Ermittlung von Hintergrundkonzentrationen in Grenzgewässern · April 2017 | Referat...

1 | 04. Dezember 2014 | Kerstin Jenemann

Eröffnungsveranstaltung – Vita-Min

Ermittlung von

Hintergrundkonzentrationen in Grenzgewässern

Freiberger Mulde

bei Nossen

Foto: Rohde

2 | 06. April 2017 | Referat Oberflächenwasser, Wasserrahmenrichtlinie Sylvia Rohde

Ermittlung von

Hintergrundkonzentrationen

Veranlassung

❙ Zahlreiche Überschreitung

von Umweltqualitätsnormen für Schwermetalle und Arsen

❙ Ursachen

❙ Anthropogene Belastungen

❙ Aber auch

Geogene Besonderheiten,

die nicht saniert werden sollen

und können

Ziel

❙ Realistische Bewertung

der Belastungen


Rechtliche Grundlagen

❙ Die Regelung geht auf die und Anhang I Teil B Nr. 3a der Richtlinie

2008/105/EG über Umweltqualitätsnormen im Bereich der Wasserpolitik

zurück, die besagt:

Die Mitgliedsstaaten können bei der Beurteilung der

Überwachungsergebnisse anhand der Umweltqualitätsnormen folgende

Faktoren berücksichtigen:

a) natürliche Hintergrundkonzentrationen von Metallen und ihren

Verbindungen, wenn diese die Einhaltung der Umweltqualitätsnorm

verhindern …

❙ Oberflächengewässerverordnung – OGewV vom 20. Juli 2016

Anlage 9 Nr. 3.3

Ist für Schadstoffe nach Anlage 6 oder 8 die natürlichen Hintergrund-

konzentration im zu beurteilenden Oberflächenwasserkörper größer als

die Umweltqualitätsnorm, so legt die zuständige Behörde eine abweichende

Umweltqualitätsnorm unter Berücksichtigung der Hintergrundkonzentration für

diesen Oberflächenflächenwasserkörper fest.


Technische Anleitung zur

Oberflächengewässerverordnung

❙ Definition

❙ Die natürliche Hintergrundkonzentration (HGK) für Metalle/ Halbmetalle

beschreibt einen Zustand, der frei von anthropogenen Belastungen ist.

❙ Anwendung

❙ Die JD-UQN in Regionen mit geogen bedingten Überschreitungen wird

auf das 90-Perzentil der im Einzugsgebiet vorkommenden Werte

festgelegt, wobei anthropogen beeinflusste Messpunkte auszuschließen

sind.

❙ Nordrhein-Westfalen (NW), Sachsen (SN), Sachsen-Anhalt (ST) und

Thüringen (TH) haben in vertiefenden Untersuchungen, … ergänzende,

hochauflösende Datensätze erarbeitet und regionalspezifische Hinter-

grundkonzentrationen hergeleitet.


Quellen

von Schwermetallbelastungen

Lithogen Chalkogen

Anthropogen Geogen

Bergbau

(Altbergbau)

punktuell ?

diffus ?

Pedogen

Wasser

Schweb

Sediment

Quelle: TU Bergakademie Freiberg

Institut für Mineralogie


Lithogene Komponente

Granit Glimmerschiefer Phyllit Gneise

Zwickauer Mulde Schwarzwasser Freiberger Mulde


7 | 06. April 2017 | Referat Oberflächenwasser, Wasserrahmenrichtlinie Sylvia Rohde | 16.03.2011 | Referat Oberflächen- und Grundwasser; Fr.

Rohde

7

Chem

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Glauchau

Schneeberg

Flöha

Schwarzenberg

Johanngeorgenstadt

Annaberg-Buchholz

Marienberg

Zwickau

Chemnitz

Freiberg

Ag Co Ni

U As Co

Ag Co U

U Zn Sn

Fe

Ag Co U

Ag U Sn

Ag Pb Zn As Cd

Sn W

Fe Mn Sn

km

20151050

Erzgebirgische Mineralisationen und

Bergbaureviere

im oberen/mittleren Einzugsgebiet

der Mulde

TU Bergakademie FreibergInstitut für Mineralogie

Fluorit -Quarz-Assoziation

Hämatit-Baryt-Assoziation

Karbonat-Antimonit-Assoziation

Karbonat-Antimonit/ Quarz-A rsenid-A ssozia tion

Karbonat-Sulfid-Assoziation

Kassiterit-Sulfid-Assoziation

Quarz-Hämatit-Assoziation

Quarz-S ulf id-Assoziation

Quarz-Wo lframit-Assoziation

Zwic

kauer

Mulde

Fre

iberger Mulde

Baryt-Fluorit-Assoziation

N

chalkogen


Aufbereitung/

Verhüttung

Pochwerke

Wäschen

Spülsandhalden

Hütten

Schlackenhalden

Hüttenrauch

Spülhalde in Ehrenfriedersdorf (vor Sanierungsbeginn)

Foto: A. Greif

Anthropogen Chalkogen Bergbau – Aufbereitung - Verhüttung

Bergbau

Gruben

Schächte

Stolln

Bergehalden

Pingen

punktuelle und diffuse Quellen

Amalgamierwerk Halsbrücke (JOBST u. a. 1993)

Erze



Wie werden regionale

Hintergrundkonzentrationen abgeleitet?

