Abschätzung der Signifikanz von Kläranlageneinleitungen im Rahmen der Bewirtschaftungsplanung nach WRRL

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1 Abschätzung der Signifikanz von Kläranlageneinleitungen im Rahmen der Bewirtschaftungsplanung nach WRRL Peter Janson Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR), Abteilung Gewässer, Dezernat Technischer Gewässerschutz, Hamburger Chaussee 25, Flintbek ZUSAMMENFASSUNG Eine Belastung wird nach WRRL dann als signifikant eingestuft, wenn sie wesentlich zur Verfehlung des guten Zustands im Wasserkörper führt und sich daraus ein Erfordernis zur Umsetzung von gezielten Maßnahmen ergibt. Ein grundlegendes Indiz für die Signifikanz einer Kläranlageneinleitung ist der Zustand der biologischen (und chemischen) Qualitätskomponenten eines Wasserkörpers. Die Arbeitsthese für ein Projekt zur landesweiten Abschätzung der potentiellen Signifikanz von Kläranlageneinleitungen lautet: Entspricht die gemessene Saprobie nicht dem guten Zustand, sind die Kläranlagen im Einzugsgebiet potentiell signifikant, wenn der LAWA-Orientierungswert für NH 4 -N an der Einleitungsstelle nach Vermischung bei MNQ überschritten wird. Die tatsächliche Signifikanz wird über eine gesamtheitliche Betrachtung aller Belastungen lokal ermittelt. In dem Projekt des LLUR erfolgte flächendeckend eine erste Abschätzung von 950 kommunalen und gewerblichen Kläranlageneinleitungen unter Berücksichtigung von mehr als 700 Saprobie-Messstellen. KEYWORDS Wasserrahmenrichtlinie, Maßnahmen, Punktuelle Belastungen, Saprobie, Nährstoffe EINLEITUNG Die Definition Signifikante punktuelle Belastungen hat sich im Verlauf der Umsetzung der WRRL bezogen auf Abwassereinleitungen stetig gewandelt. Für die Bestandsaufnahme (2004) waren nachfolgende Kriterien verbindlich: Kommunale Kläranlagen > EW Ausbaugröße (192 Anlagen in SH) Nahrungsmittelbetriebe > EW Ausbaugröße (5 Anlagen in SH) berichtspflichtige gewerbliche Einleiter nach IVU/EPER und 76/464/EWG (11 Anlagen in SH) Im Monitoringbericht (2006) wurden lediglich 12 industrielle Einleiter, die nach Abwasserverordnung prioritäre Stoffe einleiten dürfen, berücksichtigt. Die Bewirtschaftungspläne (Entwurf 2008) stufen eine Belastung dann als signifikant ein, wenn sie wesentlich zur Verfehlung des guten Zustands im Wasserkörper führt und sich daraus ein Erfordernis zur Umsetzung von gezielten Maßnahmen ergibt. Janson 1

2 Im Rahmen von Emissionsbetrachtungen bedeutet dies: das Verfehlen der Anforderungen europäischer Richtlinien (Kommunalabwasserrichtlinie 91/271/EWG; IVU Richtlinie 96/61/EWG) zu kommunalen, gewerblichen und industriellen Punktquellen oder die Überschreitung der Bescheidwerte aus wasserrechtlichen Erlaubnissen. Grundsätzlich sind solche Abwassereinleitungen in Schleswig-Holstein nicht vorhanden. Bei Immissionsbetrachtung ist: das Verfehlen von regionalen und überregionalen Bewirtschaftungszielen (insbes. Stickstoff und Phosphor) oder der Zustand bei biologischen oder chemischen Qualitätskomponenten ist schlechter als gut, soweit die vorgenannten Kriterien wesentlich auf stofflichen Belastungen aus Punktquellen beruhen und dadurch die Umweltziele verfehlt werden, ein Hinweis auf Signifikanz. Als wesentlich werden bei den stofflichen Belastungen bezüglich den Bewirtschaftungszielen (z.b. Nährstoffentlastung der Küstengewässer) solche angesehen, die mehr als 20 % Anteil an der Gesamtfracht der Oberflächengewässer einer Planungseinheit haben. In den schleswig-holsteinischen Flussgebietseinheiten beträgt der Anteil der Kläranlagen am Gesamtstickstoffaustrag zwischen 3-11% und am Gesamtphosphoraustrag zwischen 8-13%. Also stellt sich nur noch die Frage, welche Kläranlageneinleitungen sind eine wesentliche (signifikante) Belastung in Bezug auf die Verfehlung des guten biologischen Zustandes (Saprobie) eines Wasserkörpers. Hinweise auf Probleme mit chemischen Qualitätskomponenten infolge von Abwassereinleitungen sind nicht bekannt. PROJEKT ABSCHÄTZUNG DER POTENTIELLEN SIGNIFIKANZ Arbeitsthese Entspricht ein Wasserkörper nicht dem guten Zustand, sind die Kläranlagen im Einzugsgebiet potentiell signifikant, wenn der LAWA-Orientierungswert für NH 4 -N oder BSB 5 nach Vermischung bei MNQ überschritten wird. Ermittlung der Emissionen aus Kläranlagen Die Kläranlagen-Frachten resultieren vorwiegend aus behördlichen Messergebnissen und wurden teilweise mit Bescheid- und Kennwerten ergänzt. Insgesamt wurden 951 kommunale und gewerbliche Kläranlagen betrachtet, die sich auf die Größenklassen (GK) wie folgt verteilen: GK 1 : 662 (davon 123 gewerblich) GK 2 : 181 (davon 6 gewerblich) GK 3 : 30 GK 4 : 46 GK 5 : 6 26 gewerbliche KA ohne Zuordnung Ausgeschlossen wurden Kläranlagen bei Einleitung in Grundwasser, Küstengewässer, Übergangsgewässer und Wasserkörper (WK) ohne Saprobie-Relevanz.

