I ntegrierte W asserw irtschaft statt end of the pipe brauchen w ir eine vierte Reinigungsstufe?

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1 I ntegrierte W asserw irtschaft statt end of the pipe brauchen w ir eine vierte Reinigungsstufe? Dr. Jochen Stem plew ski Präsident der Allianz der öffentlichen W asserw irtschaft 7. Mai München 1

2 Spurenstoffe: Dauerbrenner in den Medien

3 Legionellen und Spurenstoffe haben nichts miteinander zu tun Keime auf Kläranlagen haben nichts mit Spurenstoffen zu tun und können durch sogenannte 4. Reinigungsstufe nicht behandelt werden

4 Spurenstoffe allgegenwärtig 50 Millionen Chemikalien sind registriert ca gelten als potentiell umweltgefährdend Arzneiwirkstoffe und t/a Veterinärpharmaka sind im Umlauf - rd. 180 sind zur Zeit analytisch im Wasser nachweisbar Viele Spurenstoffe im Gewässer können erst seit den letzten Jahren durch neu entwickelte Analysemethoden festgestellt werden (Konzentrationen im Bereich Nanogramm bis Mikrogramm = 1 Milliardstel bis 1 Millionstel Gramm) 4

5 Milliarden geben wir jährlich für Arzneimittel aus 2012: Ausgaben für Arzneimittel ca. 29 Mrd. Wie viel wird für die Untersuchung der Umweltwirkungen ausgegeben? 5

6 Was wir beachten müssen: Die Lebenserwartung steigt Der Medikamentenkonsum nimmt mit dem Lebensalter zu Immer mehr Arzneimittel sind ohne Rezeptpflicht (neue Versandwege) erhältlich Die Menge der eingenommenen und später ausgeschiedenen Medikamente steigt 6

7 Schmerzmittelmarkt in Deutschland Umsatz ausgewählter Wirkstoffe

8 Beispiel eines beliebten Schmerzmittels Diclofenac Rund 90 Tonnen des Schmerzmittels werden jährlich in Deutschland verbraucht Rund 70% des Wirkstoffes verlassen den Körper wieder auf natürlichem Wege und gelangen dabei ins Abwasser Tonnenweise Diclofenac gelangen insbes. über Duschwasser aber auch Urin in den Wasserkreislauf 8

9 Spurenstoffe auch ein politisches Thema Die EU hat 3 Arzneimittel auf die Beobachtungsliste als evtl. prioritäre Stoffe gesetzt. Die Mitgliedstaaten müssen diese in ihren Gewässern untersuchen und darüber berichten: Schmerzmittel Diclofenac künstliches Hormon Ethinylestradiol natürliches Hormon Estradiol Diskussionen in einzelnen Bundesländern in unterschiedlichem Umfang (z.b. in NRW und Baden- Württemberg) über den Umgang mit Medikamentenresten im Wasser und mögliche Reduzierungsmaßnahmen 9

10 Erlass des NRW-Umweltministeriums: Machbarkeitsstudie für die Minimierung des Eintrags von Spurenstoffen Neue Forderungen an Kläranlagenbetreiber für die Einleitungserlaubnis: 1. Monitoring auf Spurenstoffe 2. Machbarkeitsstudie Erhebliche Folgewirkungen ist die Vorgehensweise die richtige? Ohne Machbarkeitsstudie zukünftig keine Einleitungserlaubnis für Kläranlagen Nicht Hersteller oder Nutzer von Produkten mit Mikroschadstoffe im Fokus, sondern: Betreiber von Kläranlagen und Kanalnetzen, also die Einleitungsstelle in das Gewässer, end of pipe Machbarkeitsstudie soll als Maßnahme der WRRL im Bewirtschaftungsplan NRW verankert und somit für Behörden verbindlich werden

11 Erlass des NRW-Umweltministeriums: Machbarkeitsstudie für die Minimierung des Eintrags von Spurenstoffen Arbeitsgemeinschaft der Wasserwirtschaftsverbände (agw): Gutachten zur rechtlichen Prüfung Gibt es eine Rechtsgrundlage dafür, die Erteilung einer Einleitungserlaubnis an das Vorliegen solch einer Machbarkeitsstudie zu koppeln? Auch der Deutsche Städtetag sieht dies kritisch

