Mikroverunreinigungen und Spurenstoffe - Relevanz für Rohwasser und weitergehende Trinkwasseraufbereitung

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1 Mikroverunreinigungen und Spurenstoffe - Relevanz für Rohwasser und weitergehende Trinkwasseraufbereitung Dr. Dietmar Petersohn, Berliner Wasserbetriebe

2 Berliner Wasserkreislauf Berlin ist eine wasserreiche Stadt mit einem einzigartigen Wasserkreislauf 2

3 Wasserversorgung Was steckt dahinter? bis zum Wasserhahn! jährlicher Bedarf 200 Mio. m³ über das Rohrnetz km Länge ins Wasserwerk 9 Werke mit Kapazitäten zwischen und m³ pro Tag Schutz der Ressource 25 % des Stadtgebiets Aus dem Brunnen 700 Stück 3

4 Wasserversorgung Berlins Naturnahe Trinkwasseraufbereitung Regen Gewässer Brunnen Belüftung Filtration Speicher Verteilung 30% GWN 60% Uferfiltration 10% GW-Anreicherung Naturnahe Trinkwasseraufbereitung ohne Chemikalien Keine Desinfektion notwendig 4

5 Aktuelle Vorgehensweise im Umgang mit Spurenstoffen bei den BWB im Bereich Trinkwasser Grundlage: Minimierungsgebot der TrinkwV und GOW- Konzept (UBA 2010) Gesundheitlicher Orientierungswert Der GOW wird so niedrig angesetzt, dass auch bei lebenslanger Aufnahme der betreffenden Substanz kein Anlass zur gesundheitlichen Besorgnis besteht Abhängig vom Wirkmechanismus zwischen 0,1 und 10 µg/l Werden von einem Spurenstoff im Trinkwasser Konzentrationen > 0,1 µg/l gemessen, erfolgt eine Information an UBA und LAGeSo UBA wird gebeten toxikologische Bewertung vorzunehmen 5

6 Aktuelle Vorgehensweise im Umgang mit Spurenstoffen bei den BWB im Bereich Trinkwasser am Beispiel Gabapentin Die Substanz wurde vom Labor der BWB erstmals Anfang 2013 qualitativ analysiert und ab April 2013 quantitativ bestimmt. Durchführung der Expositionsanalyse (Plausibilitätskontrolle) Verifizierung des Analysenverfahrens durch Vergleichsmessung mit den Laboren anderer WVU Aufgrund der Überschreitung des allgemeinen Vorsorgewertes von 0,1 µg/l wurde das Umweltbundesamt (UBA) im November 2013 informiert und um eine stoffspezifische Bewertung nach dem GOW-Konzept gebeten. Recherchen: Das Antiepileptikum und Schmerzmittel Gabapentin gehört zu den meistverabreichten Arzneimitteln Deutschlands (83,6 t in 2012). Das Arzneimittel verlässt den menschlichen Körper nahezu unverändert und gelangt über die Klärwerkseinleitungen (10 20 µg/l) in die Oberflächengewässer Berlins, wo sich in Abhängigkeit der Verdünnung Konzentrationen von 1 µg/l (Unterhavel) bis 3 µg/l (Tegeler See) einstellen. 6

7 Problematik organischer Spurenstoffe Eine Folge des urbanen Wasserkreislaufes Ehem.Rieselfelder Kärwerk Schönerlinde Spuren von Reinigungsmitteln, Industriechemikalien, aus Altlasten, von Arzneistoffen aus dem Abwasser können durch immer bessere Analytik im Trinkwasser nachgewiesen werden Seewasserpumpwerk Wasserwerk Tegeler See OWA Verbraucher Minimierungsgebot der Trinkwasserverordnung vs. Kosten / Ökobilanz technologischer Wasseraufbereitung Entwicklung einer Berliner Strategie Spurenstoffe gemeinsam mit SenStadtUm, Forschung zu Vorkommen und Entfernbarkeit Entwicklung eines gezielten Maßnahmenkatalogs unter Abwägung von Risiko, Kosten und positiven/ negativen Nebeneffekten 7

8 Ausgangssituation und Rahmenbedingungen: Wasserkreislauf in Berlin (Klarwasseranteile im Trinkwasser Wasserwerk Anteil Klarwasser im Reinwasser des Wasserwerkes aus Tracern 1 ermittelt Anteil Uferfiltrat und GWA an der Gesamtförderme nge des Wasserwerkes 2 Anteil Klarwasser im WW-relevanten Oberflächengewäs ser (Wassermengenbil anz) TEG % 80 % 28 % 3 22 % BEE, KLA, TIE 5 7 % 67 % 7% 5 % FRI < 1 % 80 % 0 % 0 % WUH < 1 % 30 % 1,3 % 0,4 % SPA < 1 % 80 % 0 % 0 % STO < 1 % 70 % 0 % 0 % Anteil Klarwasser im Reinwasser des Wasserwerkes aus Wassermengenbilanz ermittelt 4 8

9 Gabapentin in Wasserwerken GOW = 1,0 µg/l Gesundheitlicher Orientierungswert Umweltbundesamt, Januar 2015 Gabapentin Antiepileptikum und Schmerzmittel Verbrauchsentwicklung ( ): +321% Quelle: UBA,

