015: - 39 Stoffe verpflichtend - 31 Stoffe fakultativ IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 11

12 Sonderuntersuchungsprogramm 2013 Arzneimittel Max µg/l Einzelstoffe Max µg/l Candesartan 0,20 5- Methylbenzotriazol 1,61 Metoprolol 0,20 Benzotriazol 1,44 Sitagliptin 0,20 2- Naphthalinsulfonsäure 0,44 Carbamazepin 0,17 2,7- Naphthalindisulfonsäure (49 %) 0,68 Lamotrigin 0,14 Toluol- 4- sulfonsäure (97 %) 1,88 Sulfamethoxazol 0,14 Levetiracetam 0,12 Metaboliten Telmisartan (0,067) Valsartansäure 0,55 Oxazepam (0,057) 4- Formylaminoantipyrin 0,39 Amisulprid (0,056) N- Acetyl- 4- aminoantipyrin 0,38 Venlafaxin (0,054) Atenololsäure 0,32 Phenazon (0,045) Carbamazepin- 10,11- dihydro- 10,11- dihydroxy 0,29 Clarithromycin (0,036) Metolachlor- ESA 0,11 Lidocain (0,026) Clopidogrelsäure (0,038) Met formin 1,87 2- Hydroxyatrazin (0,012) Gabapentin 0,87 Valsartan 0,31 Süßstoffe O- Desvenlafaxin Summe: Acesulfam 3,17 Tramadol 0,22 Cyclohexylsulfamidsäure 1,29 Pflanzenschutzmittel DEET (0,091) Röntgenkontrastmittel Sucralose 0,83 Saccharin 0,41 Carbendazim (0,042) Iomeprol Summe: Metolachlor 0,15 Iopamidol 2,38 Stoffe, die an allen Messstellen vorkommen 100 % positive Befunde IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 12

13 Sonderuntersuchungsprogramm 2013 Mit den Ergebnissen der Sonderuntersuchung liegen nun für rund 300 Stoffe vergleichbare Ergebnisse im Rheinlängsprofil vor. Die Einführung der hochauflösenden LC-MS/MS-Methode erweitert das Analysenfenster auf die polaren Spurenstoffe und somit wird diese analytische Lücke geschlossen. Die Ergebnisse dieses Sondermessprogrammes sollen auch als erweiterte Entscheidungsgrundlage für eine von den anderen IKSR-Mitgliedstaaten einzuführende Ergänzung der Analytik durch (hochauflösende) Flüssigchromatographie/Massenspektrometrie-Analytik (LC-MS/MS) dienen. Mit der Aufnahme von Stoffen aus dem Sondermessprogramm 2013 in das Rheinmessprogramm 2015 soll in den kommenden 2-3 Jahren geprüft werden, ob diese Stoffe rheinrelevant bzw. für das Trinkwasser relevant sind. Zusätzlich wird geprüft, ob für diese Stoffe PNEC-Werte (predicted no effect concentration) vorliegen, um die gefundenen Konzentrationen zu bewerten. Sondermessprogramme bieten grundsätzlich die Möglichkeit, Kandidatenstoffe für prioritäre Listen schnell und effizient zu finden. IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 13

14 Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Beispiel aus der Internet-Darstellung der jährlichen Zahlentafeln Richtlinie 2013/39/EU 2015: UQN für Benzo(a)pyren = 0,00017 µg/l IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 14

15 Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Trend von Atrazin im Rhein bei Bimmen Einsatz des Herbizids Atrazin ist in Deutschland seit 1991 verboten (AA-EQS = 0,6 µg/l / MAC-EQS = 2,0 µg/l) [µg/l] 0,3 Bimmen - Atrazin 0,25 MW Max 0,2 0,15 0,1 < < 0,05 < < < < < < < < < < < < < IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 15

16 Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Frachten von Gesamt-Stickstoff im langjährigen Vergleich Jahresfrachten Gesamt-Stickstoff in Tonnen (aus Messwerten) Kleve-Bimmen Lobith Mittel Bimmen/Lobith Abfluss-Jahresmittel Gesamt-N [t] Abfluss [m³/s] IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 16

17 Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Frachten von Gesamt-Stickstoff im langjährigen Vergleich Jahresfrachten Gesamt-Stickstoff, normiert auf langjährigen mittleren Abfluss bei Bimmen/Lobith Kleve-Bimmen Lobith Mittel Bimmen/Lobith Gesamt-N [t] IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 17

18 Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Frachten von Chlorid im langjährigen Vergleich 250 Cloridfracht des Rheins bei Koblenz 200 Chlorid in Kg/s Rückgang von 1984 bis 2013 um rd. 75 %: 6,9 Mio t auf 1,8 Mio t IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 18

19 Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Wassertemperaturen im langjährigen Vergleich 45 Überschreitungsdauer der Wassertemperatur von 25 C bei Koblenz in Tagen 40 Anzahl Tage pro Jahr Mosel Rhein IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 19

20 µg/l 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 µg/l 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 Max - MW - Perfluoroctylsulfonat (PFOS) AA-EQS = 0,00065 µg/l < < << < < < - - < Weil am Rh. Lauterb./Karlsr. Ko-Rhein Bimmen Lobith* Ko-Mosel Irgarol (Cybutryn) AA-EQS = 0,0025 µg/l << << << << ,11 Max - MW - << << << << Produkte des Rheinmessprogrammes Chemie Neue prioritäre Stoffe: Befunde - und Vergleich mit Umweltqualitätsnorm Weil am Rh. Lauterb./Karlsr. Ko-Rhein Bimmen Lobith Ko-Mosel IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Martin Keller Bundesanstalt für Gewässerkunde Am Mainzer Tor Koblenz Phone: +49 (0)261/ keller@bafg.de IKSR-Workshop 5./6. März 2015 Seite 21