12 Erlass des NRW-Umweltministeriums: Machbarkeitsstudie für die Minimierung des Eintrags von Spurenstoffen Gutachten zur Machbarkeitsstudie von Prof. Durner (Uni Bonn): Der Gutachter macht erhebliche rechtliche Bedenken gegen das Vorgehen des Landes geltend Erlass birgt Gefahr von zusätzlichem Aufwand und erheblichen Kosten (30% und mehr)

13 Spurenstoffe nehmen viele Wege alle Pfade kritisch betrachten Regenwasserkanäle Schifffahrt Straßen Pflanzenschutz Mischwasserüberläufe Tierhaltung Bahntrassen Kommunale Kläranlage Mikroplastik Industriekläranlage

14 Ein neues Thema: Mikroplastik im Wasser und Abwasser Kunststoffteile in Umwelt und Wasser nachgewiesen Geringe Mengen auch in Lebensmitteln vorhanden (Honig, Fisch, Milch) Genaue Eintragspfade noch nicht erforscht Teile aus Kosmetik- und Hygieneprodukten, Ansatz beim Verursacher: Unilever, Beiersdorf (bis 2015) und Procter & Gamble (2017) erklären Verzicht des Einsatzes dieser Stoffe 14

15 W eitere Gew ässerbelastungen Nitratbelastung der Gew ässer und des Grundw assers 15

16 W eitere Gew ässerbelastungen Belastung des Grundw assers durch den Kali- Abbau 16

17 W asserqualität: Die deutsche W asserw irtschaft hat viel erreicht die Oberflächengew ässer Flüsse und Seen sind erheblich sauberer gew orden in vielen Seen kann w ieder gebadet w erden ( i.d.r. sehr gute Badegew ässerqualität, z. B. NRW ) 9 7 % des Abw assers w ird nach dem höchsten EU- Standard gereinigt EU- Abw asserrichtlinie w ird in Deutschland erfüllt 10128_R_K_by_Henry Klingberg_pixelio.de Das deutsche Trinkw asser hat eine hohe Qualität 17

18 Beispiel: Nährstoffeinträge in die Gewässer ( ) Quelle +10% Stickstoff (2007: t) Phosphor (2007: 492 t) -10% -31% -26% % der Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft (BMU & UBA 2010) Deutliche Abnahme der Nährstoffeinträge aus Kläranlagen

19 Alles nur Panikmache? Bisher zum Teil keine gesicherten Kenntnisse über die Wirkung auf Menschen oder andere Organismen Für viele Stoffe existieren noch keine Grenz- oder Zielwerte Es gibt erheblichen Klärungsund Forschungsbedarf Trotzdem beschäftigen wir uns nach dem Vorsorgegrundsatz mit dem Thema.ein Beispiel aus der Praxis: 19

20 Spurenstoffe in der Praxis Vorgehensweise und Handlungsoptionen eines großen Wasserwirtschaftsverbandes Wir bewirtschaften die natürlichen Flussgebiete von Emscher und Lippe Wir arbeiten rund um den Wasserkreislauf Wir sind gemeinsam der größte Abwasserentsorger in der BRD Wir sind Wasserwirtschaftsunternehmen in Form von Körperschaften des öffentlichen Rechts Wir bilden ein Gemeinschaftsunternehmen (Verwaltungsgemeinschaft) seit fast 100 Jahren 20

21 Unser Einzugsgebiet Wasserlauf Coesfeld Entwässerungspumpwerk Verbandsgebiet Kläranlage Dülmen Borken Lüdinghausen Haltern Dorsten Wesel Werne Datteln Lünen Dinslaken Duisburg Essen Mülheim CastropRauxel Bochum Unna Soest Werl Dortmund Holzwickede Emscher Witten Lippeverband Genossenschaftsgebiet Bönen Kamen Bottrop Lippe Bergkamen Recklinghausen Gelsenkirchen Lippborg Hamm Marl Oberhausen Ahlen Drensteinfurt Emschergenossenschaft Gebiet (km²) Einwohner (Mio.) Einwohner/ km² , ,

22 Unsere Aufgabe: Integriertes Handeln rund um den Wasserkreislauf Regenwassermanagement Reststoffentsorgung Wasserabfluss Gewässerunterhaltung Hochwasserschutz Renaturierung Abwasserbeseitigung Grundwasserbewirtschaftung Polderbewirtschaftung 22

