API src

Found 212 results.

Related terms

Phosphonate in Wasch- und Reinigungsmitteln und deren Verbleib in der Umwelt - Entwicklung von Analyseverfahren und deren praktische Anwendung bei Proben von Oberflächenwasser, Abwasser und Sediment

Im Verlauf eines Jahres wurden 10 Beprobungen zweier kommunaler Kläranlagen in Stuttgart-Möhringen an der Körsch und in Stuttgart-Mühlhausen am Neckar vorgenommen. Dabei wurden jeweils folgende Matrices zur Quantifizierung der Phosphonate ATMP, EDTMP, DTPMP, HEDP und PBTC entnommen: Kläranlagenzulauf, Ablauf der Vorklärung, Ablauf der Nachklärung und, im Falle der Kläranlage Stuttgart-Mühlhausen, auch Ablauf des Sandfilters und Ablauf des Aktivkohlefilters. Weiterhin wurden Flusswasser, Flusssediment und Flussschwebstoffe vor und hinter der Einleitstelle beprobt. Zusätzlich zur Phosphonatanalytik erfolgte die Erfassung der Kenngrößen Temperatur, Kläranlagendurchfluss, pH, Leitfähigkeit, Feststoffgehalt, chemischer Sauerstoffbedarf und Phosphorgehalt. Die Schwerpunkte der Methodenentwicklung lagen auf der Extraktion von Phosphonaten aus Feststoffproben, der Anpassung der Chromatographie zur Analyse matrixbelasteter Proben und der Etablierung einer automatischen Anreicherung zur Quantifizierung von Oberflächenwasserproben. Im Rahmen dieses Projekts wurde die etablierte ionenchromatographische Trennung erstmals erfolgreich mit einem empfindlichen Tandem-Massenspektrometer gekoppelt. Diese Technik erlaubte die Quantifizierung aus Oberflächenwasserproben bis zu einer Bestimmungsgrenze von 0,1 (my)g/L. Durch Eigensynthese isotopenmarkierter Interner Standards wurde die Empfindlichkeit und Spezifität der Analyse erheblich verbessert. Nach der Etablierung einer robusten Analysemethode erfolgte die Bilanzierung der Phosphonate innerhalb und im Umfeld der beiden Kläranlagen. Dabei zeigte sich, dass HEDP und PBTC in der Regel die höchsten Gehalte aufwiesen. Hohe Eliminierungsraten von 80-90 % nach dem Durchlaufen der Nachklärung wurden festgestellt. Die gegenwärtigen Daten zeigen, dass Phosphonate in der Kläranlage und im Fließgewässer zu hohem Anteil adsorbiert an Feststoffpartikel (unterer bis mittlerer mg/kg-Bereich) vorliegen. Sowohl im Neckar als auch in der Körsch wurden der Einleitstelle signifikant erhöhte Sedimentbeladungen und, abhängig von der Größe des Gewässers, auch erhöhte Schwebstoffbeladungen festgestellt. Die im Oberflächenwasser detektierten Konzentrationen befanden sich, abhängig von der Belastung, im unteren (my)g/L-Bereich und darunter. Quelle: Forschungsbericht

Abschätzung zusätzlich aus Abwasser und Klärschlämmen kommunaler und gewerblicher Herkunft extrahierbarer Wertstoffe

Dieses Vorhaben beschäftigt sich mit Umsetzungsfragen der 2017 novellierten Klärschlammver ordnung und stellt eine Folgenabschätzung der verschärften Regelungen zur bodenbezogenen Klärschlammverwertung (Dünge- und Abfallrecht) für Nährstoffpotenziale in Klärschlamm und Abwasser vor. Nach Berechnungen aus dem Vorhaben auf Basis detaillierter Einblicke in die Rohdaten der Klärschlammberichte (Qualität und Mengen bodenbezogen verwerteter Klär schlämme) für das Jahr 2016, sind in kommunalen Klärschlämmen rund 54 Mio. kg Phosphor enthalten; dies entspricht rund 57 % des mittleren jährlichen Mineraldüngerabsatzes. Die Frach ten weiterer Nährstoffe wie Stickstoff, Magnesium und Kalium liegen hingegen im Vergleich zum Mineraldüngerabsatz nur im einstelligen Prozentbereich. Damit fallen potenzielle Verluste durch abnehmende bodenbezogene Verwertung im Vergleich zum Anstieg der nach AbfKlärV ab 2029 verpflichtenden Phosphorrückgewinnung (Steigerung um mehr als 240 %) kaum ins Ge wicht. Von der Rückgewinnungspflicht sind Abwasserbehandlungsanlagen ausgenommen, deren Klärschlamm weniger als 20 g P/kg Trockenmasse enthält. Um den Vollzug dieser Regelung zu klären, wurden im Vorhaben die monatlichen Schwankungen des Phosphorgehalts im Klär schlamm von 9 Abwasserbehandlungsanlagen untersucht. Auf Basis der vorliegenden Ergeb nisse wird über ein Jahr eine monatliche Beprobung und Bestimmung empfohlen mit Gültigkeit des 75. Perzentils: Wenn 75 % der Phosphorgehalte unterhalb von 20 g P/kg Trockenmasse lie gen, ist die Unterschreitung der Grenze rechtssicher. In einem Ringversuch an einem Klär schlamm und Eigenuntersuchungen an 15 Klärschlämmen wurden zudem die nach AbfKlärV gleichwertigen Aufschluss- und Messverfahren untersucht. Für die Bestimmung von Phosphor in Klärschlamm wird daraus folgend der Königswasseraufschluss in der Mikrowelle mit Bestim mung an der ICP-OES empfohlen Quelle: Forschungsbericht