3 Die Ermittlung der Abwassermenge erfolgte über gemessene Jahresabwassermengen (wenn vorhanden) oder über zulässige Jahresschmutzwasser- und Jahresabwassermenge. Die Ermittlung der BSB 5 und NH 4 -N-Konzentration erfolgte ab mindestens 2 behördlichen Überwachungsergebnissen als Mittelwert und bei weniger als 2 behördlichen Überwachungsergebnissen über Kennzahlen aus Daten zum Lagebericht 2004 (differenziert nach Behandlungsverfahren). An jeder Einleitungsstelle wurde eine Aufsummierung aller Belastungen von oberhalb liegenden Kläranlagen vorgenommen. Überprüfung der Orientierungswerte an den Kläranlageneinleitungsstellen Nach der Festlegung gewässertypabhängiger Zielwerte (LAWA-Orientierungswerte) für BSB 5 (4 bzw. 6 mg/l) und NH 4 -N (0,3 mg/l) wurde als kritischer Abfluss das MNQ an den Einleitungsstellen der KA (aus Einzugsgebietsgröße und mittlerer Niedrigwasserabflussspende von 2,5 l/s*km² ) festgelegt. Durch eine Mischungsrechnung an der Einleitungsstelle (für jede einzelne KA und für die addierten Frachten der Oberlieger) wurde die Einhaltung der Orientierungswerte überprüft. Vorbelastungen sowie Abbau und Retention im Gewässer wurden vernachlässigt. Als Zwischenergebnis war festzustellen, dass bezüglich BSB 5 ca. 25 % und NH 4 -N ca. 70 % der Anlagen die Orientierungswerte überschreiten. Überprüfung der Orientierungswerte an Saprobiemessstellen Im Zuge der Priorisierung erfolgte die Verschneidung der Kläranlagen mit Gewässergüteinformationen (Saprobie) nach folgenden Kategorien: Saprobie gut = keine weitere Betrachtung Saprobie nicht relevant = keine weitere Betrachtung (z.b. Marschengewässer) keine Daten = potentielle Signifikanz u. U. möglich (genauere Betrachtung sinnvoll) Saprobie nicht gut = potentielle Signifikanz möglich (genauere Betrachtung erforderlich) Kläranlagen in Einzugsgebieten von Messstellen ohne saprobielle Bewertung wurden im Zuge der Priorisierung hinsichtlich Ihrer weiteren Betrachtung zurückgestellt. Anhaltspunkte für mögliche Problembereiche und ergänzende Messungen könnten ggf. aus dem Ergebnis der Mischungsrechnung an den Kläranlagen-Einleitungsstellen abgeleitet werden. Für Kläranlagen in Einzugsgebieten von Saprobie-Messstellen mit guter Bewertung ist eine Signifikanz aufgrund lokaler Besonderheiten (besondere Anforderungen bzw. Belastungen) nicht auszuschließen. Ihre weitere Betrachtung wurde ebenfalls zurückgestellt. Von einer weiteren Betrachtung wurden die Messstellen ausgeschlossen, die im Oberlauf keine Kläranlagen aufweisen bzw. Kläranlagen aufweisen, bei denen mittels einer Mischrechnung nachgewiesen werden konnte, dass sie für sich betrachtet die NH 4 -N und BSB 5 Orientierungswerte einhalten. Aus 774 Saprobie-Messstellen wurden 71 nicht gut bewertete Messstellen mit relevanten Kläranlagen in den jeweiligen Einzugsgebieten identifiziert. An diesen Saprobie-Messstellen wurde eine neue Mischungsrechnung zur Überprüfung der Einhaltung des Orientierungswertes für NH 4 -N (0,3 mg/l) und für BSB 5 (4 bzw. 6 mg/l) durchgeführt. Auch für diese Mischrechnungen wurde der mittlere Niedrigwasserabfluss als maßgeblich angesehen. Die mittlere Niedrigwasserabflussspende wurde auch hier pauschal mit 2,5 l/s*km² angenommen. Die Kläranlagenfrachten wurden wie beim ersten Schritt im Einzugsgebiet einer Saprobie- Messstelle aufsummiert. Janson 3

