Aktenzeichen | 32446/02 |
Abschlussbericht: | |
Projektträger: | Technische Universität Dresden
Fakultät Umweltwissenschaften
Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft
(ISI) Professur für Siedlungswasserwirtschaft Bergstr. 66 01069 Dresden weitere Projekte aus der Umgebung |
Telefon: | +49351 463 36971 |
Internet: | - |
Bundesland: | Sachsen |
Beschreibung: | Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Minimierung der Einträge potenziell schädlicher Substanzen aus Siedlungsgebieten in unsere Oberflächengewässer ist ein vorrangiges Ziel zur Sicherung natürlicher Ressourcen zum Erreichen des von der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, Richtlinie 2000/60/EG) geforderten guten ökologischen Zustandes. Diese Aufgabe ist aufgrund der Komplexität und Vielzahl der Stoffe, Eintragspfade und -dynamik nur interdisziplinär lösbar. Im Rahmen des Projektes MikroModell wurden vorwiegend die siedlungswasserwirtschaftlichen Aspekte vor dem Hintergrund der gegebenen Gewässereinzugsgebiete näher untersucht. Die Vorschläge zum systematischen Vorgehen bei der Einschätzung von Stoffflüssen, von in den Gewässern entstehenden Konzentrationen an Mikroschadstoffen, von Handlungsoptionen und deren Auswirkungen wurden auf Grundlage von verfügbaren Messungen, auf eigenen chemischen und biologischen Messkampagnen, auf Stoffflussmodellierung und auf den Untersuchungen rechtlicher Rahmenbedingungen aufgebaut und durch eine auf Sensibilisierung ausgerichtete Öffentlichkeitsarbeit flankiert. Die Erarbeitung der Projektaufgaben erfolgte in vier Produkten. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAm Beispiel der drei Kommunen Dresden, Chemnitz und Plauen mit ihren Fließgewässern Elbe, Chemnitz und Weiße Elster wurden detaillierte gewässer- und kläranlagenseitige Betrachtungen anhand von Daten des LfULG zu Mikroschadstoffen durchgeführt. Aufbauend auf diesen Informationen wurden innerhalb eines eigenen Produktes vier ökotoxikologische und zwei chemische Monitoringkampagnen durchgeführt. Dabei wurden der Zu- und Ablauf der Kläranlagen mit Hilfe von 24-h-Mischproben, sowie die Gewässer durch tägliche Stichproben ober- und unterhalb der Kläranlageneinleitung bewertet. Neben fracht- und eliminationsbezogenen Betrachtungen an den Kläranlagen stand die Einordnung der Gewässer hinsichtlich der Umweltqualitätsstandards (UQN) in einer hohen zeitlichen Auflösung (Kampagnen mit 147 Gewässerproben innerhalb von 21 Tage) im Fokus. In einem weiteren Produkt wurde anhand von Langzeitdaten zur Gewässergüte und den Verschreibungsdaten der AOK PLUS zu ausgewählten Arzneimitteln ein sachsenweites Gewässermodell aufgebaut. Grundlage dafür bildet in einem ersten Schritt die hydraulische Kalibrierung durch die Verwendung der sächsischen Pegeldaten. Mit Hilfe der zur Verfügung gestellten postleitzahlbezogenen Verschreibungsdaten wurde für die drei Einzugsgebiete von Dresden, Chemnitz und Plauen die stoffliche Gewässersituation zeitlich und räumlich jeweils hochaufgelöst abgebildet. Mit dem Modell können zukünftig Maßnahmen zur Reduktion von Einträgen im gesamten Gewässereinzugsgebiet gegeneinander abgewogen werden. Eine Bewertung kann dabei auf Grundlage eines maximalen Reduktionszieles zur Gewässerfracht und/oder der Verbesserung des chemischen Gewässerzustandes entlang der Flusskilometer erfolgen. Das Ziel des Projektes, elementare Handlungswege im Umgang mit Mikroschadstoffen aufzuzeigen, wirft auch umfangreiche