Die Zeit drängt - Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm

Ab 2029 sind Klärschlämme mit einem P-Gehalt > 20 mg/kg Trockenmasse einer P-Rückgewinnung zuzuführen. Bis dahin verbleibt nicht viel Zeit. Wie sind der aktuelle Stand und Perspektiven der technischen Kapazitäten zur Phosphorrückgewinnung zu beurteilen? © Authors

Phosphor in Regenwürmern aus dem Bornhöveder Seengebiet

Nur geringe Schwankungen zwischen den Jahren Phosphor ist für alle lebenden Organismen essentiell und seine Körperkonzentrationen werden reguliert. Dies zeigt sich beispielsweise an den geringen Schwankungen der Phosphorgehalte von Regenwürmern aus dem Bornhöveder Seengebiet. Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche

Wäsche waschen, Waschmittel

Klimabewusstes Wäschewaschen entlastet die Umwelt und spart Kosten Wie Sie mit kleinen Tricks umweltschonend Wäsche waschen Waschmaschine möglichst voll beladen - ausgenommen Fein- und Wollwäsche. Dosieren Sie Waschmittel sparsam in Abhängigkeit von Wasserhärte und Verschmutzungsgrad gemäß Dosierempfehlung auf der Verpackung. Waschen Sie mit möglichst geringer Temperatur. Verwenden Sie hochkonzentrierte Waschpulver. Verzichten Sie auf Weichspüler. Gewusst wie Wäschewaschen verbraucht Energie und belastet Kläranlagen und Gewässer mit Chemikalien. Umweltbewusstes Waschen entlastet die Umwelt und spart Kosten. Waschtrommel voll beladen: Die Waschmaschine sollte bei normaler Koch-/Buntwäsche voll beladen werden, so dass gerade noch eine Handbreit "Luft" in der Trommel bleibt. Das spart Energie, Wasser und Geld und liefert saubere Wäsche. Bei "Pflegeleicht" ist die Maschine hingegen nur zur Hälfte, bei Feinwäsche zu 1/4 und bei Wollwäsche zu 1/5 der maximalen Füllmenge zu beladen. Waschmittel sparsam nach Verschmutzungsgrad dosieren: Richten Sie sich nach der auf der Waschmittelpackung empfohlenen Dosierung. Für Wäsche im Haushalt genügt meist die Dosierung für "leicht" oder "normal" verschmutzte Wäsche. Überdosierung bringt kein besseres Waschergebnis, sondern nur höhere Kosten und eine größere Umweltbelastung. Auf Wasserhärte achten: Die Dosierung ist von der Wasserhärte abhängig. Weiches Wasser erfordert die geringste Waschmittelmenge. Liegt Ihr Wasser im Härtebereich "mittel" bis "hart", ist etwas mehr Waschmittel erforderlich. Die Wasserhärte erfahren Sie bei Ihrem Wasserwerk. Mit geringer Temperatur waschen: Der Energieverbrauch beim Waschen ist in erster Linie von der Waschtemperatur abhängig, da das Aufheizen des Wassers deutlich mehr Energie verbraucht als die Trommelbewegung. Darum laufen energiesparende Programme länger, um ein vergleichbar gutes Waschergebnis wie bei höheren Temperaturen zu erzielen. Leicht und normal verschmutzte Buntwäsche wird meist bei 20 bis 30 °C und Weißwäsche in der Regel bereits bei 40 °C sauber. Einmal monatlich sollte die Maschine jedoch zur Vermeidung von Keimwachstum mit 60°C betrieben werden. Weitere Informationen zum Thema Waschtemperatur und Hygiene finden Sie auf unserer Themenseite "Waschtemperaturen". Umweltschonende Waschmittel: Es gibt keine per se umweltfreundlichen Waschmittel, da Waschmittel grundsätzlich Kläranlagen und Gewässer mit Chemikalien belasten. Trotzdem gibt es relevante Unterschiede: Lieber fest statt flüssig: Waschpulver sind umweltschonender als flüssige Waschmittel. Sie haben eine höhere Waschleistung und belasten das Klärwerk weniger. Bei farbigen Textilien lieber Color- statt Vollwaschmittel: Colorwaschmittel schonen die Farben und tragen so zur längeren Tragbarkeit bunter Textilien bei. Baukastensysteme bevorzugen: Bei Baukastensystemen sind Waschmittel, Enthärter und Bleichmittel getrennt. Dadurch kann genauer nach Bedarf und damit sparsamer dosiert werden. Was Sie noch tun können: Überdenken Sie Ihre Reinigungsansprüche: Nicht jedes Wäschestück muss nach einmaliger Benutzung gewaschen werden. Beachten Sie unsere Tipps zu Waschmaschine und Trockner . Behandeln Sie starke Verschmutzungen mit Fleckenmittel oder Gallseife vor. Beachten Sie die Pflegehinweise auf den Etiketten. Vorwäsche ist bei den heutigen Waschmitteln entbehrlich. Waschmaschine nach Gebrauch geöffnet lassen, damit die Maschine innen trocknen kann. Hintergrund Umweltsituation: Etwa 540.000 Tonnen* Waschmittel werden jährlich in Deutschland verbraucht. Umgerechnet verbraucht jeder Einwohner etwa 6,5 Kilogramm* Waschmittel im Jahr. Hinzu kommen Weichspüler und weitere Waschhilfsmittel und Wäschepflegemittel, insgesamt sind das etwa 332.000 Tonnen* pro Jahr. Seit 1986 haben sich phosphatfreie Waschmittel auf dem deutschen Markt durchgesetzt. Heute werden in den Haushalten nur noch phosphatfreie Textilwaschmittel benutzt. Gesetzeslage: Wasch- und Reinigungsmittel werden hinsichtlich der biologischen Abbaubarkeit der darin enthaltenen Tenside, des Phosphorgehaltes und der Kennzeichnung durch die Verordnung (EG) Nr. 648/2004 und das nationale Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG) geregelt. Weitere Informationen finden Sie hier: Rechtliche Regelungen (UBA-Themenseite) Wasch- und Reinigungsmittel (UBA-Themenseite) * Quelle: IKW "Bericht Nachhaltigkeit in der Wasch-, Pflege- und Reinigungsmittelbranche in Deutschland Ausgabe 2023" Wer die Waschprogramme und das Waschmittel optimal einsetzt, spart Energie. Dies entlastet die Umwelt und auch die Haushaltskasse, denn die Ausgaben für Strom lassen sich merklich senken. Häufig wird wärmer gewaschen als erforderlich. Der Stromverbrauch pro Waschgang sinkt bereits durch Verringerung der Waschtemperatur vom 40° C auf 30°C um über 35 Prozent. Nachhaltiges Handeln im Haushalt zahlt sich somit direkt aus.

