Der Rat der EU hat am 10. Februar 2012 die vom Europäischen Parlament beschlossene Verordnung in Bezug auf die Verwendung von Phosphaten und anderen Phosphorverbindungen in Wasch- und Maschinengeschirrspülmitteln angenommen. Für Textilwaschmittel gilt ab 30. Juni 2013 ein Grenzwert von höchstens 0,5 Gramm Phosphor pro normaler Dosierung für einen Waschvorgang. Ab 1. Januar 2017 tritt ein Höchstwert von 0,3 Gramm Phosphor pro Dosierung in Maschinengeschirrspülmitteln in Kraft.
Die Europäische Kommission hat am 4. November 2010 einen Vorschlag vorgelegt, der ein Verbot der Verwendung von Phosphaten und eine Beschränkung von anderen phosphorhaltigen Verbindungen in Haushaltswaschmitteln vorsieht. Mit dem Verordnungsentwurf soll die in Abwässern vorhandene Menge an Phosphaten verringert und die Wasserqualität verbessert werden. Er betrifft nicht Spülmittel für automatische Geschirrspüler oder solche Mittel, die von gewerblichen Nutzern verwendet werden, da technisch und wirtschaftlich machbare Alternativen noch nicht flächendeckend in der EU erhältlich sind. Jedoch dürfen die Mitgliedstaaten den Phosphatgehalt dieser Waschmittel in bestimmten Fällen durch Rechtsvorschriften regeln.
Der vom Umweltbundesamt beauftragte Forschungsbericht hatte zum Ziel, die Relevanz der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigung im Hinblick auf den Eintrag von Phosphat und anderen Phosphorverbindungen (P) in das Abwasser und damit auf die Gewässergüte zu untersuchen. In einem ersten Schritt wird ein Überblick über die verschiedenen technischen Verfahren der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigung gegeben und der Frage nachgegangen, wo bereits heute auf Phosphat verzichtet werden kann bzw. wo Phosphat für eine optimale Reinigung unter Beachtung von Hygiene, Energie- und Wasserverbrauch unerlässlich ist. Ausgehend von den in der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigung eingesetzten Phosphor-Mengen wird eine Abschätzung der Auswirkung einer Reduktion des Phosphor-Einsatzes im gewerblichen Bereich auf die Gewässergüte vorgenommen. Veröffentlicht in Texte | 98/2021.
Die Phosphormengen in Waschmitteln und in Maschinengeschirrspülmitteln sind über die europäische Detergenzienverordnung in Produkten für den privaten Endverbraucher begrenzt. Für den gewerblichen Bereich existieren in der Phosphathöchstmengenverordnung (PHöchstMengV) Grenzwerte für Waschmittel, welche durch das in Kraft treten der Detergenzienverordnung teilweise außer Kraft gesetzt wurden. Das Vorhaben liefert Informationen, ob es zum Schutz der Umwelt erforderlich ist, eine Anpassung der geltenden Phosphat-Begrenzung in der PHöchstMengV für Waschmittel der ge-werblichen Textilreinigungen vorzunehmen und den Anwendungsbereich der PHöchstMengV um die gewerbliche maschinelle Geschirreinigung zu erweitern. Im Rahmen der des Projektes wurden die Gründe der Nutzung von P-Verbindungen in der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigungen und die eingesetzten Mengen recherchiert. Zusätzlich wurden Vergleichswerte auf Basis der Produktion von Wasch- und Reinigungsmitteln und den vorhandenen Maschinenparks ermittelt. Diese Ergebnisse wurden Berechnungen über den Zulauf der öffentlichen Kläranlagen gegenüber gestellt. In der Gesamtschau wird von einem Eintrag in das Abwasser aus Phosphaten und Phosphorsäue aus der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigungen sowie von industriellen Reinigern von 3 000 bis 5 000 t Phosphor pro Jahr ausgegangen. Die Spannbreite für Phosphor aus Phosphonaten wurde mit 120 bis 1 332 t Pges / a ermittelt. Phosphat wird in Kläranlagen gezielt zurückgehalten. Anhand der Berechnungen kann mit Einträgen aus Phosphat und Phosphorsäure in die Gewässer zwischen 167 und 369 t Pges / a, entsprechend etwa 0,7 bis 1,6 % der gesamten Pges Einträge, gerechnet werden. Die Rückhalteleistung der Kläranlagen für Phosphor aus Phosphonaten ist Gegenstand laufender Forschungsvorhaben. Unter Berücksichtigung der Annahme, dass 50% zurückgehalten werden ergeben sich Emissionen von 60 bis 666 t Pges / a, entsprechend etwa 0,3 % bis 3 % der gesamten Pges Einträge in Oberflächengewässer. Quelle: Forschungsbericht