Vorgehensweise

(1) Ermittlung der Einzugsgebiete (Oberflächenwasserkörper - OWK),

für die aufgrund der geologischen/ lagerstättenkundlichen Gegebenheiten mit

umweltrelevanten geogenen Belastungen zu rechnen ist,

❙ Von 646 OWK werden für mindestens 280 OWK HGW erforderlich

(2) Aufnahme der geologischen / lagerstättenkundlichen Situation in den

ausgewählten Gebieten zur Abschätzung der zu erwartenden Elementpalette

(3) Prüfung des primären (bewertungsrelevanten) Datenbestandes von

Wässern und Sedimenten und Einschätzung des geochemischen Inventars


Vorgehensweise

(4) Prüfung des sekundären bzw. Meta-Datenbestandes Bachsedimenten,

Gesteinen und Böden zur Einschätzung des geochemischen Inventars

(5) Prüfung des Vorkommens und der Art von Mineralisationen und

Lagerstätten sowie ihrer Auswirkungen auf das Gewässersystem

(ggf. Altbergbauanalyse)

❙ ca. 900 Stollen in Sachsen

❙ 54 bedeutende wasserlösende Stollen; für 44 liegen Frachtangaben vor


(6) Ausgleich von Datendefiziten durch Neubeprobungen unter Berücksichtigung der geogenen Gegebenheiten und der Methodik der vorhandenen Datenerhebungen

(7) Ableitung von regionalen (GEBKZ) bzw. lokalen (OWK bzw. OWK Gruppen) Hintergrundkonzentrationen für Teileinzugsgebiete in der wässrigen Phase (gelöst und gesamt) und im schwebstoffbürtigen Sediment

Bach am Teichtellerweg

Hirschbach

Bach am Brettellenweg

Höllengrundbächel

Grundbächel

Nassauer Dorfbach

Steinbach

Roter Fluß

Bach am Trostgrundweg

Bach am Klötzerberg

Clausnitzer Dorfbach

Rachel

Bach vom Bad Mulda

FM23HO

FM1

FM2

FM3

FM4

FM5FM6

FM7

FM8FM9

GimmlitzTsp.

Lichtenberg

Schieferleithebach

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Hilbersdorfer Bach

Bobritzsch

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THG

Chemnitzbach

Voigtsdorfer Bach

Zethaubach

Helbigsdorfer Bach

Weigmannsdorfer Bach

Bach vom

Weicheltsteich

VGS, HSU

Münzbach

Goldbach

Fischbach

Kleinwaltersdorfer Bach

Bach von Großvoigtsberg

Fre

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FM24

FM12OB BO11SL

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1

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8

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9

Vorgehensweise


Hintergrundkonzentrationen

12


Ergebnisse

Beispiel Freiberger Mulde

Quellbereich Beginn des

FB-Reviers

Ende des FB-

Reviers Regionale

HGK (P90)

D

Katzenstein Mulden-

hütten Obergruna HGK (P90)

OWK FM1 FM2 FM3

UQN=

40 As mg/Kg 71 195 530 160 21,7

UQN=

0,08-0,25

Cd µg/L

0,288 0,55 4,5 0,85 0,124


❙ Vorstudien seit 2004

❙ 2007 – 2009 Forschungsvorhaben

❙ Entwicklung der Methodik

❙ Freiberger- und Zwickauer Mulde

❙ 2009 Weißeritz

❙ 2010 Müglitz

❙ 2012 Grenzgewässer, die eigene Oberflächenwasserkörper bilden

❙ Fortschreibung der Methodik

❙ 2013 Zschopau, Flöha, Einzugsgebiet Zwickauer Mulde

❙ 2014 Abschätzung für Spree und Schwarze Elster

Übersicht

Sächsische Studien zur Ermittlung von HGK


Problematik im Grenzgewässerbereich

❙ Bei den untersuchten Einzugsgebieten handelt sich häufig um Gebiete, die

sich zu mehr als der Hälfte auf tschechischem Territorium befinden.

❙ Aus diesen Gebieten können ebenfalls Einflüsse bergbaurelevanter Elemente

aus Mineralisationen und ggf. Bergbauaktivitäten stammen, wie am

Grenzübertritt mehrerer Gewässer beobachtet werden kann.

❙ Daher sind äquivalente Untersuchungen auf tschechischem Gebiet sehr

wünschenswert. Ohne die genaue Herkunft der Elementanreicherungen zu

kennen, sind Aussagen zum Background nicht möglich.

❙ Derzeit kann nur die Annahme getroffen werden, dass die

grenzüberschreitenden Gewässer mit ihren Input als „gegeben geogen“

definiert werden.


Aufgaben im Projekt

❙ Vervollständigung der Untersuchungen im Grenzgewässerbereich

❙ Analytische Untersuchungen für Metalle, die in Deutschland und

Tschechien geregelte sind sowohl in der wässrigen Phase als auch im

Schwebstoff

❙ Analytische Herausforderung für Silber aufgrund der niedrigen UQN in

Deutschland

❙ Erstellung bzw. Überprüfung der fachlichen Grundlagen

❙ Vorgabe: mindestens 20 Untersuchungen zur Bestimmung

des 90 Perzentils

❙ möglichst einheitlich für beide Länder

❙ Synergieeffekten

zu den Schwellenwerten im Grundwasser


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Annaberger Bergaltar

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/9/9e/Annaberger_Bergaltar.jpg

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