23 Spurenstoffe: Wir setzen uns aktiv mit technischen Verfahren auseinander! Dülmen Kläranlage Dülmen (Baubeginn 2014) PAK Dinslaken Hünxe Gelsenkirchen Bad Sassendorf Kläranlage Bad Sassendorf (2009) O3 Technikum auf Kläranlage Emschermündung Kläranlage Hünxe MBR MBR Marienhospital Gelsenkirchen (2011) O3 PAK (NF, RO, PAK, GAK, O3) MBR = Membranfiltration, O3 = Ozonierung, PAK = Pulveraktivkohle, GAK = granulierte Aktivkohle, NF = Nanofiltration, RO = Umkehrosmose 23

24 Spurenstoffe: Leistungsfähigkeit unserer Kläranlagen Elimination von 79 Spurenstoffen inkl. Arzneimittel (ausgewählte Kläranlagen) Mittlere Elimination von 79 Spurenstoffen um 65 bis > 80 % KA Dülmen Konventionell KA DO-Scharnhorst Konventionell 0% 20% 40% 60% 80% 100% eliminiert nicht eliminiert Schon heute werden viele Spurenstoffe auf unseren Kläranlagen eliminiert! 24

25 Spurenstoffe: Leistungsfähigkeit unserer Kläranlagen Elimination von 79 Spurenstoffen inkl. Arzneimittel (ausgewählte Kläranlagen) Mittlere Elimination von 79 Spurenstoffen um 65 bis > 80 % KA Dülmen KA DO-Scharnhorst KA Hünxe KA Bad Sassendorf Konventionell Konventionell Membran Ozonierung 0% 20% 40% 60% 80% 100% eliminiert nicht eliminiert Schon heute werden viele Spurenstoffe auf unseren Kläranlagen eliminiert! 25

26 Kein Königsweg bei der Entfernung von Spurenstoffen KA Hünxe: Membrananlage KA Bad Sassendorf: Ozonierung 100% 100% Eliminationsraten 80% 60% 40% 20% 80% 60% 40% 20% 0% 0% 26

27 Fazit unserer begleitenden Untersuchungen von 30 Spurenstoffen z.b.: Schmerzmittel (Ibuprofen, Naproxen, Diclofenac), Psychopharmaka (Carbamazepin), Antibiotika (Clarithromycin Sulfamethoxazol), Röntgenkontrastmittel (Iopamidol, Iohexol, Iopromid) Hohe Reduktionsrate von vielen Spurenstoffen in konventionellen Kläranlage Keine vollständige Elimination von Spurenstoffen auch mit Ozon und Aktivkohle 27

28 Neue Verfahren brauchen viel Energie Zielkonflikt: Elimination von Spurenstoffen vs. Einsparung von Energie Finanzen Energiever brauch CO2- Einsparung? 28

29 Neue Verfahren brauchen viel Energie Zielkonflikt: Elimination von Spurenstoffen vs. Einsparung von Energie Finanzen Energiever brauch CO2- Einsparung? 29

30 Neue Verfahren brauchen viel Energie Zielkonflikt: Elimination von Spurenstoffen vs. Einsparung von Energie Finanzen Energiever brauch CO2- Einsparung? 30

31 Alles nur Panikmache? Restloses Entfernen aller Spurenstoffe ist kein realistisches Ziel Abwägung zwischen Nutzen (Lebensqualität) und Schaden (Gefährdung von Mensch und Umwelt) Vom Menschen eingebrachte gefährliche Stoffe sind zu vermeiden bzw. soweit zu reduzieren, dass sie weitgehend unkritisch sind 31

32 Was ist zu tun? Wir machen unsere Hausaufgaben und testen neue Technologien Die pauschale Forderung nach einer 4. Reinigungsstufe für alle Kläranlagen ist nicht sinnvoll und nicht gerechtfertigt! Die Verantwortung darf nicht den kommunal-öffentlichen Trägern der Abwasserreinigung in die Schuhe geschoben werden nach dem Motto das ist politisch am leichtesten durchsetzbar! 32