Gewässer Berlin liegt zwischen den beiden großen Stromgebieten der Elbe und der Oder. Die wichtigsten natürlichen Wasserläufe im Raum Berlin sind die Spree und die Havel. An weiteren natürlichen Wasserläufen sind Dahme, Straußberger Mühlenfließ, Fredersdorfer Fließ, Neuenhagener Mühlenfließ, Wuhle, Panke und Tegeler Fließ zu nennen. Neben den natürlichen Gewässerläufen gibt es eine Vielzahl künstlich geschaffener Fließgewässer – die Kanäle. Innerhalb des Stadtgebietes von Berlin sind in erster Linie der Teltowkanal, der Landwehrkanal und der Berlin-Spandauer-Schiffahrtskanal mit dem Hohenzollernkanal zu nennen. Für die Gütebeschaffenheit der Berlin durchfließenden Gewässer kommt der Spree eine besondere Bedeutung zu. Die Kanäle in Berlin werden überwiegend mit Spreewasser gespeist, so daß deren Wassergüte von der Qualität des Spreewassers beeinflußt wird. Bedingt durch die gegenüber der Oberhavel deutlich höhere Abflußmenge wirkt sich die Beschaffenheit des Spreewassers auch entscheidend auf das Güteverhalten der Havel unterhalb der Spreemündung aus. Die Wasserbeschaffenheit der Stadtspree wiederum wird innerhalb des Stadtgebietes von vielen kleineren Zuflüssen anderer Gewässer geprägt. In der Reihe der deutschen Flüsse nimmt die Spree jedoch nur einen bescheidenen unteren Rang ein. Im Vergleich zu Oder (langjähriger mittlerer Abluß bei Hohensaaten-Finow: 543 m 3 /s) und Elbe (langjähriger mittlerer Abluß bei Barby: 558 m 3 /s) weisen selbst Spree und Havel – in der Unterhavel vereint – nur einen rund 10mal geringeren Abfluß auf. Einleitungen /Kühlwasser Die hohe Belastung von Spree und Havel wird besonders deutlich, wenn man die Jahresabflußsumme mit der darin enthaltenen Summe der Einleitungen vergleicht. Die jährliche Einleitungssumme aus dem Raum Berlin beträgt etwa 400 Mio. m 3 (ohne Regenwasser der Trennkanalisation). Die mittlere jährliche Abflußsumme von Spree und Oberhavel ist mit 1,73 Mrd. m 3 anzusetzen. Damit besteht also rund ein Viertel des Abflusses aus Einleitungswasser. Etwa 3/4 dieses Einleitungswassers kommt aus den Abläufen der öffentlichen Großklärwerke. Die Kühlwasserentnahmen der Wärmekraftwerke und der Industrie sind im Vergleich zu dem vorgenannten Einleitungsvolumen weitaus höher; das entnommene Wasservolumen aus den Oberflächengewässern liegt allein für den Westteil der Stadt in der durchschnittlichen Jahressumme bei ca. 1,3 Mrd. m 3 . In Trockenjahren ist der Kühlwasserbedarf sogar größer als das gesamte Wasseraufkommen der Spree. Diese Situation kann sich im Hinblick auf eine verstärkte Industrieansiedlung im wachsenden Ballungsraum Berlin noch verschärfen, da längerfristig mit einem Rückgang der Abflußmenge der Spree gerechnet werden muß. Durch die Zuführung von Sümpfungswasser aus dem Braunkohletagebau im mittleren Spreegebiet ist das Wasserdargebot in der unteren Spree gegenüber dem natürlichen erheblich erhöht. Eine zunehmende Verringerung des Braunkohletagebaus wird somit zu einer niedrigeren Abflußmenge der Spree führen. Eutrophierung Das Hauptproblem für die Gewässer in und um Berlin ist die zunehmende Anreicherung mit Pflanzen-Nährstoffen, insbesondere mit Stickstoff- und Phosphorverbindungen. In unbelasteten Gewässern wird durch