Indikator: Eutrophierung von Flüssen durch Phosphor

Indikator: Eutrophierung von Flüssen durch Phosphor Die wichtigsten Fakten An mehr als der Hälfte aller Messstellen an deutschen Flüssen werden zu hohe Phosphor-Konzentrationen gemessen und die ⁠ Gewässergüte ⁠ muss herabgestuft werden. Messstellen mit hohen Konzentrationen sind seit Beginn der 1980er Jahre um rund ein Drittel zurückgegangen. Extreme Belastungen treten nur noch selten auf. Ziel der Nachhaltigkeitsstrategie ist es, die Phosphor-Orientierungswerte spätestens 2030 in allen Gewässern einzuhalten. Dafür muss die Landwirtschaft ihre Düngepraxis verändern und besonders kleine Kläranlagen die Phosphorelimination an den Stand der Technik anpassen. Welche Bedeutung hat der Indikator? Die Gewässer Deutschlands sind mehrheitlich in keinem guten Zustand (siehe Indikatoren zum ökologischen Zustand der Flüsse , Seen und Meere ). Die Überdüngung der Gewässer (⁠ Eutrophierung ⁠) mit Phosphor ist eines der größten Probleme, weil es ein übermäßiges Wachstum von Algen und Wasserpflanzen auslöst. Sterben diese ab, werden sie von Mikroorganismen zersetzt. Dabei wird viel Sauerstoff verbraucht. Sauerstoffdefizite im Gewässer wirken sich auf Fische und andere aquatische Organismen negativ aus; in Extremsituationen kann es zu Fischsterben führen. Um die Überdüngung zu vermeiden, muss vor allem die Belastung durch Phosphor verringert werden. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Anfang der 1980er Jahre wurden an fast 90 % aller Messstellen überhöhte Phosphorgehalte gemessen. Seit 2018 liegt der Anteil bei knapp 60 %. Betrachtet man die unterschiedlichen Güteklassen, sieht man eine weitere Verbesserung: Insgesamt ist der Anteil der stärker belasteten Gewässer zurückgegangen. Zu dieser Verbesserung haben vor allem die Einführung phosphatfreier Waschmittel und die Phosphatfällung in den größeren Kläranlagen beigetragen. Derzeit bestehen Engpässe bei der Lieferung von Fällmitteln (z.B. Aluminiumsalze), mit denen der Phosphor in Kläranlagen aus dem Abwasser entfernt wird. Stehen diese Chemikalien zur Abwasserreinigung nicht in ausreichender Menge zur Verfügung, hat dies eine Erhöhung der Phosphorkonzentrationen im Gewässer zur Folge. Nach der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-RL 2000/60/EG) müssen alle Gewässer bis 2027 einen guten ökologischen Zustand erreichen. In Deutschland haben fast zwei Drittel der Gewässer hierfür zu hohe Phosphorgehalte. Um die Einträge in Gewässer zu reduzieren, schreibt die neue Düngeverordnung vor, auf Böden mit hohen Phosphorgehalten wenig Gülle oder phosphorhaltige Mineraldünger auszubringen. In eutrophierten Gebieten können die Anforderungen verschärft werden. Ob dies ausreicht, wird ein Wirkungsmonitoring zeigen. Daneben soll die Abwasserverordnung nach einer Anpassung regeln, dass auch kleine Kläranlagen Phosphor nach dem Stand der Technik entfernen. In größeren Anlagen erfolgt dies bereits. Gemäß Ziel 6.1.a der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung sind die Orientierungswerte für Phosphor spätestens im Jahr 2030 einzuhalten. Wie wird der Indikator berechnet? Die Bundesländer übermitteln dem Umweltbundesamt Messwerte von etwa 250 repräsentativen Messstellen. Für die Einordnung in eine Gewässergüteklasse wird der Mittelwert der Phosphor-Konzentration mit der Konzentration verglichen, die für den guten ökologischen Zustand in dem jeweiligen Gewässertyp nicht überschritten werden sollte (OGewV 2016) . Sie liegen je nach ⁠ Fließgewässertyp ⁠ zwischen 0,1 und 0,15 mg/l Phosphor (bei einem Typ 0,3 mg/l) sowie in Übergangsgewässern bei 0,045 mg/l. Der ⁠ Indikator ⁠ entspricht dem Anteil der Messstellen, die diese Orientierungswerte nicht einhalten.

