Kurzzusammenfassung Meilenstein 2-1...Entwicklung eines Stoffflussmodells und Leitfadens zur...

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Entwicklung eines Stoffflussmodells und Leitfadens zur Emissionsminderung von Mikroschadstoffen im Hinblick auf die Gewässerqualität Kurzzusammenfassung Meilenstein 2-1 (Datenauswertung zum Eintrag von prioritären und prioritär gefährlichen Stoffen – Auswahl der zu betrachtenden Substanzen) Verantwortlicher Partner: Institut für Siedlungswasserwirtschaft, AG Abwasserbehandlung Beteiligte Partner: Institut für Wasserchemie Forschungsverbund Public Health Sachsen Institut für Siedlungswasserwirtschaft, AG Siedlungsentwässerung Hintergrund und Zielstellung Die Auswahl der im Projekt „MikroModell“ zu betrachtenden Substanzen erfolgte anhand der Referenzgebiete und der zugehörigen Kläranlagen von Chemnitz, Dresden und Plauen bzw. deren Vorfluter (vgl. Abbildung 1). Diese Stoffliste bildet die Grundlage für das chemische und hydrobiologische Monitoring an den drei Standorten. Zudem bietet sie die Möglichkeit eine gezielte ökonomische und rechtliche Betrachtung hinsichtlich einzelner Stoffe bzw. relevanter Stoffgruppen durchzuführen. Die Einordnung der ausgewählten Substanzen in Stoffgruppen dient zudem der Auswahl von Hauptemittenten prioritärer und prioritär gefährlicher Stoffe. Mit diesen Informationen können unter Zuhilfenahme der Indirekteinleiterkataster gezielt wesentliche Einzelemittenten in den jeweiligen Einzugsgebieten ermittelt werden. Dies ermöglicht eine Bewertung von potentiellen Vermeidungs- oder Verminderungsmaßnahmen an der Quelle. Nicht zuletzt kann die Wirksamkeitsprüfung einer 4. Reinigungsstufe anhand der relevanten Parameter durchgeführt werden. Abbildung 1: Lage der Messstellen (grün) und Kläranlagen (rot) von Chemnitz, Dresden und Plauen

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  • Entwicklung eines Stoffflussmodells und Leitfadens zur Emissionsminderung von Mikroschadstoffen im Hinblick auf die Gewässerqualität

    Kurzzusammenfassung Meilenstein 2-1 (Datenauswertung zum Eintrag von prioritären und prioritär gefährlichen Stoffen – Auswahl der zu betrachtenden Substanzen) Verantwortlicher Partner: Institut für Siedlungswasserwirtschaft, AG

    Abwasserbehandlung Beteiligte Partner: Institut für Wasserchemie Forschungsverbund Public Health Sachsen

    Institut für Siedlungswasserwirtschaft, AG Siedlungsentwässerung

    Hintergrund und Zielstellung

    Die Auswahl der im Projekt „MikroModell“ zu betrachtenden Substanzen erfolgte anhand der Referenzgebiete und der zugehörigen Kläranlagen von Chemnitz, Dresden und Plauen bzw. deren Vorfluter (vgl. Abbildung 1). Diese Stoffliste bildet die Grundlage für das chemische und hydrobiologische Monitoring an den drei Standorten. Zudem bietet sie die Möglichkeit eine gezielte ökonomische und rechtliche Betrachtung hinsichtlich einzelner Stoffe bzw. relevanter Stoffgruppen durchzuführen. Die Einordnung der ausgewählten Substanzen in Stoffgruppen dient zudem der Auswahl von Hauptemittenten prioritärer und prioritär gefährlicher Stoffe. Mit diesen Informationen können unter Zuhilfenahme der Indirekteinleiterkataster gezielt wesentliche Einzelemittenten in den jeweiligen Einzugsgebieten ermittelt werden. Dies ermöglicht eine Bewertung von potentiellen Vermeidungs- oder Verminderungsmaßnahmen an der Quelle. Nicht zuletzt kann die Wirksamkeitsprüfung einer 4. Reinigungsstufe anhand der relevanten Parameter durchgeführt werden.

    Abbildung 1: Lage der Messstellen (grün) und Kläranlagen (rot) von Chemnitz, Dresden und Plauen

  • Der Meilenstein 2-1 schließt das Arbeitspaket 2A ab und greift auf keine vorherigen projektinternen Ergebnisse zurück. Zur Auswahl der für die drei Standorte relevanten Substanzen wurde ein Vergleich der Gewässergütedaten des LfULG (2008 – 2014) mit den Umweltqualitätsnormen (UQN) von potentiell relevanten Stoffen durchgeführt. Zur Erstellung einer gesamtheitlichen Liste wurde eine Vielzahl von Quellen1 und Informationen berücksichtigt. Im Ergebnis ergab sich ein Listenumfang von 159 Substanzen. 29 dieser Substanzen sind ebenfalls auf der Liste nach Jekel & Dott (2013) enthalten. Damit werden 45 % der im RiSKWa-Vorhaben erarbeiteten Stoffliste (Jekel & Dott, 2013) abgedeckt. Die Auswahl der relevanten UQNs erfolgte nach hierarchischen Prinzipien:

    1. UQNs der WRRL und entsprechender Folgedokumente, 2. UQNs der Oberflächengewässerverordnung bzw. deren Neufassung, 3. UQNs aus der Ökotoxikologische Datenbank der Schweiz bzw.