die gering vorhandenen Mengen normalerweise das Pflanzenwachstum begrenzt. In einem Gewässer mit geringer Nährstoffzufuhr führt der biogene Stoffumsatz durch die Selbstregulierung der Nahrungskette zu einer gleichgewichtigen Verteilung der an diesem Stoffumsatz beteiligten Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Zu den wichtigsten Produzenten im Gewässer gehören die Algen. Sie sind in der Lage, aus den anorganischen Nährsalzen organische Substanz aufzubauen, die dann den Konsumenten (u.a. Zooplankton, Fische) als Nahrungsgrundlage dient. Der mikrobielle Abbau abgestorbener Algen, Wasserpflanzen und Fische erfolgt letztlich durch die Destruenten (Bakterien). Zusätzlich zu der – wenn auch überwiegend geringen – Vorbelastung gelangen innerhalb Berlins mit den kommunalen und industriellen Abwässern übermäßig hohe Nährstoffeinträge wie Phosphat und Stickstoff in die Gewässer. Durch das Nährstoffüberangebot (Eutrophierung) vermehrt sich das Phytoplankton so stark, daß tierische Planktonorganismen oft nicht in der Lage sind, dieser Entwicklung ausreichend entgegenzuwirken. Der sich normalerweise selbstregulierende Stoffkreislauf ist gestört, eine Massenentwicklung von Algen ist die Folge. Hauptsächlich in den warmen Sommermonaten kommt es zu Algenblüten, verbunden mit negativen Folgen für das Gewässer. Massenvorkommen von Algen wirken sich vor allem auf das Lichtklima, den Sauerstoffgehalt in Form von Über- und Untersättigung, den pH-Wert und damit auf den Umsatz des anorganischen Stickstoffs aus. Für einen schnellen mikrobiellen Abbau abgestorbener Algenmassen ist ein hoher Sauerstoffgehalt im Gewässer erforderlich. Da der Sauerstoffgehalt in geschichteten Seen mit der Tiefe abnimmt, sinkt der überwiegende Teil der Algenmassen auf den Gewässerboden; hier findet ein erheblich langsamer ablaufender vorwiegend anaerober bakterieller Abbauprozeß, verbunden mit Faulschlammbildung, statt. Vor allem für die seenartigen Erweiterungen der Spree- und Havelgewässer liegen alle Voraussetzungen vor, die eine starke Algenbildung mit ihren negativen Folgen begünstigen: Große Wasseroberflächen mit guter Lichteinwirkung bei geringen Wassertiefen, äußerst geringe Fließgeschwindigkeiten und damit lange Verweilzeiten, günstige Wassertemperaturen durch den Einfluß der Kraftwerke und schließlich ein ständiger Nachschub an Nährsalzen durch die Abläufe der Großklärwerke.
Nach wie vor ist in den Berliner Gewässern die Anreicherung mit Pflanzen-Nährstoffen, vor allem mit Stickstoff- und Phosphorverbindungen, sehr hoch. Damit verbunden ist das Auftreten von beträchtlichen Schwankungen im Sauerstoffgehalt, die durch erhöhtes Wachstum bzw. Abbau von Algen verursacht werden. Im allgemeinen ist die Nährstoffkonzentration stark von der Wasserführung (Abfluß) abhängig. In niederschlagsreichen Jahren ist deshalb die Wassergüte grundsätzlich besser als in Jahren mit nur geringem Niederschlag. Ein ”Verdünnungseffekt” durch hohe Abflüsse tritt in Großstädten jedoch nur bedingt auf, da hier der Eintrag von Nähr- und Schadstoffen mit den Niederschlägen steigt. Das Jahr 1991 ist durch eine sehr geringe Abflußmenge gekennzeichnet (Sommermittelwert am Pegel Sophienwerder = 15,17 m 3 /s). Einfluß der Klärwerke Das Hauptgewässer Berlins, die Spree, erreicht das Stadtgebiet relativ mäßig belastet. Die Stadtspree, die kleinen Nebenflüsse und die Kanäle in Berlin werden durch Industrie, Großkläranlagen und Regenwassereinleitungen stark bis übermäßig belastet. Außerordentlich stark belastet sind die Gewässer, die von den Klärwerksabläufen unmittelbar betroffen sind. Besonders hohe Belastungen weisen dabei die Gewässer auf, deren Abflüsse im Vergleich zu den Einleitungsmengen gering