Nährstoffeinträge über Flüsse und Direkteinleiter in die Ostsee

Nährstoffeinträge über Flüsse und Direkteinleiter in die Ostsee Nährstoffe können über Flüsse und Direkteinleiter in die Ostsee eingetragen werden. Über deutsche Flüsse gelangten im Jahr 2022 ca. 16.000 t Stickstoff und ca. 520 t Phosphor in die Ostsee. Weitere 780 t Stickstoff und 26 t Phosphor trugen Kläranlagen und Industrieanlagen als Direkteinleiter bei. Zustandsbewertung der Ostsee Die neun Vertragsstaaten des Helsinki-Übereinkommens zum Schutz der Meeresumwelt der Ostsee (HELCOM) bewerten alle sechs Jahre den Zustand der Ostsee ( http://stateofthebalticsea.helcom.fi /) (siehe Karte „Einzugsgebiet Ostsee unterteilt nach den HELCOM-Vertragsstaaten“) und veröffentlichen jährlich die in die Ostsee eingetragenen ⁠ Frachten ⁠ von Stickstoff- und Phosphorverbindungen ( http://www.helcom.fi/helcom-at-work/projects/plc-7 ). Diese Frachten führen zu ⁠ Eutrophierung ⁠, schädigen die Ökosysteme und beeinträchtigen die biologische Vielfalt. Die Eintragsdaten, welche jährlich im Rahmen der „Pollution-Load-Compilation“ (PLC) erhoben werden, können für die Flussfrachten unter dem folgenden Link für alle HELCOM-Vertragsstaaten eingesehen werden: PLC-Datenbank . HELCOM-Ostseeaktionsplan Bei der Umsetzung des aktualisierten HELCOM-Ostseeaktionsplans vom Oktober 2021 orientieren sich die Reduktionsziele der Ostseeanrainerstaaten für Stickstoff und Phosphor an wissenschaftlich abgeleiteten Zielwerten für eine Reihe von Eutrophierungsindikatoren (z.B. Sauerstoff, Sichttiefe, Chlorophyll, Nährstoffe) (siehe: Nutrient Reduction Scheme ). Deutschland hat sich im Ostseeaktionsplan verpflichtet, die jährlichen wasser- und luftbürtigen Nährstoffeinträge auf 70.644 t Stickstoff und 510 t Phosphor zu begrenzen (siehe Ostseeaktionsplan update 2021 ). Die letzte Überprüfung der Nährstoffreduktionsziele mit 2020er Daten zeigt, dass Deutschland die Einträge über die Flüsse und die ⁠ Atmosphäre ⁠ in die Ostsee für Stickstoff um 2,4 % (850 t) und für Phosphor um 49 % (220 t) reduzieren muss, um die oben genannten vereinbarten Nährstoffreduktionsziele einzuhalten (siehe: Nutrient Reduction Scheme ). Einträge der Zuflüsse aus Deutschland Aus Deutschland tragen neben den größeren Flüssen Oder, Warnow und Peene 29, meist kleinere Flüsse Nährstoffe aus einem ⁠ Einzugsgebiet ⁠ von rund 31.100 Quadratkilometern in die Ostsee ein. Die Einträge aus 24 Flüssen mit einem Einzugsgebiet von ca. 18.200 Quadratkilometern werden durch chemische Analytik erfasst und quantifiziert (beobachtetes Gebiet). Die Einträge aus 7 Flüssen mit einem Einzugsgebiet von circa 7.300 Quadratkilometern werden durch Modellierung der direkten Einleitungen aus kommunalen Kläranlagen und Industriebetrieben ermittelt (unbeobachtetes Gebiet). Die Einträge aus dem Odereinzugsgebiet werden über chemische Analytik in Polen erfasst und anhand vereinbarter Anteile auf die drei Oderanrainer Tschechien, Deutschland und Polen aufgeteilt (siehe: http://www.mkoo.pl/index.php?lang=DE ). Das deutsche Odereinzugsgebiet hat eine Größe von ca. 5.600 Quadratkilometern. Die Stickstoff- und Phosphoreinträge über Flüsse aus dem deutschen Ostseeeinzugsgebiet haben sich seit 1995 um ca. 40 % von 26.840 t auf 16.000 t Stickstoff und um ca. 50 % Phosphor von 1.030 t auf 520 t im Jahr 2022 reduziert (siehe Abb. „Gesamtstickstoffeinträge in die Ostsee, DE“ und Abb. „Gesamtphosphoreinträge in die Ostsee, DE“). Einträge der Direkteinleiter aus Deutschland 29 Kläranlagen sowie 2 industrielle Anlagen leiten gereinigtes Abwasser direkt in die Ostsee ein. Diese machen circa 5 % der Stickstoffeinträge und ebenso etwa 5 % der Phosphoreinträge aus dem deutschen Ostseeeinzugsgebiet aus. Auch die Stickstoff- und Phosphoreinträge über Direkteinleiter haben sich seit 1995 von 6.370 t Stickstoff bzw. 140 t Phosphor auf 780 t Stickstoff bzw. 26 t Phosphor im Jahr 2022 verringert, was einer Reduktion von ca. 88 % bzw. 81 % entspricht (siehe Abb. „Gesamtstickstoffeinträge in die Ostsee, DE“ und Abb. „Gesamtphosphoreinträge in die Ostsee, DE“). Weniger Nährstoffe in die Ostsee Für den Vergleich von Nährstofffrachten aus unterschiedlichen Jahren zwecks Trendbetrachtung wurden die ⁠ Frachten ⁠ immer in Relation zum jährlichen ⁠ Abfluss ⁠ gesetzt („Abflussnormalisierung“). Die Betrachtung der Frachten in Relation zum jährlichen Abfluss ist für ein aussagekräftiges Ergebnis wichtig, weil, bei hohen Niederschlägen Phosphorgehalte aufgrund des Verdünnungseffekts sinken und ergiebige Niederschläge die Stickstoffeinträge erhöhen. Es werden mehr Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Flächen herausgewaschen und in die Flüsse geschwemmt. Die abflussnormalisierten Stickstofffrachten der Flüsse aus dem deutschen Ostseeeinzugsgebiet sind zwischen 1995 mit 21.000 t und 2022 mit 20.700 t nahezu gleichgeblieben. Die statistische Trendbetrachtung zeigt folglich keinen signifikanten Trend zwischen den Jahren 1995 und 2022 sowie 2011 und 2022 (siehe Trendanalyse Abb. „Gesamtstickstoffeinträge in die Ostsee, DE“ und Abb. „Gesamtphosphoreinträge in die Ostsee, DE“. Die abflussnormalisierten Phosphorfrachten sind zwischen 1995 mit 910 t und 2022 mit 650 t deutlicher gesunken als die Stickstofffrachten. Diese Eintragsreduktion zeigt sich auch in der statistischen Trendbetrachtung. Es konnte ein signifikanter abnehmender Trend sowohl zwischen den Jahren 1995 und 2022 sowie 2011 und 2022 festgestellt werden (siehe Abb. „Gesamtstickstoffeinträge in die Ostsee, DE“ und Abb. „Gesamtphosphoreinträge in die Ostsee, DE“). Damit konnte Deutschland die gewässerbürtigen Phosphoreinträge in die Ostsee statistisch signifikant reduzieren, jedoch sind die Stickstoffeinträge unverändert geblieben. Wie der Vergleich mit den HELCOM-Nährstoffreduktionszielen für Deutschland zeigt, müssen insbesondere weitere Reduktionen für die Phosphoreinträge erreicht werden. Für weitere Reduktionen der Nährstoffeinträge in die Ostsee bedarf es zusätzlicher Maßnahmen, zum Beispiel die Reduktion der Einträge aus der Landwirtschaft. Diese könnten durch das Einhalten der novellierten Düngeverordnung (01. Mai 2020 in Kraft getreten) erreicht werden. Die nationalen Verpflichtungen aus dem Göteborg-Protokoll von 1999 zur Reduzierung von Luftschadstoffemissionen und aus der novellierten ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ (EU) 2016/2284, die sich als Depositionen sowohl in den Einzugsgebieten als auch in der Ostsee wiederfinden, werden auch zu Reduzierungen der Stickstoffbelastung der Ostsee beitragen. Größere Eintragsreduktionen von Stickstoff und Phosphor wurden vor 1995 vor allem durch die Einführung phosphatfreier Waschmittel und der dritten Reinigungsstufe bei Kläranlagen erreicht. Ein optimierter Betrieb von Kläranlagen im deutschen Ostseeeinzugsgebiet und ein Ausbau vor allem der direkt in die Ostsee einleitenden Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe würden die Einträge von Nähr- und Schadstoffen zusätzlich reduzieren und die Einhaltung des Ostseeaktionsplans von 2021 maßgeblich unterstützen oder erst ermöglichen. Methode Die Abflussnormalisierung der Nährstofffrachten wurde nach Larsen, S.E, & Svendsen, L.M. (2021) mit den Daten, die im Rahmen der PLC-Berichterstattung von Deutschland an HELCOM berichtet werden, durchgeführt. Für die statistische Analyse der Zeitreihe wurde eine Trendanalyse für den gesamten Zeitraum (1995 bis 2022) und für den Zeitraum 2011 bis 2022 durchgeführt. Die analysierten Trends wurden mit dem Mann-Kendall-Test auf statistische Signifikanz und abnehmenden oder zunehmenden Trend geprüft.