    Einzelverweise aus der ETOX-Datenbank mit Auswahl der kleinsten angegebenen UQN.

    Darüber hinaus wurden die 159 Stoffe einer frachtbezogenem Betrachtung der Kläranlagenabläufe mit den jeweiligen Fließgewässern unterzogen, um Substanzen mit erhöhter Relevanz in Bezug auf den Kläranlagenablauf zu ermitteln.

    Wesentliche Ergebnisse

    Hinsichtlich der UQN-Auswertung wurden 42 Stoffe mit mindestens einer Überschreitung der 100%igen UQN diagnostiziert. In der weiteren Betrachtung werden ausschließlich 34 dieser Substanzen berücksichtigt, da eine messtechnisch Erfassung einiger Stoffe im Rahmen des Projektes nicht möglich ist. Zusätzlich werden in die Betrachtungsliste 12 weitere Arzneimittel aufgenommen, um die Datengrundlage für die Modellierung des Stoffstrommodells zu verbessern. Im gleichen Zusammenhang wurde das als Tracer-Substanz verwendbare Acesulfam der Liste angefügt.

    Die frachtbezogene Betrachtung zeigte für 18 Substanzen eine erhöhte Relevanz. Dabei liegt für keinen dieser Stoffe eine Überschreitung der UQN vor. Bei 13 Substanzen werden dabei weniger als 5 % der UQN ausgenutzt. Aufgrund der messtechnischen Zuordnung sind ausschließlich 6 Stoffe in der weiteren Betrachtung zu berücksichtigen.

    Die Liste der im Projekt „MikroModell“ zu betrachtenden Substanzen umfasst im Ergebnis 53 Stoffe. Die einzelnen Substanzen sind der beigefügten Tabelle zu entnehmen.

    1 (RL 2008/105/EG, 2008), (RL 2013/39/EU, 2013), (DB 2015/495, 2015), (IKSE, 2015), (OGewV, 2015), Erarbeitung relevanter Arzneimittel in Zusammenarbeit mit dem FVPH, persönlicher Hinweis des LfULG

  • Literaturverzeichnis

    DB 2015/495. (2015). Durchführungsbeschluss (EU) 2015/495 . Europäische Komission.

    IKSE. (2015). Internationales Messprogramm Elbe. Internationale Kommission zum Schutz der Elbe.

    Jekel, M., & Dott, W. (2013). RiSKWa Leitfaden – polare organische Spurenstoffe als Indikatoren im anthropogen beeinflussten Wasserkreislauf. Frankfurt am Main: DECHEMA e.V.

    OGewV. (2015). Drucksache 627/15. Bundesrat.

    RL 2008/105/EG. (2008). RICHTLINIE 2008/105/EG. Das Europäische Parlament und der Rat der Europäischen Union.

    RL 2013/39/EU. (2013). Richtlinie 2013/39/EU. Das Europäische Parlament und der Rat der Europäischen Union.

  • 1 Schwermetall Cadmium 7440-43-9 150,00 900,00 O nur 2011 Überschreitung JD_UQN2 Schwermetall Quecksilber 7439-97-6 70,00 XX XX3 Schwermetall Nickel 7440-02-0 4000,00 34000,00 OOXX OOX O4 Insektizid (PSM) p,p-DDT 50-29-3 10,00 OO OO OO5 Fungizid (PSM) Hexachlorbenzen 118-74-1 10,00 50,00 X nur 2011 einmalige Überschreitung6 Akarizid (PSM) Dicofol 115-32-2 1,30 OO schlechte Datenlage; 78,6 % nn7 Insektizid (PSM) Dimethoat 60-51-5 70,00 977,00 OO8 Insektizid (PSM) Imidacloprid 105827-78-9 9,00 100,00 OO9 Biozid/Fungizid Irgarol 28159-98-0 2,50 16,00 OO O OOXX