sind, wie z. B. Neuenhagener Mühlenfließ, Wuhle, Nordgraben, Panke und auch Teltowkanal. Gut die Hälfte der von Klärwerksabläufen beeinflußten Gewässer mündet in die Spree. Die Stadtspree und die von ihr abhängenden Kanäle weisen daher ebenfalls hohe Belastungswerte auf. Belastungen durch Rieselfeldabläufe haben für die Gewässer aufgrund umfangreicher Stillegungen nur noch eine untergeordnete bzw. keine Bedeutung mehr. Nach Inbetriebnahme des Klärwerkes Schönerlinde und der Erweiterung des Klärwerkes Ruhleben werden nur noch wenige Rieselfelder betrieben. Der Teltowkanal ist Aufnahmegewässer der Klärwerksabläufe Waßmannsdorf, Marienfelde, Ruhleben und Stahnsdorf. Die Phosphat-Reduzierungsmaßnahmen in den Klärwerken führen zwar zu einer verringerten Phosphatbelastung; das Nährstoffüberangebot im Teltowkanal bleibt dennoch gegeben. Die hohen E. coli-Werte zeugen von einer relativ hohen Fäkalwasserbelastung. Die Wasserbeschaffenheit der Havel unterhalb der Spreemündung ist geprägt von der erheblich höheren Abflußmenge der Spree. Durch die seit Mitte der 80er Jahre in Berlin (Ost- und Westteil der Stadt) vorgenommenen Gewässerschutzmaßnahmen, wie Einbau von Simultanfällungsanlagen in den Klärwerken, Inbetriebnahme der Phosphat-Eliminationsanlage am Zufluß des Nordgrabens in den Tegeler See und Umleitung des Ablaufes der Kläranlage Ruhleben von der Spree in den Teltowkanal, konnten die zuvor übermäßig hohen Phosphatfrachten der Stadtspree und der Berliner Unterhavel deutlich reduziert werden. Gegenüber dem in der ersten Ausgabe des Umweltatlasses dargestellten vergleichbaren Abflußjahr 1976 wurde bei der Phosphatbelastung eine Verbesserung um etwa eine Bewertungsklasse erreicht. Eine weitere Reduzierung ist jedoch notwendig, da sich die Phytoplankton-Massenentwicklung nicht merklich verringert hat. Von allen Berliner Gewässern sind die als Badegewässer genutzten, seenartigen Bereiche der Unterhavel am stärksten durch die intensive Entwicklung des Phytoplanktons beeinträchtigt. Gemessen an der Eutrophierungsschwelle von 0,01 mg/l PO 4 -P ist der Grad der Eutrophierung der Unterhavel immer noch zu hoch. Hinsichtlich der Ammoniumbelastung ist für das dargestellte Abflußjahr 1991 gegenüber 1980 sowie im Vergleich mit den Abflußjahren 1986 und 1989 noch keine signifikante Verbesserung der Gütebeschaffenheit erkennbar. Die in Tabelle 1 ausgewiesenen NH 4 -N-Konzentrationen belegen ein seit Jahren konstant hohes Niveau. An der Nährstoffbelastung dieser Gewässerabschnitte läßt sich besonders deutlich erkennen, daß der Hauptanteil der Nährstoffeinträge über die Klärwerke in und um Berlin erfolgt, da sich nahezu alle Abschnitte unterhalb von Klärwerksabflüssen befinden. Aufgrund der zukünftig zu erwartenden höheren Abwassermengen und der damit einhergehenden steigenden Ablaufmenge der Klärwerke in dem wachsenden Ballungsraum Berlin wird sich der Anteil der Einleitungen in die Berliner Gewässer erhöhen. Verschärfend für das Mißverhältnis zwischen natürlichem Wasserdargebot und dem nährstoffreichen Einleitungswasser kommt hinzu, daß sich in den kommenden Jahren die Abflußmenge der Spree durch geringere Zuführung von Sümpfungswasser aus dem Braunkohletagebau verringern wird. Nur durch konsequente Anwendung modernster Klärwerkstechnologie (Phosphat-Fällung, Stickstoffelimination, Ablauffiltration) in allen Klärwerken im Raum Berlin, Durchführung umfangreicher Sanierungs- und Erweiterungsarbeiten im Bereich der Abwasserkanalisation und Eindämmung der Einleitungsmengen aus der Regen- und Mischwasserkanalisation in die Gewässer ist eine spürbare Reduzierung der derzeit noch zu hohen Nährstoffbelastung in den Berliner Gewässern in den kommenden Jahren denkbar.