33 Deshalb: den Spurenstoffen auf die Spur kommen Die Abwasserreinigung ist nicht die Quelle/Ursache des Problems sie kann einen Beitrag zur Lösung beisteuern Maßnahmen auf Kläranlagen greifen erst am Ende des Weges von Medikamenten ( end-of-pipe ) Die anderen Akteure und Verantwortlichen (Pharmaindustrie, gewerblich-industrielle Unternehmen etc.) können nicht aus der Verantwortung entlassen werden Die Betrachtung des gesamten Stoff-Lebenszyklus ist deshalb erforderlich 33

34 Die Reduzierung der Spurenstoffe eine Gemeinschaftsaufgabe Der gesamte Lebenszyklus der Spurenstoffe ist zu betrachten: Produktion Verbrauch Entsorgung Nicht nur das Ende der Kette auf der Kläranlage ( end-of-pipe ) 34

35 Den Spurenstoffen auf der Spur in Dülmen 35

36 Den Spurenstoffen auf der Spur in Dülmen weil hier die Randbedingungen stimmen Gut abgrenzbare wasserwirtschaftliche Verhältnisse Mikrokosmos Besondere Lage in einem Trinkwasserschutzgebiet Große Kooperationsbereitschaft der Stadt und der städtischen Institutionen (Projektbeirat mit wichtigen Akteuren in Dülmen) Abwasserbehandlung über eine Kläranlage mit guten Rahmenbedingungen für eine Nachrüstung (Filtration) 36

37 Den Spurenstoffen auf der Spur ein ganzheitlicher Ansatz Einbeziehung von Ärzten, Apothekern, Krankenhäusern, Schulen, Verbrauchern usw. Tiberbach Kläranlage Dülmen Messung Konzentration der Einleitungen an Kläranlage und Gewässer Nachrüstung Aktivkohlestufe auf der Kläranlage

38 Den Spurenstoffen auf der Spur in Dülmen Bau einer Aktivkohlestufe auf der Kläranlage Dülmen (3,8 Mio., inkl. Förderung: Land 70%, EU 25%) 38

39 Haushaltsbefragung in Dülmen zum Umgang mit Medikamenten Was sagen die Dülmener Bürger und Bürgerinnen? Gewässerschutz ist wichtig Mehrheit entsorgt Medikamentenreste nicht über die Toilette, aber Handlungspotential ist vorhanden (rd. 10% der befragten entsorgen flüssige Reste über die Toilette oder Spüle) Schmerzstillende Mittel werden am meisten verwendet Kompetenz der Ärzte und Apotheker wird von den meisten gern angenommen 39

40 Haushaltsbefragung in Dülmen zum Umgang mit Medikamenten Was sagen die Dülmener Bürger und Bürgerinnen? Schmerzstillenden Mittel werden am häufigsten erwähnt. 40

41 Was messen wir im Abwasser? Maximale Konzentrationen in µg/l Salicylsäure Ibuprofen Diclofenac Ca. 88 Arzneiwirkstoffe gemessen, Ergebnisse noch zu validieren Unter den Top 10 u.a.: Röntgenkontrastmittel (Iopamidol, Iopromid, Amidotrizoesäure) Schmerzmittel (Salicylsäure, Ibuprofen, Diclofenac, Naproxen) Antibiotika (Sulfamethoxazol, Sulfapyridin) Lipidsenker (Bezafibrat) 5 0 Abwasser Kläranlagenablauf 41

42 Haushaltsbefragung in Dülmen zum Umgang mit Medikamenten Was sagen die Dülmener Bürger und Bürgerinnen? Ansatzpunkte zur Verminderung von Medikamentenresten in Gewässern Menschliche Verhaltensänderung Technische Nachrüstung der Kläranlagen 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% überhaupt nicht wichtig eher nicht wichtig eher wichtig sehr wichtig 42

43 Den Spurenstoffen auf der Spur in Dülmen hier: Apotheken und Schulen Fortbildungsseminar für Ärzte und Apotheker, 20. Mai 2014 Dülmener Wasserlauf, Sept 2014 Schulen beschäftigen sich in AG en mit dem Thema 43