Flusseinträge und direkte Einträge in die Nordsee

Flusseinträge und direkte Einträge in die Nordsee Die Nordsee wird unter anderem durch Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen belastet. Sowohl die wasserbürtigen Nährstoff- wie auch die Schwermetallfrachten aus dem deutschen Nordseeeinzugsgebiet haben sich seit Mitte der 1990er Jahre bis heute deutlich verringert. In den letzten Jahren bleiben die Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen jedoch auf einem gleichbleibenden Niveau. Flusseinträge in die Nordsee Nähr- und Schadstoffe werden sowohl aus der Luft als auch über Gewässer und Direkteinleiter in die Nordsee eingetragen. Im Wesentlichen tragen die deutschen Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider dazu bei. Diese werden ständig durch Messstellen überwacht (siehe dazu die Übersichtskarte „OSPAR-Meeresgebiet-Regionen“). Um die Schadstoffeinträge zu senken, haben 15 Staaten sowie die Europäische Kommission 1992 das überarbeitete aus dem Jahr 1972/74 stammende Oslo-Paris-Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt im Nordostatlantik ( OSPAR ) unterzeichnet. Die Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ( The North-East Atlantic Environment Strategy ) wurde seit 1992 mehrfach aktualisiert und umfasst Maßnahmen in folgenden Bereichen: ⁠ Biologische Vielfalt ⁠ und Ökosysteme, ⁠ Eutrophierung ⁠, gefährliche Substanzen, menschliche Aktivitäten, offshore Industrie und radioaktive Substanzen. Aufgaben sowie Ergebnisse werden über ein Assessment und ⁠ Monitoring ⁠ Programm gesteuert und abgebildet. Ziel der Strategie in Bezug auf Eutrophierung ist es, diese durch die Reduzierung des Eintrags von Nährstoffen und organischen Stoffen zu bekämpfen, sodass keine nachteiligen Auswirkungen auf die Meeresumwelt entstehen. Ein weiteres Ziel der Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ist es die Freisetzung und die Einleitung von gefährlichen Stoffen zu verhindern, um damit die Verschmutzung der Meere durch Schadstoffe zu reduzieren. Umweltkonzentrationen von natürlich vorkommenden Schadstoffen, wie beispielsweise Schwermetallen, sollen möglichst auf Konzentrationen gebracht werden, die nahe ihrem natürlichen Hintergrundwerten liegen. Damit unterstützt OSPAR auch Ziele der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG) , welche die EU Mitgliedstaaten vereinbart haben. Die Anliegerstaaten des Nord-Ost-Atlantiks berichten jährlich gegenüber OSPAR über Fortschritte beim Erreichen dieser Ziele. Weniger Nährstoffe gelangen in die Nordsee Die unter dem Berichtsformat OSPAR Riverine Input and Direct Discharge (RID) berichteten Stofffrachten deutscher Flüsse in die Nordsee zeigen einen deutlichen Abwärtstrend. In Jahren mit hohen Niederschlägen und hohen Abflüssen werden durch Mobilisierung akkumulierter Altlasten in Sedimenten und durch Abschwemmen von Uferbereichen höhere Stofffrachten über die Flüsse in die Meere getragen als in niederschlagsarmen Perioden (siehe z.B. das Elbehochwasser 2002 oder 2013). Die Betrachtung der Eintragsfrachten in Relation zum ⁠ Abfluss ⁠ („Abflussnormalisierung“) kann diese hohen Messwerte ausgleichen. Für die Trendbetrachtung von Nährstofffrachten über die Zeit wurden die ⁠ Frachten ⁠ immer in Relation zum jährlichen Abfluss gesetzt („Abflussnormalisierung“ – siehe Kapitel Methode). Die Betrachtung der Frachten in Relation zum jährlichen Abfluss ist für ein aussagekräftiges Ergebnis wichtig, weil, bei hohen Niederschlägen Phosphorgehalte aufgrund des Verdünnungseffekts sinken und ergiebige Niederschläge die Stickstoffeinträge erhöhen. Es werden mehr Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Flächen herausgewaschen und in die Flüsse geschwemmt. Die Entwicklung der deutschen Nährstoffeinträge ist in den Abbildungen „Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee“ und „Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee“ dargestellt. Die abnehmenden Nährstofffrachten sind u.a. das Ergebnis von Maßnahmen, die Bund und Länder zur Senkung von Einleitungen aus kommunalen und industriellen Abwasseranlagen vereinbart haben. Weitere Regelungen werden unter anderem zur Verringerung von ⁠ Erosion ⁠ und atmosphärischen Depositionen wie auch zur Reduktion von Einträgen aus der Landwirtschaft getroffen, z.B. in der novellierten Düngeverordnung. Darüber hinaus verursacht die klimabedingte Trockenheit der letzten fünf bis zehn Jahre einen reduzierten flussbürtigen Eintrag von Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor in die deutsche Bucht. Bei der über die Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider aggregierten Betrachtung der abflussnormalisierten Nährstoffeinträge in die deutsche Nordsee ist für beide Nährstoffe, Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, im Zeitraum 1990 – 2021 ein statistisch signifikanter Abwärtstrend zu verzeichnen. Die mittleren abflussnormalisierten Eintragsfrachten an