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.
Wasser wird zu Abwasser, wenn es durch den Gebrauch des Menschen verschmutzt wird. Bevor es in ein Gewässer eingeleitet und dem natürlichen Wasserkreislauf wieder zugeführt wird, muss es gesammelt und in einer Kläranlage gereinigt werden. In kommunalen Kläranlagen erfolgt die Reinigung des verschmutzten Wassers zunächst in einem mechanisch-biologischen Verfahren. In der mechanischen Behandlungsstufe werden Grobstoffe (wie etwa Hygieneartikel) durch Rechen sowie absetzbare mineralische Verunreinigungen (wie Sand) im Sandfang aus dem Abwasser entfernt. Die biologische Behandlung – meist nach dem Belebtschlammverfahren – dient dem Rückhalt und Abbau enthaltener Stoffe, wie organische Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Durch chemisch-physikalische Verfahren kann der Nährstoffgehalt im Abwasser weiter reduziert werden. Für eine ausführlichere Darstellung siehe auch Kommunale Abwasserbeseitigung . Industriell-gewerbliches Schmutzwasser wird entweder über die Kanalisation zur Mitbehandlung einer öffentlichen Kläranlage zugeleitet (Indirekteinleiter) oder auf dem Betriebsgelände behandelt und direkt einem Gewässer zugeführt (Direkteinleiter). Auf der Seite Industrielle und gewerbliche Abwasserbeseitigung wird dies näher erläutert. Dennoch handelt es sich auch bei gereinigtem Abwasser am Ablauf einer Kläranlage bei Einleitung ins Gewässer um Abwasser, welches noch Stoffe und Mikroorganismen enthält, die nicht aus dem Abwasser entfernt wurden. Hierbei kann es sich zum einen um Mikroschadstoffe , zum anderen um wasserbürtige Krankheitserreger handeln. Die Ableitung von Schmutzwasser und Niederschlagswasser aus Siedlungsgebieten erfolgt über die öffentliche Kanalisation entweder in Misch- oder Trennsystemen. Neben der öffentlichen Kanalisation gibt es auch private Abwasserleitungen auf Privatgrundstücken. Je nach Belastungsgrad kann Niederschlagswasser aus Trennsystemen in ein Gewässer eingeleitet oder muss vor Einleitung behandelt werden. Abwasser aus Mischsystemen und Schmutzwasser aus Trennsystemen wird in Kläranlagen behandelt. Zudem kann unbehandeltes Abwasser bei erhöhten Niederschlägen durch Abschläge aus der Mischkanalisation in Gewässer gelangen. Wie das in ihrem Gebiet anfallende Schmutz- und Niederschlagswasser beseitigt wird, stellen die zuständigen Gemeinden oder Wasserverbände in sogenannten Abwasserbeseitigungskonzepten (ABK) dar. In NRW dürfen Zustands- und Funktionsprüfungen privater Abwasserleitungen nur von anerkannten Sachkundigen durchgeführt werden. Eine Übersicht zur Entwicklung und Stand der Abwasserbeseitigung in Nordrhein-Westfalen findet sich im aktuellen Bericht des Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr Nordrhein-Westfalen (MUNV). Die zugehörigen Daten sind der Öffentlichkeit über das Fachinformationssystem ELWAS-WEB frei zugänglich. Durch die Forschungsförderung zu neuen Konzepten und innovativen Verfahren wird die stetige Weiterentwicklung der Abwasserwirtschaft in Nordrhein-Westfalen effektiv unterstützt. Wer gereinigtes Abwasser in ein Gewässer einleitet, muss eine Abwasserabgabe bezahlen, die einen zusätzlichen wirtschaftlichen Anreiz zur Minderung der eingeleiteten Schadstofffracht ausübt. Einleitstelle der Kläranlage Schieder-Schwalenberg in die Emmer, Foto: D. Kracht, BR Detmold