rechtliche Fragestellungen auf. Aufgrund der Komplexität des vorherrschenden Rechtsraumes zu diesem Thema wurde der Behandlung der rechtlichen Rahmenbedingungen und der politischen wie wirtschaftlichen Handlungsspielräume ein separates drittes Produkt zugeordnet. Dabei wurden in den Gebieten des Wasser-, Arzneimittel-, Chemikalien-, Pflanzenschutzmittel und Düngemittelrechts entsprechende Anknüpfungspunkte herausgearbeitet und Empfehlung zu Anpassungen der Rechtsgrundlagen bzw. zum Umgang mit diesen gegeben. Mikroschadstoffe stellen in der Öffentlichkeit ein sensibles Thema dar. Akzeptanz für Maßnahmen kann nur durch Transparenz, offene Information und Kommunikationsbereitschaft aller Akteure geschaffen werden. Dabei ist sowohl der Dialog mit der begleitenden Kommunal- und Landespolitik als auch mit den Bürgern gewünscht und im Sinne der Reduktion oder Vermeidung möglicher Eintragspfade auch erforderlich. Deshalb wurden von Beginn an in einem vierten Produkt zur Öffentlichkeitsarbeit über geeignete Medien verschiedene Zielgruppen adressiert und in entsprechenden Kampagnen bzw. diversen, teilweise öffentlichen Veranstaltungen sowohl die Bevölkerung als auch Multiplikatoren (Ärzte, Apotheker, Lehrer usw.) in den Kommunikationsprozess zur Aufklärung über das Thema eingebunden. Ergebnisse und Diskussion Mit dem im Projekt MikroModell erarbeiteten Stoffflussmodell kann für alle Fließgewässer in Sachsen, unter Berücksichtigung ihrer Teileinzugsgebiete, ein Abbild der Gewässersituation für eine ausgewählte Anzahl an Arzneimitteln gegeben werden. Mit Hilfe dieses Modells ist der Anwender in der Lage Maßnahmen an der Quelle gegenüber denen an den Einleitpunkten (Kläranlagen) in die Gewässer hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zu prüfen. Dies betrifft insbesondere die Verbesserung des chemischen Gewässerzustandes anhand der gegeben Flusskilometer. Es konnte gezeigt werden, dass eine maximierte Reduzierung der Gesamtfrachte eines Arzneimittels an einzelnen Punkten (große Kläranlagen) nicht automatisch zur Verbesserung des chemischen Gewässerzustanden einer großen Anzahl von Flusskilometern führt. Vielmehr ist eine Kombination von Maßnahmen in den Ober- und Unterläufen der Gewässer notwendig, um die chemische Gewässersituation im gesamten Einzugsgebiet nachhaltig zu verbessern. Unterschätzt wurde in der Bearbeitung der Zeitumfang, der für die Auswertung der Verschreibungsdaten notwendig ist. Eine weitere Implementierung von Arzneimitteln wie auch Pflanzenschutzmitteln ist bei der Verfügbarkeit der Eintragssituation des jeweiligen Stoffes (Verschreibungsdaten, Ausbringungs- und Einsatzmengen) ohne Probleme möglich, bedarf jedoch einen nicht zu unterschätzenden Zeitaufwand. Die Ergebnisse der chemischen Monitoring-Kampagnen, sowie die Ergebnisse der Gewässergüteuntersuchungen des LfULG sind die Grundlage für die Bewertung der Gewässersituation im sächsischen Handlungsleitfaden für den Umgang mit Mikroschadstoffen. Das Ergebnis dieses Handlungsleitfadens ist ein Prozessschema das die systematische Erarbeitung von Handlungsoptionen an den Gewässern als gemeinsamen Weg von Behörden und Aufgabenträgern beschreibt. Neben einer gewässerseitigen Überprüfung von gesetzlichen definierten und wissenschaftlich empfohlenen Umweltqualitätsnormen (UQN) unterund oberhalb der Einleitungen von gereinigtem Abwasser wurden die Kläranlagen einem ökotoxikologischen Effektmonitoring (Hefereportergen, Ames- und Mikrokern-Test) sowie