Gesamtstickstoff der letzten Jahre sind ca. 37 % geringer als die mittlere Frachten Anfang der 1990er Jahre. Im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 zeigt sich jedoch kein statistisch signifikanter Abwärtstrend mehr. Hier bleiben die jährlichen abflussnormalisierten Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor auf einem gleichbleibenden Niveau. Aufgrund der Größe des Einzugsgebietes und der damit verbundenen Abflussmenge tragen die Elbe gefolgt von der Weser die höchsten Stickstoff- und Phosphorfrachten in die Nordsee ein. Die aus den Flussgebieten Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Stickstofffrachten verringerten sich im Zeitraum zwischen den Jahren 1990 und 2021 um ca. 37 %, die Phosphorfracht sank um ca. 47 % Die stärkste prozentuale und reale Verringerung der Gesamtstickstoff- sowie auch der Gesamtphosphorfracht zeigte die Elbe. Die jährlichen Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor bleiben im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 auf einem gleichbleibend zu hohem Niveau. Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Deutlich weniger Schwermetalle Bei den Schwermetallen stehen Cadmium, Blei und Quecksilber im Fokus. Die Anliegerstaaten der Nordsee vereinbarten, die Einträge von gefährlichen Stoffen (zum Beispiel Schwermetallen) durch die Verhinderung ihrer Emissionen, Einleitungen und Verluste zu verringern, um Werte zu erreichen, die keine nachteiligen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Meeresumwelt haben. Auch diese Einträge werden maßgeblich vom ⁠ Abfluss ⁠ bestimmt und werden daher, wie die Nährstoffe Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, abflussnormalisiert betrachtet. Die über die Flussgebiete Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Schwermetallfrachten verringerten sich im Zeitraum von 1990 bis 2021 bei Kupfer um ca. 50 %, bei Cadmium, Blei und Zink um ca. 60 % und bei Quecksilber um rund 90 %. Die zu beobachtende Frachtreduktion der Schwermetalle ist hauptsächlich durch Minderungsmaßnahmen bei staub- und gasförmigen Emissionen zu erklären. Diese entstehen überwiegend in Verbrennungs- und Produktionsprozessen, sowie durch Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehr. Emissionsminderungsmaßnahmen für Verbrennungs- und Produktionsprozesse, Stilllegungen veralteter Produktionsstätten nach der Wiedervereinigung, der Einsatz bleifreier Treibstoffe und Anwendungsverbote und -beschränkungen haben insbesondere in den 90er Jahren die Einträge deutlich gesenkt ( Schwermetall-Emissionen ). Jedoch setzten sich diese abnehmenden Trends, außer bei Quecksilber, in der letzten Dekade nicht fort. Die ⁠ OSPAR ⁠ Vertragsstaaten liefern regelmäßig Daten über Flussfrachten (Nährstoffe und Schwermetalle) sowie zu Direkteinleitungen, die entlang der Küste sowie in Flussmündungsgebieten erfolgen. In Deutschland werden diese Daten von den Flussgebietsgemeinschaften und zuständigen Behörden der Länder erhoben. Basierend auf den unter OSPAR RID berichteten Daten ist die Entwicklung der Nordseefrachten in den folgenden Abbildungen dargestellt. Zur Erreichung des guten Umweltzustandes unter der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) ist für Schadstoffe das operative Umweltziel festgelegt, die Schadstoffeinträge über die Flüsse weiter zu reduzieren. Wie die dargestellten Daten zeigen, sind für die Nordsee die Schadstoffeinträge über Flüsse ein maßgeblicher Eintragspfad. Insbesondere schwer abbaubare und bioakkumulierende Stoffe können sich in den Meeresökosystemen anreichern und weit verbreiten. Wirkungen können zeitlich verzögert auftreten. Der aktuelle Zustandsbericht für die Nordsee zur Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) zeigt, dass die Bewertungsschwellen für Blei und Quecksilber im Sediment überschritten werden, für Cadmium wird die Bewertungsschwelle eingehalten.  Alle drei Metalle halten die Bewertungsschwellen im Wasser ein. Kupfer wird im Rahmen der MSRL nicht bewertet ( https://mitglieder.meeresschutz.info/de/berichte/zustandsbewertungen-art8-10.html ). Cadmiumeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Kupfereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Quecksilbereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Bleieinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Zinkeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Methode Die Abflussnormalisierung der Nährstofffrachten und Schwermetalle wurde nach Larsen, S.E, & Svendsen, L.M. (2021) mit den Daten, die im Rahmen der RID-Berichterstattung von Deutschland an ⁠ OSPAR ⁠ berichtet werden, durchgeführt. Für die statistische Analyse der Zeitreihe wurde eine Trendanalyse für den gesamten Zeitraum (1990 bis 2021) und für den Zeitraum 2011 bis 2021 durchgeführt. Die analysierten Trends wurden mit dem Mann-Kendall-Test auf statistische Signifikanz und abnehmenden oder zunehmenden Trend geprüft.