4 Es wurde festgestellt, dass (bis auf eine) an allen SaprobieMessstellen der BSB 5 - Orientierungswert eingehalten und der NH 4 -N-Orientierungswert an gut der Hälfte der Messstellen (37) überschritten wird. Im Einzugsgebiet dieser Messstellen befinden sich 110 Kläranlagen, deren Signifikanz unter Berücksichtigung aller Belastungsquellen im nächsten Schritt zu überprüfen wäre. Als Leitwert ist für weitere Betrachtungen die Einhaltung des NH 4 -N-Orientierungswertes 0,3 mg/l ausreichend. Abbildung 1. Ausschnitt aus Ergebniskarte potentiell signifikante Kläranlagen (LLUR 2009) Monitoring Die Messung der chemisch-physikalischen Gewässerparameter sollte möglichst bei Modellbedingungen (MNQ) im Sommer und Winter an den 37 relevanten Saprobiemessstellen erfolgen. Zeitnah ist eine Probenahme an den 110 Kläranlagen im Einzugsgebiet durchzuführen. Im Juli 2010 wurden 5 Überschreitungen des NH 4 -N-Orientierungswertes (0,3 mg/l) festgestellt. Die Werte lagen zwischen 0,61 und 3,72 mg/l bei Sauerstoffsättigungen zwischen 45 und 70 %. Die ph-werte waren im Normalbereich (7.2 7,8). Die Probenahmen fanden annähernd bei mittleren Niedrigwasserabflüssen statt (MNQ). Im Februar 2011 wurde an 19 Messstellen der NH 4 -N-Orientierungswert überschritten (0,32 2,11). Die Sauerstoffsättigungen lagen zwischen 75 und 124 % bei unauffälligen ph-werten. Der Abfluss während der Probenahme entsprach etwa dem MQ. Alle 10 Kläranlagen im Einzugsgebiet der 5 im Sommermonitoring 2010 auffälligen Messstellen kommen in ein anlagenbezogenes Monitoring zu Ermittlungszwecken. Dies beinhaltet 12 Messungen (eine pro Monat) über ein Jahr an 3-4 Messpunkten pro Kläranlage (oberhalb KA, KA-Ablauf, unterhalb KA, Saprobiemessstelle).

5 Signifikante Kläranlagen in Seen-Einzugsgebieten Nach Aktualisierung der Abwasserdaten durch die UWB`n wurden 6 Seen mit einer P- Belastung durch Abwasser (Kläranlagen und Kleinkläranlagen) vom mehr als 20% identifiziert. Durch Anschluss von Kleinkläranlagen an die zentrale Ortsentwässserung wird sich die Situation am Hemmelsdorfer See und Brahmsee erheblich verbessern. Durch Verlegung der Einleitungsstelle der KA Holtsee in Richtung NOK wird der Wittensee grundlegend entlastet (restlicher P-Anteil aus Abwasser 8 %). Ein Monitoring analog zu den Fließgewässern ist nicht vorgesehen. Durch eine Verbesserung der Datenlage soll eine genauere Beurteilungsgrundlage für den abwasserbürtigen P-Anteil geschaffen werden. Zusätzlich sollen Reduktionspotentiale auf den Kläranlagen ermittelt werden. WEITERES VORGEHEN UND AUSBLICK Weitergabe der Monitoringdaten an die beteiligten Unteren Wasserbehörden Besprechung mit den UWB, die Kläranlagen im Monitoring zu Ermittlungszwecken haben Festlegung der Messpunkte in Ortsterminen Schulung der Probenehmer (Abflussmessung, Abwasserprobenahme und mengenermittlung) Information der Kläranlagenbetreiber über das Sondermessprogramm Berücksichtigung aktueller Saprobie-Ergebnissse (Neubewertung der potentiellen Signifikanz von Kläranlagen im jeweiligen EZG) Entscheidung bzgl. der Signifikanz der KA-Einleitung und Festlegung der anzuordnenden Auflage hinsichtlich der künftigen Reinigungsleistung der KA sonstige Maßnahmenvorschläge im Einzugsgebiet zusammenstellen und deren Umsetzung vorantreiben Janson 5