Stoffeinträge aus urbanen
Transcript of Stoffeinträge aus urbanen
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
Ergebnisse der DWA-AG „Diffuse Stoffeinträge aus urbanen Nutzungen“ „Qualitativ-gewässerkundliche Aspekte der WSV-Arbeit“ 23. Chemisches Kolloquium 11./12. Juni 2015 in Koblenz
erarbeitet von
Privatdozentin Dr. Patricia Göbel
Sprecherin DWA-AG GB 6.8
Institut für Geologie und Paläontologie
AG Angewandte Geologie
Corrensstr. 24 – 48149 Münster
0251-83 / 36173
vorgestellt von
Dr. Lars Düster
BfG
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
Hintergrund
• Diffuse Stoffeinträge stammen neben Landwirtschaft und Forstwirtschaft aus Niederschlagsabflüssen von Siedlungs- und Verkehrsflächen und deren anschließende niederschlagsbedingte Einleitung in die Gewässer
• Notwendigkeit von Vermeidungsstrategien / Handlungsempfehlungen • Veröffentlichung eines Themenbands in den nächsten Wochen • Mitglieder der Arbeitsgruppe
Dipl.-Ing. Bernd Bürgel, Prof. Dr. Michael Burkhardt (HSR Hochschule für Technik, UMTEC, Rapperswil, Schweiz), Dr. Lars Düster (Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz), Dipl.-Ing. Markus Fitz (Wirtschaftsbetrieb Hagen, Hagen), Dipl.-Ing. Raiko Fröhlich (Landesamt für Umweltschutz, Halle / Saale), Dr.-Ing. Stephan Fuchs (KIT Karlsruhe), PD Dr. Patricia Göbel (Universität Münster), Dr.-Ing. Thomas Hillenbrand (Fraunhofer Institut ISI, Karlsruhe), Dr. Thomas Nehls (TU Berlin), Dr. Thomas Schiedek (TU Darmstadt), Dr. Phillip Starke (PLANALYZE, Hünstetten), Prof. Dr.-Ing. Mathias Uhl (FH Münster), Prof. Dr.-Ing. Antje Welker (FH Frankfurt)
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
Gliederung des Themenbands / Vortrags
1.Einführung 2.Diffuse Stoffeinträge von Siedlungs- und
Verkehrsflächen • Freiflächen • Überbaute Flächen • Verkehrsflächen
3.Fallbeispiele 4.Bewertung 5.Handlungsbedarf 6.Ausblick / Forschungsbedarf
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Einführung
• Themenband behandelt die Stoffeinträge aus Sicht der Emission • Unter dem Begriff „Gewässer“ werden Oberflächengewässer und
Grundwasser zusammengefasst
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
Diffuse Stoffeinträge
• heterogenes Spektrum von anthropogenen Stoffen
• hohe zeitliche und räumliche Variabilität
• Emissionen unterscheiden sich hinsichtlich
• der Stoff- und Konzentrationsmuster,
• dem allgemeinen Verteilungsverhalten,
• der Eintragsmenge sowie
• durch Pfad- und regionalspezifische Besonderheiten.
• Für Metalle und Metallverbindungen, persistente Kohlenwasserstoffe
sowie Biozide und PSBM teilweise Richt- und Grenzwerte auf nationaler Ebene vorhanden (z.B. OGewV, GrwV)
• Für weitere Stoffgruppen (z.B. Korrosionsschutzmittel, Weichmacher) fehlen momentan Richt- und Grenzwerte, sowohl auf nationaler als auch EU-Ebene
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… aus Freiflächen
Freiflächen / Nutzung Ausgewählte mobilisierbare Stoffgruppen
Naturnahe Flächen
Grünland, Auen, Wälder und Forste Nährstoffe
Grünflächen
Parks, Parkanlagen,
Grünanlagen / Erholung
Sport- und Freizeitflächen
Sportplätze, Schulhöfe,
Schwimmbäder / Erholungsflächen
Nährstoffe,
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe,
Polychlorierte Biphenyle,
Metalle, PSBM
Gartenflächen
private Kleingärten, Baumschulen, Gartenbaubetriebe, Parkanlagen,
Friedhöfe, botanische und zoologische Gärten /
gärtnerische Produktion, kulturelle Funktion, Erholung
Nährstoffe, Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Polychlorierte
Biphenyle, Metalle, Biozide, PSBM, Dibenzodioxine/-furane
(auch aus Altlasten: Sulfat, Mineralölkohlenwasserstoffe, u.a.)
