Die Mikroschadstoffe im Fokus

Die Mikroschadstoffe im Fokus

Die Mikroschadstoffe im Fokus
Prof. Johannes Pinnekamp, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen

Der Umgang mit dem Thema Mikroschadstoffe ist bei den Ver- und Entsorgern in Deutschland noch strittig. Forschungsbedarf besteht z. B. in der weitergehenden Aufklärung des Stoffinventars in Abwässern.

Wasser Berlin International 2017: Das Herzstück der Messe ist der begleitende Kongress. Das Thema Mikroschadstoffe sorgte dort an drei Veranstaltungstagen Ende März für Gesprächsstoff.

Mit den Zukunftsthemen der Wasserwirtschaft setzten sich knapp 40 Experten in ihren Vorträgen auf dem Kongress während der diesjährigen Wasser Berlin International auseinander. Referenten aus Politik, Wissenschaft und Praxis informierten über aktuelle Forschungsprojekte, den Sachstand und die Zukunft von EU-Regulierungen wie z. B. die Wasserrahmenrichtlinie, branchenspezifische Sicherheitsstandards, Energieeffizienz auf den Kläranlagen, Benchmarking sowie die Sicherung des Fachkräftenachwuchses.

Bis zu 70.000 chemische Substanzen im täglichen Gebrauch
Die meisten Vorträge hatten jedoch die Problematik der Mikroschadstoffe zum Inhalt – vielleicht auch deshalb, weil die Positionen in Deutschland darüber, wie damit umzugehen ist, sehr unterschiedlich sind: Vom Vorsorgeprinzip und Minimierungsgebot bis hin zum Verursacherprinzip erstrecken sich die möglichen Handlungsfelder, um die Qualität der Gewässer langfristig und nachhaltig zu sichern. Prof. Johannes Pinnekamp vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen skizzierte die Ausgangslage mit beeindruckenden Zahlen: Beim Chemical Abstract Service der American Chemical Society werden jeden Tag 70.000 neu entwickelte chemische Verbindungen registriert. Wirtschaftlich genutzt werden laut OECD 100.000 chemische Substanzen, 30.000 bis 70.000 davon sind im täglichen Gebrauch. 5000 der Stoffe gelten nach Ansicht des Sachverständigenrats für Umweltfragen als potenziell umweltgefährdend. Carbamazepin, Diclofenac und Iopamidol lassen sich nicht nur im Zu- und Ablauf von Kläranlagen nachweisen, sondern auch im Grund- und Trinkwasser. Die Kosten für die eine vierte Reinigungsstufe bezifferte Pinnekamp auf Basis der Zahlen von bestehenden Anlagen  auf 2,50 bis 7,50 Euro pro Einwohner und Jahr; der zusätzlich benötigte Energiebedarf beträgt 5 bis 15 Prozent.

Die Einführung der 4. Reinigungsstufe ist umstritten
Dr. Michael Beckereit, Geschäftsführer von Hamburg Wasser und Vizepräsident des VKU, bezeichnete Arzneimittel als „eine der größten Herausforderungen“ und plädierte für die Durchsetzung des Verursacherprinzips: „Denn die Kosten für die Eliminierung der Arzneimittelwirkstoffe aus dem Abwasser können unseren Kunden nicht aufgebürdet werden“, so die Position von Beckereit.
Bei der Stadtentwässerung Dresden ist noch keine Entscheidung darüber getroffen worden, wie man dort mit dem Thema „Mikroschadstoffe“ umgehen wird. „Wenn wir zu schnell in die vierte Reinigungsstufe investieren“, so die Befürchtung von Geschäftsführerin Gunda Röstel, „dann lehnt sich die Industrie zurück“. Ihrer Meinung nach sollte beim Produktdesign angesetzt werden, um die Schadstoffproblematik gar nicht erst entstehen zu lassen. Auch die Produktzulassung ist ein Instrument zur Regulierung der Schadstoffemissionen. „Da sind wir noch in den Kinderschuhen“, kommentierte Jean-Paul Lickes vom luxemburgischen Ministerium für nachhaltige Entwicklung die Situation in Europa. Die derzeitige Lösung ist daher, das eigene Verbraucherverhalten zu überdenken, denn „jeder von uns ist Emittent“. Und „mit technischen End-of-Pipe-Lösungen wenigstens 80 Prozent der Mikroschadstoffe aus dem Abwasser herauszuholen“.