Klärschlamm als Ressource

Klärschlamm als Phosphorressource Klärschlamm als Energieressource Neben der Anerkennung von Klärschlamm als regenerativem Energieträger rückt Klärschlamm auch hinsichtlich seiner Inhaltsstoffe in den Fokus. Wurde er früher traditionell in der Landwirtschaft oder dem Landschaftsbau meist unvorbehandeltstofflich verwertet, verlieren diese beiden Verwertungspfade vor allem durch mögliche Schadstoffbelastungen mehr und mehr an Akzeptanz. Dies kann auch als einer der Gründe angesehen werden, warum die jetzige Bundesregierung in ihrem Koalitionsvertrag für die 18. Legislaturperiode den Ausstieg aus der direkten landwirtschaftlichen Verwertung von Klärschlamm vereinbart hat. Da im Abwasserpfad und dort insbesondere im Klärschlamm beachtliche Mengen der lebensnotwendigen und durch nichts zu ersetzenden Ressource Phosphor enthalten ist, wird seit gut zehn Jahren in Deutschland bzw. Europa an der Erschließung des Phosphors aus sekundären Quellen gearbeitet. Mittlerweile existieren Pilotanlagen für das Phosphor-Recycling aus Klärschlamm bzw. Klärschlammasche. Eines dieser Verfahren, ursprünglich zur Vermeidung von ungewollten Inkrustrationen spontan ausgefällten Struvits in Rohrleitungen der Schlammbehandlung auf Kläranlagen mit biologischer Phosphorelimination und Faulung entwickelt, wird seit 2011 erfolgreich auf der Kläranlage Waßmannsdorf im Großmaßstab eingesetzt. Pro Jahr werden so ca. 40 Mg Phosphor zurückgewonnen und als Mineraldünger in den Nährstoffkreislauf zurückgeführt. Das von den Berliner Wasserbetrieben entwickelte und patentierte Verfahren wird global von einem Lizenznehmer unter dem Namen AirPrex® vermarktet. Der aus dem Faulturm kommende Faulschlamm wird in einem eigens dafür entwickelten Airlift-Reaktor einer pH-Wertanhebung durch CO 2 -Strippung unterzogen. Das Ausblasen des CO 2 erfolgt über Luft, die von unten in den Reaktor gelangt. Bei einem pH-Wert von ca. 8 und durch Dosierung von Magnesiumsalz (MgCl 2 ) fällt bei ausreichender Konzentration von gelöstem ortho-Phosphat und Ammonium das mineralische Struvit (Magnesiumammoniumphosphat, MgNH 4 PO 4 * 6H 2 O) aus. Was zuvor spontan und unerwünscht in Rohrleitungen passierte, wird nun gezielt und kontrolliert durchgeführt. Die Reaktorgeometrie mit einer zylindrischen Trennwand ermöglicht ein zirkulierendes Fließbett, im mittleren Bereich von unten nach oben, im äußeren Bereich von oben nach unten. Dies ermöglicht das Wachstum der Struvitkristalle bis zu einer bestimmten Größe, so dass sie groß und damit schwer genug werden, um in den konischen Reaktorboden abzusinken und diesen zu verlassen. Nach einem Wäscher wird das Mineral in Containern gesammelt und der Verwertung als Düngemittel zugeführt. Die Zulassung als Düngemittel erfolgte gemäß EU Düngemittelverordnung EC 2003/2003. Diese Art der Phosphorrückgewinnung hat auch noch weitere Vorteile. Durch das Ausfällen des Struvits und dessen Ausschleusung wird die Entwässerbarkeit des Faulschlamms erhöht. Dies wirkt sich positiv als Verringerung des Polymerverbrauchs sowie als Erhöhung der Trockensubstanz im entwässerten Schlamm aus. Somit lassen sich gleichzeitig die Kosten für Betriebsmittel und die Schlammentsorgung senken. Im Zuge der Novelle der Klärschlammverordnung soll dem Ressourcenschutz, insbesondere der Ressource Phosphor Rechnung getragen werden. Es wird erwartet, dass die Novelle ein Phosphorrückgewinnungsgebot für Klärschlämme ab einem bestimmten Phosphorgehalt ausspricht. Je nach Entsorgungsart, sollen weitergehende Anforderungen an die Verwertung der Klärschlämme bzw. Klärschlammaschen geregelt werden. Die folgende Abbildung stellt eine denkbare Option für eine zukünftige Klärschlammentsorgung unter dem Aspekt einer stärkeren Ressourcenschonung im Fall Phosphor dar. Daneben gibt es aber natürlich auch andere Varianten. Welche es letztlich wird, hängt vor allem von politischen Weichenstellungen ab, die heute noch nicht vollumfänglich vorhersehbar sind. Mit dem Ziel der Verbesserung der Energie-und Klimabilanz sowie zur Hebung des Phosphorrecyclingpotentials bei der Entsorgung von Klärschlämmen des Landes Berlins wurde das “Projekt über die Weiterentwicklung des Klima- und Ressourceneffizienzpotentials durch HTC-Behandlung ausgewählter Berliner Klärschlämme” im Umweltentlastungsprogramm II (UEP II) unter der Projektnummer 11443 UEPII/2 durch die Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz gefördert, sowie durch die Europäische Union kofinanziert. Klärschlamm eignet sich auf Grund des hohen Anteils an organischen Bestandteilen insbesondere als Ersatzbrennstoff in der Kohle- bzw. Zementindustrie und ist zudem der wichtigste sekundäre Phosphorlieferant. Mit der Erhöhung des Klärschlammtrockensubstanzgehaltes wie z. B. durch Hydrothermale Karbonisierung (HTC) kann die Klärschlammentsorgungsmenge wesentlich reduziert werden bzw. kann der hochentwässerte Klärschlamm wegen seines verbesserten Heizwertes höherwertige Brennstoffe ersetzen. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes zeigen die Möglichkeiten und Grenzen der hydrothermalen Karbonisierung (HTC) von entwässertem Klärschlamm bei der Verbesserung der Energie-, Klima- und Umweltbilanz der Klärschlammentsorgung des Landes Berlin auf. Es wurden Klärschlämme von 4 Klärwerken in Laborversuchen sowie in einer Pilotanlage untersucht und Aussagen zur Energie- und Klimabilanz, zu den Phosphor- und Schwermetallgehalten der HTC-Produkte bzw. zur Entwicklung des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB-Wert) abgeleitet.

