Mikroverunreinigungen unsere nächste Herausforderung

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1 Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Umwelt BAFU Mikroverunreinigungen unsere nächste Herausforderung 11. Juni 2015

2 Wie gelangen Stoffe in die Gewässer? 2

3 Die Abwasserreinigungsanlagen sind nur ein Eintragspfad von mehreren jedoch ein wichtiger! 3

4 Abwasserbeseitigung historisch Plinius der Ältere (um 20 n. Chr.) erkannte: Wir vergiften unsere Flüsse und die Grundelemente der Natur, und dasselbe, von dem wir leben, verwandeln wir in Sargnägel. Cloaca maxima entwässerte das antike Rom. auch dank Wasserversorgung, die genügend (Ab-)Wasser zum Abtransport der Schmutzfracht lieferte. Bau des Londoner Abwassersystems Mitte 19. Jahrhundert war die Reaktion auf wiederholte grosse Cholera-Epidemien. vergleichbare Entwicklungen in ganz Europa 4

5 Was leisten die heutigen ARA? 1950 Entwicklung des Belebungsverfahrens Belebung Nachklärbecken Schlammalter (Tage) Beckenvolumen (l EW -1 ) Zulauf Ablauf BSB Abbau P-Fällung Nitrifikation Fe, Al Rücklauf Nitrifikation Überschussschlamm Denitrifikation Nitrifikation Denitrifikation anaerob anoxisch Nitrifikation Biologische P-Elimination Massive Verbesserung der Wasserqualität in den letzten Jahrzehnten 5

6 Was leisten die heutigen ARA bezüglich Mikroverunreinigungen? Konzentration [Nanogramm [Mikrogramm pro Liter] Stoffe gemessen 28 Stoffe quantifiziert Gesamtkonzentration > 10 μg/l Diclofenac Carbamazepin Naproxen Sotalol Sulfamethoxazol Bach oberhalb Auslauf ARA Bach unterhalb Eintrag von schwer abbaubaren Stoffen! Wirkung auf Wasserlebewesen Problematik durch Forschung in 90er Jahren erkannt 6

7 Was sind Mikroverunreinigungen? organische Spurenstoffe ~ 1 Nanogramm pro Liter = 1 Würfelzucker im Melchsee oder 1 Liter Orangensaft im Bielersee 7

8 Massnahmen bei ARA - Handlungsbedarf für ausgewiesen Ökosystem beeinträchtigt Anzahl Überschreitungen von Qualitätskriterien unterhalb ARA Trinkwasserressourcen belastet Anteil gereinigtes Abwasser in grossen und mittleren Fliessgewässern Bevölkerungsdichte Druck auf die Gewässer nimmt zu Zunahme Bevölkerung (-sdichte) Zunehmende Chemisierung des Alltags Klimawandel (mehr Niedrigwasser) Ausbau von 100 von über 800 ARA 8

9 Handlungsoptionen Information und Sensibilisierung der Öffentlichkeit (Verbrauch, Entsorgung, ) Zulassung und Regulierung von Stoffen Umfassende Lösung des Problems ohne nachsorgende technische Massnahmen nicht möglich: Massnahmen im Kanalnetz, Behandlung konzentrierter Abwässer, Optimierung der kommunalen Abwasserreinigung (Schlammalter) Ausrüstung von kommunalen Kläranlagen mit einer zusätzlichen Stufe am wirksamsten. 9

10 Handlungsoptionen Massnahme Erwartete Wirkung bezüglich der Gewässerbelastung mit Spurenstoffen Regulatorische Massnahmen und Information Information für Hersteller und Anwender Reduktion der Emissionen abhängig von Änderung der Verbrauchsgewohnheiten; beschränkt auf begrenzte Anzahl von Stoffen und Anwendungen 17 Vorschriften für die Herstellung und Verwendung von Stoffen und Produkten Einschränkung oder Verbot von besonders umweltgefährlichen Stoffen Organisatorische Massnahmen Mittelfristig können die Emissionen von einer begrenzten Anzahl von Stoffen reduziert werden Geeignet, um Emissionen von einzelnen Stoffen zu reduzieren oder vollständig zu unterbinden Optimierung des Abwassermanagements Verbesserte Elimination abbaubarer Stoffe Dezentrale Massnahmen Massnahmen bei Hauptemittenten Geeignet, um Emissionen von einzelnen Stoffen bzw. Stoffgruppen zu reduzieren Systemwechsel von der heute zentralen Abwasserbehandlung zu einem dezentralen System Eine Vielzahl von Stoffen, die heute über das Abwasser in die Gewässer eingetragen werden, können eliminiert werden, aber Massnahmen nur langfristig umsetzbar Zentrale Massnahmen Massnahmen bei Kläranlagen (z. B. Ozonung, Aktivkohlebehandlung) Eine Vielzahl von Stoffen, die über das Abwasser eingetragen werden, können eliminiert werden BAFU,

11 Grosstechnische Versuche Ozonung und Pulveraktivkohle Reinigungseffekt über 80% Bestätigt für breites Stoffspektrum Verschiedene Stoffe nicht mehr nachweisbar Reduktion ökotoxikologischer Effekte Östrogene Aktivität sehr stark reduziert Bessere Entwicklung von Fischembryonen Höherer SPEAR-Index in Flüssen Keine Toxizitätszunahme in 26 Biotest beobachtet Technologie realisierbar und in begründeten Fällen angemessen Betrieb durch ARA-Personal machbar Diclofenac Trimethoprim Sulfapyridin Carbamazepin Clarithromycin Sulfamethoxazol Metoprolol Methylbenzotriazol Bezafibrat Benzotriazol Atenolol Mecoprop Atrazin Iopromid Elimination (%) Elimination [%] BAFU, Ozone Ozonkonentraton concentration in Ozon/kg DOC in g O3 /kg DOC ± ± ± 63 11