Brachflächen
Industrie- und Gewerbebrachen, Infrastruktur- und Verkehrsbrachen,
Wohnbrachen, Militärbrachen
Entsprechend der Nutzungsgeschichte der Fläche z.B. PAK
Rezente Emissionen hauptsächlich aufgrund:
• Atmosphärische Deposition
• Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln
• Belastete Substrate zur Bodenverbesserung
wirkungsbasierte ökologische
Belastungsgrenzwerte/“Critical Loads”
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… aus überbauten Flächen
Bauwerkskomponenten Mobilisierbare Stoffgruppen
Dächer, Regenrinnen und Fallrohre Biozide, Metalle/Metalloide, Phthalate, Durchwurzelungsschutzmittel,
Flammschutzmittel, UV-Filter, Phenole
Fassaden Biozide, Metalle, Emulgatoren
Hochbau allgemein Metalle, Flammschutzmittel, Phthalate, Kohlenwasserstoffe
(Grund-)Wasserbau Biozide, Antifouling, Metalle,
Arsen, PAK
Emissionen hauptsächlich aufgrund:
• Niederschlagsbedingte stoffliche Freisetzungen aus Bauwerkskomponenten (z.B. Biozide aus Beschichtungen oder Metalle im Hochbau)
• Siedlungsentwässerung mit Entlastungsbauwerken der Mischsysteme
• Direkteinleitungen der Regenwasserkanalisation im Trennsystem
• Kanalleckagen von Schmutz- und Mischwasserkanälen
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…. aus Verkehrsflächen
Nutzung und Funktion Mobilisierbare Stoffgruppen
Straßen, Parkplätze Metalle und Metalloide, MKW, PAK, Salze, PSBM
Bahnverkehr Metalle, MKW, PAK, PSBM
Binnenschifffahrt Metalle, Biozide, PAK
Flughäfen Metalle, Kohlenwasserstoffe
Emissionen hauptsächlich abhängig von:
• Nutzungsart und –intensität / Funktion
• Wartung / Unterhaltung
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Fallbeispiele
• Beispiel Oberflächengewässer – Eintrag von KUPFER
• Relevante Einträge durch
• Einsatz im Baubereich,
• Verwendung im Bereich der Hausinstallationsleitungen,
• Einträge aus dem Verkehrsbereich und
• Freisetzung aus industriellen Nebenprodukten im Wasserbau.
• Beispiel Grundwasser – Eintrag von ANTHROPOGENEN STOFFEN
• Beispiel Darmstadt
• anthropogener Einfluss auf die Grundwasserbeschaffenheit ist stärker bzw. betrifft mehr Parameter als die geogenen Faktoren
• Anthropogene Stoffe steigen vom Anstrombereich des Grundwassers zur Stadtmitte hin an und bleiben im Abstrombereich des Grundwassers konstant oder nehmen ab
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Bewertung
• Diffuse Stoffe werden mit einer hohen zeitlichen und räumlichen Variabilität freigesetzt und in Gewässer eingetragen
• standardisiertes Überwachungssystem für diffuse Stoffeinträge ist infolgedessen nicht möglich
• modellgestützte Verfahren zur Emissionsabschätzung nur überregional möglich (lokale Bilanzierung einzelner Stoffe unsicher)
• kurzfristige Belastungsspitzen
• im kleinräumigen Maßstab Oberflächengewässer
• aufgrund der längeren Verweilzeiten
• Akkumulation der Stoffe
• über längere Zeiträume Grundwasser
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
Handlungsbedarf
Maßnahmen an der Quelle („source control“)
(Verbote, Anwendungsbeschränkungen, Substitutionen, konstruktive Maßnahmen,
Vermeidung, Reduzierung, informative Maßnahmen)
Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers
(Sanierung von Altlasten und Altablagerungen
Kanalsanierung
Niederschlagswasserversickerung)
Nachgeschaltete Maßnahmen („end-of-pipe“)
(Basisanforderungen, ortsspezifische Anforderungen)
Maßnahmen zum Schutz der Oberflächengewässer
(Regenwasserbehandlungsanlagen)
Maßnahmen zur Reduzierung der diffusen Stoffeinträge
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Ausblick über den Forschungsbedarf
Erarbeitung von Konzepten für eine lösungsorientierte
Maßnahmenplanung
Identifizierung und Bewertung
„neuer „Stoffe
Weiterentwicklung technischer Regelwerke
und Zulassungsverfahren
Erforschung der Langzeitwirkung
Weiterentwicklung der unterschiedlichen „end-of-pipe“-
Anlagen
23. Chemisches Kolloquium am 11. Juni 2015 in Koblenz
PD Dr. Patricia Göbel
Geologist, Lecturer
Institute of Geology and Palaeontology –
Applied Geology
University of Münster
Corrensstr. 24
D-48149 Münster
Germany
e-mail: [email protected]
phone: +49 (0)251 / 83-36173
fax: +49 (0)251 / 83-33933
Danke für Ihre Aufmerksamkeit.