UBA-Empfehlungen für Novellierung der Stoffstrombilanzverordnung

UBA-Empfehlungen für Novellierung der Stoffstrombilanzverordnung Ein Ziel der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie ist die Senkung der Stickstoffüberschüsse und der Phosphoreinträge in Oberflächengewässer. In einem Bericht macht das UBA Vorschläge für die Novellierung der Stoffstrombilanzverordnung 2021, um die Stickstoffüberschüsse landwirtschaftlicher Betriebe effektiv zu begrenzen und die Phosphoreinträge aus landwirtschaftlich genutzten Flächen zu reduzieren. Die Landwirtschaft in Deutschland ist dafür verantwortlich, dass zu viel Stickstoff und Phosphor in die Umwelt gelangt und Böden und Gewässer belastet. Damit Nährstoffüberschüsse wirkungsvoll gesenkt werden können, müssen Stickstoff- und Phosphor, die z.B. über Dünge- und Futtermittel in den Betrieb eingehen und in Form von tierischen und pflanzlichen Produkten den Betrieb wieder verlassen, erfasst und begrenzt werden. Die Erfassung dieser Flüsse durch eine sogenannte Stoffstrombilanz (synonym Hoftorbilanz) ist in der Stoffstrombilanzverordnung (StoffBilV) geregelt. Im Jahr 2021 soll die Stoffstrombilanzverordnung novelliert werden. Dies ist notwendig, da aktuell nur wenige viehstarke Betriebe erfasst werden, aber auch, weil der gesetzlich vorgeschriebene Höchstwert für den Stickstoffüberschuss mit 175 kg N/ha*a keine regulierende Wirkung hat. Eine Begrenzung der Phosphorüberschüsse fehlt komplett. Im ⁠ UBA ⁠-Forschungsvorhaben „Evaluierung der novellierten Düngegesetzgebung“ (FKZ 3718 722) erarbeiteten die Autoren um Dr. Martin Bach von der Uni Gießen und Prof. Friedhelm Taube von der Uni Kiel konkrete Vorschläge für eine Änderung der Stoffstrombilanzverordnung. Diese sehen vor, den betrieblichen Stickstoffüberschuss an die ausgebrachte Wirtschaftsdüngermenge zu koppeln und auf 50 bis 120 kg N/ha*a zu begrenzen. Zudem wird empfohlen die Stickstoffüberschüsse bis 2030 schrittweise auf maximal 90 kg N/ha*a zu senken, damit das Ziel der Nachhaltigkeitsstrategie auch erreicht wird. Um eine effiziente Nutzung von Wirtschaftsdüngern zu ermöglichen, wird die geringere Pflanzenverfügbarkeit des darin enthaltenen Stickstoffs in dem Ansatz berücksichtigt. Dieser Vorschlag wird als „120/120-Modell“ bezeichnet und steht für einen betrieblichen Überschuss von höchstens 120 kg N/ha*a bei einem maximal anrechenbaren Stickstoffanfall über Wirtschaftsdünger von ebenfalls 120 kg N/ha*a. Für Phosphor schlagen die Autoren vor, den maximal zulässigen Überschuss vom Phosphorgehalt im Boden abhängig zu machen. Dadurch wären auf Böden mit einer zu geringen Phosphorversorgung weiterhin Überschüsse möglich. Auf Böden mit einer zu hohen Phosphorversorgung käme es dagegen zu einer Abreicherung.

1 2 3 4 5 … 20 21 22