12 Technische Massnahmen: Evaluation technischer Verfahren in der Schweiz Grosstechnische Versuche Ozonung: ARA Regensdorf EW ARA Lausanne EW Versuche Pulveraktivkohle (PAK) ARA Opfikon, EW ARA Lausanne, EW Versuche Eawag im Pilotmassstab Versuche im Pilotmassstab Umwelttechnologieförderung BAFU PAK: ARA Schönau Cham ZG, ARA Birs BL; ARA Wetzikon Ozonung: ARA Dübendorf ZH, Mobile Pilotanlage.und international! 12

13 Internationale Kommission zum Schutz des Rheins siehe (publizierte Berichte) Communiqué der Rheinminister vom 28. Oktober 2013 für viele Spurenstoffe ist das kommunale Abwasser der massgebliche Eintragspfad - trotz Reinigung in einer Kläranlage. Auf nationaler und internationaler Ebene sind Massnahmen zur Vermeidung und Verringerung von Einträgen von Mikroverunreinigungen zu ergreifen. Spektrum an Maßnahmen in Synthesebericht IKSR beschrieben, darunter Zentrale Maßnahmen bei kommunalen Kläranlagen in Form weiterführender Reinigungsverfahren können ein breites Spektrum von Mikroverunreinigungen eliminieren 13

14 Politische Entwicklungen bisher Ausbau von ausgewählten Kläranlagen Auftrag zur Schaffung gesetzlicher Grundlage für Finanzierung Zweckgebundene Spezialfinanzierung über Abwasserabgabe Vorschlag GSchV Diverse parl. Vorstösse - Motion UREK-S Vorschlag GSchG Bundesrat: GSchG ab Ausarbeitung Umsetzungskonzept am BAFU Strategie Micropoll: Situationsanalyse, Pilotversuche Auswertung Anhörung GSchV 80% der Stellungnahmen begrüssen zielorientierten Ausbau Forderung Finanzierungslösung Motion UREK-S angenommen Vernehmlassung GSchG 80% der Stellungnahmen begrüssen zielorientierten Ausbau Zustimmung zu Finanzierungslösung Annahme GSchG im Parlament 21. März 2014 Annahme durch die eidgenössischen Räte in der Schlussabstimmung 14

15 Verursachergerechte CH-weite Finanzierungslösung verabschiedet Zweckgebundene Spezialfinanzierung bis 2040 zur Abgeltung von 75 Prozent der Erstinvestitionen (finanziert durch zentrale Kläranlagen Kosten von maximal 9 CHF pro angeschlossenen Einwohner pro Jahr) Inkrafttreten: 1. Januar

16 GSchV - Anforderungen an die Einleitung von kommunalem Abwasser in die Gewässer Folgende Kläranlagen müssen Massnahmen zur Elimination von Spurenstoffen treffen: Grösste Kläranlagen : Kläranlagen mit mehr als angeschlossenen Einwohnerinnen und Einwohnern. Grosse Kläranlagen im Einzugsgebiet von Seen : Kläranlagen mit mehr als angeschlossenen Einwohnerinnen und Einwohnern im Einzugsgebiet von Seen (Ausnahmen möglich). Hoher Abwasseranteil im Fliessgewässer : Kläranlagen mit mehr als 8000 angeschlossenen Einwohnerinnen und Einwohner an Fliessgewässern mit einem Abwasseranteil von mehr als 10 Prozent. Ausnahmen : Kantone können weitere ARA (mit mehr als angeschlossenen Einwohnerinnen und Einwohnern) zum Ausbau verpflichten ARA in Karstgebieten, ARA an Fliessgewässern mit ökologisch sensiblen Gebieten oder die für Trinkwassernutzung von Bedeutung sind 16

17 Kosten der Massnahmen Rund 100 von über 800 ARA der Schweiz 50% des kommunalen Abwassers Alle Einwohner finanzieren mit Investitionskosten Wiederbeschaffungswert heutige Kläranlagen Zusätzl. jährliche Gesamtkosten Jahrekosten der Abwasserreinigung Kosten pro Einwohner/in der Schweiz = 1.2 Mrd CHF = 14 Mia CHF (+9 %) = 130 Mio CHF = 1 Mia CHF (+ 13%) = 16 CHF 17

18 Schlussfolgerungen Hohe Bevölkerungsdichte hohe Abwasserbelastung der Gewässer Zielorientierte Massnahmen auf Kläranlagen Kostenzunahme für CH-Abwasserreinigung 12 % Kosten der Massnahmen 13 CHF pro Einwohner/in Gesamtschweizerische Finanzierung der Massnahmen bis

19 Das Ende der Geschichte? Entwicklungen bei der Gewässerverschmutzung in der Schweiz Die Abwasserreinigung passt sich der gesellschaftlichen Entwicklung an. Neue Technologien können eine Anpassung der Abwasserreinigung notwendig machen. 19

20 Das Ende der Geschichte? (II) Neu erkannte Phänomene Mikroplastik Nanopartikel Antibiotikaresistenzen Aktuell kein gesamtschweizerischer Handlungsbedarf bezüglich Abwasserreinigung erkennbar, oftmals wenig Wissen über Gewässerrelevanz vorhanden. Anpassung gesetzlicher Vorgaben benötigen gute Wissensgrundlagen und gesellschaftlichen Konsens Mikroverunreinigungen: 10 Jahre zwischen Problemerkennung und Gesetzesänderung 20

21 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 21