    10 Insektizid (PSM) - DDT p,p-DDE 72-55-9 1,00 OO OO OO schlechte Datenlage; 92 % bzw. 97 % nn11 Insektizid (PSM) - DDT o,p-DDD (o,p TDE) 53-19-0 1,00 OO OO schlechte Datenlage; 92 % nn12 Insektizid (PSM) - DDT p,p-DDD (p,p TDE) 72-54-8 1,00 OO OO OO schlechte Datenlage; 92 % nn13 Herbizid (PSM) Metazachlorsäure 1231244-60-2 400,00 O O14 Herbizid (PSM) Metazachlorsulfonsäure 172960-62-2 400,00 OO OO O15 Herbizid (PSM) Metolachlorsulfonsäure 171118-09-5 200,00 O16 Herbizid (PSM) Dimethachlorsäure - 50,00 350,00 O O schlechte Datenlage; bei beiden 80 % nn17 Herbizid (PSM) Dimethachlorsulfonsäure 30-74-8 50,00 350,00 OOX OOXX OO18 Herbizid (PSM) Terbutylazin, 2-Hydroxy 66753-07-9 1,00 OO19 Herbizid (PSM) Nicosulfuron 111991-09-4 8,70 85,00 OO OOX OOXX nur zwei Jahreswerte20 Perfluorierte Tenside Perfluorooctansulfonat 1763-23-1 0,65 36000,00 OO OO OO21 Perfluorierte Tenside Perfluorooctanat 335-57-1 0,65 36000,00 OO OO OO22 PAK Fluoranthen 206-44-0 6,30 120,00 OOXX OOX OOX23 PAK Benzo(a)pyren 50-32-8 0,17 270,00 OO OO OO24 PAK Benzo(b)fluoranthen 205-99-2 17,00 XX XX XX25 PAK Benzo(ghi)perylen 191-24-2 8,20 XX XX XX26 PAK Indeno(1.2.3-cd)pyren 193-39-5 2,00 OO OO OO27 PAK Benzo(k)fluoranthen 207-08-9 17,00 XX X XX28 PAK Benzo(a)anthracen 56-55-3 2,00 18,00 OOXX OOXX OOXX29 PAK Pyren 129-00-0 2,30 23,00 OOXX OOXX OOXX30 Arzneimittel Ibuprofen 15687-27-1 300 2300031 Arzneimittel Diclofenac 15307-86-5 50 100 OOXX OOXX32 Arzneimittel Paracetamol 103-90-2 100033 Arzneimittel Naproxen 22204-53-1 1700 37000034 Arzneimittel Metoprolol 37350-58-6 64000 7600035 Arzneimittel Sulfamethoxazol 723-46-6 600 270036 Arzneimittel Erythromycin 114-07-8 40 2300 OO37 Arzneimittel Clarithromycin 81103-11-9 60 110 OOXX38 Arzneimittel Ciprofloxacin 85721-33-1 89 363 OOXX O39 Arzneimittel Bezafibrat 41859-67-0 460 7600040 Arzneimittel Gabapentin 60142-96-3 4400041 Arzneimittel Carbamezepin 298-46-4 500 2550000 OO O42 Arzneimittel Metformin 657-24-9 1000000 910000043 Arzneimittel Iomeprol 78649-41-9 - -44 Arzneimittel Fluoxetin 54910-89-3 3245 Lebensmittelzusatzstoff (E 950) Acesulfam 55589-62-346 Arzneimittel 17β-Estradiol* 221093-45-4 0,4** -47 Arzneimittel 17α-Ethinylestradiol* 57-63-6 0,037** -

    48 Herbizid (PSM) Diuron 330-54-1 200 1800 3,5 % JD < 1 %49 Herbizid (PSM) Isoproturon 34123-59-6 300 1000 2,4 % JD < 1 %50 Herbizid (PSM) Terbutryn 886-50-0 65 340 22,3 % JD; 4,3 % ZHK 1,29 % JD 3 % JD; < 1 % ZHK51 Korrosionsschutzmittel Benzotriazol 95-14-7 30000 120000 < 1 % < 1 % < 1 % CAS-Nummer 1H-Benzotriazol 52 Korrosionsschutzmittel Tolyltriazol 29385-43-1 75000 200000 < 1 % < 1 % < 1 % CAS-Nummer Tolyltriazol (Mischung)53 chem. Grundstoff 4-Nonylphenol (tech) 25154-52-3 300 2000 32 % JD; 4,9 % ZHK 3,38 % JD 8 % JD; 1 % ZHK CAS-Nummer Nonylphenol, Isomerenmischung

    O Überschreitung 50 % JD_UQNOO Überschreitung 100 % JD_UQNX Überschreitung 50 % ZHK_UQNXX Überschreitung 100 % ZHK_UQN

    schlechte Datengrundlage (∑ Anzahl, nn, etc.)* ausschließlich Ökotox., keine Analytik und Modellierung** Ökotoxzentrum der Schweiz

    Ausnutzung der vorhandenen UQN in den Gewässern

    Legende

    Elbe Bemerkung

    Tracersubstanz zur Modellierung, kein Abbau im KörperApproximation im Stoffstrommodell nicht möglich, messtechnisch nicht zu erfassenApproximation im Stoffstrommodell nicht möglich, messtechnisch nicht zu erfassen

    Stoffe mit hoher Frachtrelevanz für die drei Kläranlagen (ohne Überschreitung der UQN)

    Weiße ElsterNr. Stoffgruppe potentiell problematische Stoffe JD_UQN [ng/l]

    ZHK_UQN [ng/l]

    ChemnitzCAS-Nummer

    Kurzzusammenfassung Meilenstein 2-1Literaturverzeichnis

    Stoffliste2Übersicht_bereinigt