Das Abwasser aus Haushalten und Kleingewerben wird über die Kanalisation gesammelt und zur Reinigung den kommunalen Kläranlagen zugeleitet. Auch Industriebetriebe, die ihr Abwasser nicht in betriebseigenen Kläranlagen reinigen, leiten dieses über die Kanalisation in kommunale Kläranlagen ein. In Nordrhein-Westfalen werden rund 600 kommunale Kläranlagen betrieben; etwa die Hälfe davon von zehn Wasserwirtschaftsverbänden. Die Abwasseranlagen (Kanäle, Pumpen, Kläranlagen usw.) sollen kostendeckend über die Abwassergebühren finanziert werden. Das Abwasser einzelnstehender Häuser, die nicht an die Kanalisation angeschlossen sind bzw. werden können, wird in hauseigenen Kleinkläranlagen behandelt oder in abflusslosen Gruben zur Behandlung in einer Kläranlage gesammelt. Nicht behandlungsbedürftig sind hingegen unverschmutzte Niederschlagswässer, z.B. von Terrassen, Fußgänger- oder Radwegen. In kommunalen Kläranlagen erfolgt die Reinigung des verschmutzten Wassers zunächst in einem mechanisch-biologischen Verfahren. In der mechanischen Behandlungsstufe werden Grobstoffe (wie etwa Hygieneartikel) durch Rechen sowie absetzbare mineralische Verunreinigungen (wie Sand) im Sandfang aus dem Abwasser entfernt. Die biologische Behandlung – meist auf dem Belebtschlammverfahren basierend – dient dem Rückhalt und Abbau enthaltener Stoffe, wie organische Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Durch chemisch-physikalische Verfahren kann der Nährstoffgehalt im Abwasser weiter reduziert werden. In konventionellen Kläranlagen mit mechanisch-biologischer und chemisch-physikalischer Abwasserbehandlung werden zwar die im unbehandelten Abwasser (Rohabwasser) enthaltenen Mikroorganismen – wie parasitische Protozoen, Bakterien fäkalen Ursprungs sowie human-pathogene enterale Viren – und viele chemische Stoffe in ihrer Konzentration verringert, aber nicht vollständig und zielgerichtet eliminiert. Hierzu bedarf es einer weitergehenden Abwasserbehandlung. Zur Elimination von Mikroschadstoffen können beispielsweise Verfahren mittels Einsatz von Ozon oder Aktivkohle angewendet werden; zum Rückhalt von Mikroorganismen beispielsweise solche mittels Membranfiltration (Ultrafiltration). Weitere Informationen finden sich auf den Seiten Wasserbürtige Krankheitserreger und Mikroschadstoffe im Abwasser . Im Rahmen der amtlichen Überwachung gemäß § 94 Landeswassergesetz (LWG) werden alle Abwassereinleitungen auf die Einhaltung der im wasserrechtlichen Bescheid festgelegten Grenzwerte für Abwasserinhaltsstoffe (Parameter) hin überprüft. Die Einhaltung der in den wasserrechtlichen Bescheiden vorgegebenen chemisch-physikalischen Parameter erfolgt sowohl durch die amtliche Überwachung des LANUV und der zuständigen Wasserbehörden, als auch durch Selbstüberwachung der Betreiber. Die Überwachungshäufigkeit wird nach Art und Zusammensetzung des Abwassers festgesetzt. Das LANUV unterstützt das Umweltministerium, die oberen Wasserbehörden der fünf Bezirksregierungen sowie die 54 unteren Wasserbehörden der Städte und Kreise bei der Klärung von fachlichen Fragen, z.B. im Rahmen der Erteilung von Genehmigungen und Erlaubnissen, sowie bei der Planung und Durchführung von Überwachungskampagnen. Eine Zusammenfassung zur Entwicklung und Stand der Abwasserbeseitigung in Nordrhein-Westfalen findet sich im aktuellen Bericht des Umweltministeriums. Zudem sind die zugehörigen Daten der Öffentlichkeit durch das Fachinformationssystem ELWAS-WE B frei zugänglich . Klärwerk Emschermündung, Foto: P. Jagemann, EGLV
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.
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