spurenstoffseitigen Untersuchungen unterzogen. Überschreitungen mit einer gesetzlichen verankerten UQN konnten für Schwermetalle, ausgewählte Pflanzenschutzmittel, chloraromatischen Verbindungen, PAK und Industrie- bzw. Haushaltschemikalien registriert werden. Die auf die UQN bezogen bisher gesetzlich nicht verankerten Arzneimittel Diclofenac und Ibuprofen zeigen die stärksten Überschreitungen aller betrachteten Substanzen. Für die Ausweisung notwendiger Handlungsmaßnahmen wurde vor allem auf die Stoffe mit gesetzlich geregelten UQN zurückgegriffen. In Bezug auf die ökotoxikologischen Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass zwischen den Standorten (Kläranlagen) z.T. erhebliche Unterschiede hinsichtlich des Eintragsverhaltens in die Gewässer bestehen. Eine Beurteilung der Gewässersituation konnte in Bezug auf Ökotoxikologie nicht gegeben werden, da zum einen die entsprechenden Ergebnisse (Analysen) in den Gewässern nicht ermittelt werden konnten und zum anderen zum jetzigen Zeitpunkt keine entsprechenden Leitparameter zur Beurteilung vorhanden sind. Die Bewertung der Gewässersituation oberhalb und unterhalb einer Einleitung mit Hilfe von ökotoxikologischen Parametern sollte bei zukünftigen Betrachtungen ein Schlüsselparameter sein, um die Gesamtheit der Gewässermatrix abzubilden. Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation Im Rahmen des Projektes wurden eine Reihe von Veranstaltung sowie Kampagnen durchgeführt. Adressaten der Informationsveranstaltungen war das Fachpublikum der Wasserwirtschaft und Medizin (Apotheker und Ärzte) sowie eine breite Öffentlichkeit. Die Informationskampagnen waren im Wesentlichen an die Bürger adressiert, mit dem Ziel der Vermeidung von Einträgen an der Quelle (u.a. fachgerechte Entsorgung von Arzneimittel). Fazit LDS und Gelsenwasser AG konnten die notwendigen chemischen Ergebnisse zur Bewertung der drei Fließgewässer bzw. Kläranlagen ermittelt werden. Mit Hilfe eines Prozessschemas und der ermittelten chemischen Gewässerdaten konnten die Handlungsoptionen an den einzelnen Standorten ausgewiesen werden. In Bezug auf gesetzlich geregelte Spurenstoffe (OGewV) sind die Einträge aus Kläranlagen momentan als untergeordnet einzuschätzen. Handlungsbedarf besteht hierbei insbesondere für Stoffe aus diffusen Eintragsquellen (PAK, Schwermetalle, z.T. Pflanzenschutzmittel). Bei den eingetragenen Frachten von Haushalts- und Industriechemikalien sowie den Arzneimitteln stehen die punktuellen Einträge aus den Kläranlagen klar im Fokus. Wobei die zur Bewertung genutzten Qualitätskriterien momentan noch keiner gesetzlichen Verankerung unterliegen. Unter Berücksichtigung von Diclofenac, bei einem angewendeten Umweltqualitätskriterium von 50 ng/l, ergibt sich zukünftig ein erheblicher Handlungsbedarf für die untersuchten Kläranlagenstandorte. Wobei konstatiert werden muss, dass zur Verbesserung des chemischen Gewässerzustandes in Hinblick auf Diclofenac wie auch andere Arzneimittel weitergehende Maßnahmen in den Oberläufen der betrachteten Gewässer notwendig sind. Durch die Verwendung des im Projekt erarbeiteten Stoffflussmodells wurde dies bestätigt und in Grafiken zu den Gewässereinzugsgebieten verdeutlicht. |
Förderzeitraum: | 17.07.2018 - 30.09.2019 (1 Jahr und 2 Monate) |
Fördersumme: | 144.369,00 |
Förderbereich: | 11 |
Stichworte: | Analytik, Gewässer, Kläranlage, Reinigung, Schadstoff, Simulation, Stoff, Verfahren, Vermeidung, Verminderung |
Publikationen: |