44 Schulen und Jugendgruppen sind gute Multiplikatoren! 44

45 Gewässer ganzheitlich betrachten im Sinne der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie 9. Erwägungsgrund der WRRL: Es ist erforderlich, eine integrierte Wasserpolitik der Gemeinschaft zu entwickeln. Wir meinen: Integrale Zustandsanalyse der Gewässersysteme statt isolierter Betrachtung der Spurenstoffe und einer einseitigen Machbarkeitsstudie Der ganzheitlichen Philosophie der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie folgen! 45

46 Alle Einflussgrößen im Gewässersystem ermitteln Fakt: Haupt- Stressor für Fließgewässer: die Gewässerstrukturqualität Naturferne Gewässermorphologie Saprobielle oder Nährstoff-Belastung

47 Gewässer integral analysieren im Sinne der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie Sektorale Gewässeranalyse Eine lokale Messstelle Eine Einflussgröße (z. B. eine Kläranlage) Ein Parameter/eine P.-gruppe (z. B. ein Stoff/ die Spurenstoffe ) Isolierte Grenzwertbetrachtung Integrale Gewässeranalyse Gesamtes Einzugsgebiet, bis zu den Quellen Viele/alle Einflussgrößen (z. B. Siedlung, Landwirtschaft, Gewässerstrukturen ) Biologische, chemische, hydromorphologische Indikatoren Gesamtbetrachtung ökol. Zustand

48 Gewässer integral entwickeln im Sinne der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie Sektorale Gewässerentwicklung Aufstellung lokale Einzelmaßnahme zum Abstellen eines lokalen Problems (z. B. einer Grenzwertüberschreitung) Durchführung der Maßnahme Ziel: Verbesserung eines Einzelproblems, z. B. Abstellen der Überschreitung eines Grenzwertes Integrale Gewässerentwicklung Aufstellung von potenziell möglichen Maßnahmen zur ökol. Entwicklung des Flussgebietes Priorisierung von Maßnahmen nach - ökologischer Effizienz - Kosten-Nutzen-Abwägung Festlegung der Maßnahmen bei Unsicherheit über Zielerreichung Durchführung von no regret- Maßnahmen (z. B. Strukturgüteverbesserung) Ziel: Erreichung des guten ökologischen Zustandes/Potenzials im Gewässersystem

49 Gewässer naturnah entwickeln: Wichtiger Beitrag zur Nährstoffreduzierung und Schadstoffelimination Naturnahe Fließgewässer haben hohe Selbstreinigungsleistung ( Nieren der Landschaft ) Intakte Auen filtern Nährstoffe und Schadstoffe, tragen zu deren Abbau bei Uferbewuchs verhindert Nährstoffeinträge durch Erosion Flüsse halten t Stickstoff und t Phosphor pro Jahr zurück Auen- und Ufervegetation bindet Schadstoffe

50 Den gestörten Wasserkreislauf stärken durch dezentrales Regenwassermanagement Regen: statt Straße und Kanal ins Gewässer

51 Unser Ziel: nachhaltige Vermeidung und Reduzierung von Spurenstoffen an der Quelle 51

52 Die Schweiz ein Vorbild? 100 von 700 Kläranlagen erhalten zusätzliche Reinigungsstufe Betrifft 62% der Abwässer in der CH: große Kläranlagen Kläranlagen im Einzugsgebiet von Seen (Trinkwassergewinnung) Kläranlagen, die in kleine und mittlere Gewässer einleiten Investitionsbedarf von 1,2 Milliarden CHF 75% über die Gewässerabgabe 25% der Kosten tragen alle Einwohner der Schweiz Langjährige Realisierung und Finanzierung (bis 2040) Breiter politischer Diskurs auf allen parlamentarischen Ebenen 52

53 Fazit Wir benötigen noch mehr Erkenntnisse/ Informationen über Eintragspfade und Wirkungszusammenhänge der Spurenstoffe Die Wasserwirtschaft ist nicht Verursacher des Problems sie kann aber Teil der Lösung sein Der vollständige Lebenszyklus der Stoffe muss betrachtet werden (Produktion Gebrauch / Konsum Entsorgung) Es gibt kein technisches Patentrezept zur Lösung des Problems Die Forderung nach flächendeckender Einführung einer 4. Reinigungsstufe ist nach heutigem Kenntnisstand nicht sinnvoll Wir sollten einen breiten politischen und gesellschaftlichen Diskurs über Risiken, Kosten usw. führen (Schweiz) 53