10 Berliner Wasserkreislauf Strömungsverhalten des Grundwassers am Beispiel Tegeler See Mit gezielten Messungen wird der Weg des Grundwassers zu unseren Brunnen verfolgt. Die Qualität wird streng überwacht. Bekannte Altlasten werden kontrolliert. 10

11 Winterspitze (Temperatureffekt) Effekt der Werksdrosselung 11

12 Kapazitätsvergleich Nennkapazität Q1 [Maßstab: m³/d = 1 cm] Stolpe Tegel Spandau Beelitzhof Friedrichshagen 12

13 Trinkwasserverteilung mittlere Förderung Normalbetrieb [Maßstab: m³/d = 1 cm] strategisch relevante Pumpwerke Druckzonengrenze Beelitzhof Friedrichshagen 13

14 Trinkwasserverteilung - Alternativen Förderungsprognose ab 06/2015 [Maßstab: m³/d = 1 cm] strategisch relevante Pumpwerke Druckzonengrenze Beelitzhof Friedrichshagen 14

15 Trinkwasserverteilung - Worstcase Mittlerer Verbrauch [Maßstab: m³/d = 1 cm] strategisch relevante Pumpwerke Druckzonengrenze Beelitzhof Friedrichshagen 15

16 Trinkwasserverteilung - Worstcase Spitzentag (~ m³/d) [Maßstab: m³/d = 1 cm] strategisch relevante Pumpwerke Druckzonengrenze Spandau Kapazitätsgrenze erreicht Kapazitätsgrenze überschritten Versorgung eingeschränkt Beelitzhof Friedrichshagen 16

17 Einschränkung des Dargebotes Versorgungsgebiet des Werkes Tegel - versorgte Einwohner mittlere Förderung vor Umstellung ~ m³/d ~ 75 % Individualbedarf von ca l/ew*d ~ Einwohner betroffen mittlere Förderung nach Umstellung ~ m³/d ~ 75 % Individualbedarf von ca l/ew*d ~ Einwohner betroffen 17

18 Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001) Harte Anforderung nach 6 (1) Im Trinkwasser dürfen chemische Stoffe nicht in Konzentrationen enthalten sein, die eine Schädigung der menschlichen Gesundheit besorgen lassen. Weiche Anforderung nach 6 (3) Konzentrationen von chemischen Stoffen, die das Trinkwasser verunreinigen oder seine Beschaffenheit nachteilig beeinflussen können, sollen so niedrig gehalten werden, wie dies nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik mit vertretbarem Aufwand unter Berücksichtigung von Einzelfällen möglich ist. Schreiben UBA (März 2015): Aus trinkwasserhygienischer Sicht sollte bei Nutzung der gesamten Bandbreite der Maßnahmenoptionen dennoch die Konzentration so niedrig gehalten werden, wie dies vernünftigerweise möglich ist. 18

19 Minimierungsgebot in der Praxis Reine Lehre : Xenobiotika und gesundheitlich problematische Stoffe dürfen im Trinkwasser nicht enthalten sein (0 ng/l). Problem: wir können Null nicht messen, sondern nur < Bestimmungsgrenze Mit jeder Weiterentwicklung der Analytik erhöhen sich die Anforderungen pragmatischer GOW-Ansatz (UBA): wenn gesundheitlich problematische Stoffe in Konzentrationen von < 0,1 µg/l enthalten sind, ist dies kein Problem für die menschliche Gesundheit langfristiges Ziel: anthropogene Spurenstoffe < 0,1 µg/l 19

20 Ableitung des Handlungsbedarfs nach 6 (1) TrinkwV (2001) Umweltbundesamt (2011) allg. GOW (0,1) spez. GOW (z.b. 1) Leitwert (z.b. 5) Maßnahmewert (z.b. 10) Vorsorgewert bereits heute sollen auch künftige Belastungen sicher beherrschbar gehalten werden Warn- oder Indikatorwert / Orientierungswert Überschreitung bietet kein Anlass zu konkreter Besorgnis, wohl aber zu verbesserter Vorsorge Besorgniswerte / Leit- oder Eingreifwerte konkrete, wissenschaftlich begründbare Besorgnis für die Gesundheit Gefahrenwert Gesundheitsgefährdung wahrscheinlich kein Handlungsbedarf Beobachtung verbesserte Vorsorge Überschreitung temporär duldbar, Maßnahmen Nicht erlaubt 20

21 Zusammenfassung Maßnahmen und Aktivitäten zur Kontrolle der Spurenstoffgehalte am WW Tegel Seit April 2014 Drosselung der Werkskapazität Außerbetriebnahme der GWA Seit April 2015 Ableitung von bis zu 85 % des Klarwassers aus Schönerlinde in die Panke (befristet bis Beginn Renaturierung - Einspruch BWB) Entwicklung der BWB Strategie Spurenstoffe (SU, WV, AE, FE) In Vorbereitung Großversuch Aktivkohledosierung OWA (ASKURIS) Vorplanung Ozonung Schönerlinde 21

22 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit Dr. Dietmar Petersohn OE Wasserversorgung/ Leiter Qualitätssicherung Berliner Wasserbetriebe Berlin Telefon: Telefax : dietmar.petersohn@bwb.de 22