Die Spurenstoffstrategie des Bundes ist in Arbeit
Über den Stand der Spurenstoffstrategie des Bundes berichtete Jörg Wagner, Ministerialdirigent im Bundesumweltministerium. Wie sensibel das Thema ist, zeigt die Tatsache, dass Wagner von einem Teil der an dem Stakeholder-Dialog beteiligten Interessenvertreter gebeten wurde, in seinem Vortrag nicht zu viele Details bekanntzugeben. Auch der ursprüngliche Begriff „Mikroschadstoffstrategie“ wurde auf Wunsch einiger Interessenvertreter in „Spurenstoffstrategie“ geändert. Während das Umweltbundesamt die Einführung der vierten Reinigungsstufe fordert, will das Bundesumweltministerium erst die Ergebnisse des Stakeholder-Dialogs abwarten. Daran beteiligt sind 25 Vertreter der Hersteller und Verarbeiter von Arzneimitteln, Bioziden, Kosmetika, Waschmitteln, Haushalts- und Industriechemikalien, Berufsgruppen wie Ärzte oder Apothekerverbände, die Einflussmöglichkeiten bei der Verwendung der Stoffe haben, Wasserverbände, Vertreter der Länder und Kommunen sowie Verbraucherschützer und Umweltverbände. Seit der Auftaktveranstaltung im November 2016 fanden Workshops zu Minderungsstrategien an den Quellen und in der Anwendung statt sowie zu Möglichkeiten nachgeschalteter Maßnahmen. Die Ergebnisse des Stakeholder-Dialogs werden am 27. Juni an Bundesumweltministerin Barbara Hendricks in Form eines Strategie-Papiers überreicht. Minderheitenvoten werden darin kenntlich gemacht.

Problematische Human- und Tierarzneimittel
Der Frage der Vereinbarkeit von Arzneimitteln und Gewässerschutz ging Marcel Meggeneder, Geschäftsführer der Stadtwerke Zeven nach. Er verweis auf das BDEW-Positionspapier „Spurenstoffe und Gewässerressourcen“ und die UBA-Empfehlungen für den Handlungsbereich Verschreibung und Entsorgung von Humanarzneimittelwirkstoffen, wie etwa trinkwasserrelevante HAMW vom Markt zu nehmen, wenn ein therapeutisch oder diagnostisch gleichwertiger jedoch umweltneutralerer HAMW zur Verfügung steht. Laut Meggeneder ist vielen Ärzten die Problematik der Gewässerbelastung durch Arzneimittelwirkstoffe gar nicht bewusst. Aber auch von Tierarzneimitteln geht eine erhebliche Gewässerbelastung aus, wie eine aktuelle UBA-Studie belegt. Meggeneder selbst plädiert nicht für eine flächendeckende Einführung der 4. Reinigungsstufe, sondern nur auf ausgewählten Anlagen z. B. in Trinkwassergewinnungsgebieten.

Konzept zur Verfahrensbewertung der 4. Reinigungsstufe
Thomas Ternes, Referatsleiter für Gewässerchemie an der Bundesanstalt für Gewässerkunde, stellte den Entwurf eines Konzepts zur chemischen, ökotoxikologischen und mikrobiologischen Bewertung verschiedener Verfahrens der vierten Reinigungsstufe vor: In der Transrisk-Pilotanlage in Darmstadt wurden die Resultate der Ozonung und anschließenden Nachbehandlungsvarianten (GAK unbelüftet, GAK belüftet, Biofilter (Blähton) unbelüftet, Biofilter belüftet) verglichen. Durch Ozonung konnte auf der Pilotanlage keine Reduktion des DOC erzielt werden, mit Biofiltern um 23 Prozent und mit GAK um 48 Prozent. Das fünfstufige chemische Bewertungssystem bezieht sich auf die Entfernung von schwer/nicht biologisch abbaubaren Substanzen, WRRL-regulierten Stoffen, Transformationsprodukten (TP), die durch biologischen Abbau gebildet werden, und TP, die durch Ozonung entstehen und des DOC. Der ökotoxikologische Bewertungsindex beinhaltet u. a. zytotoxische, mutagene und endokrine Effekte, das mikrobiologische Bewertungssystem bezieht sich auf die Entfernung antibiotikaresistenter Gene und taxonomische Genmarker von Krankheitserregern. Das Konzept wird vom DWA-Fachausschuss „Anthropogene Spurenstoffe“ und der Wasserchemischen Gesellschaft im Rahmen eines Workshops im Juni 2018 auf seine Praxistauglichkeit geprüft werden.

Winfried Schmidt, Geschäftsführer der Deutschen Gesellschaft für Membrantechnik, gab einen Einblick in die Leistungsfähigkeit von membrantechnischen Verfahren in Kombination mit anderen Verfahren. Dabei verwies er auf verschiedene Versuche – u. a. die Hygienisierung des KA-Ablaufs mit Membranfiltration nach PAK und Sandfilter auf der Kläranlage Steinhäule in Neu-Ulm, wofür jedoch noch keine belastbaren Ergebnisse vorliegen.

Arzneimittelwirkstoffe im Rhein
Anne Schulte-Wülwer-Leidig, Geschäftsführerin der Internationale Kommission zum Schutz des Rheins (IKSR), berichtete über die Mikroverunreinigungen im Rhein. Arzneimittelwirkstoffe werden verbreitet im Rheineinzugsgebiet nachgewiesen, die höchsten Konzentrationen im Unterlauf des Rheins und in Zuflüssen mit einem hohen Anteil an kommunalem Abwasser. Die höchsten Messwerte liegen über den Vorschlägen der Umweltqualitätsnormen, für die noch keine Verbindlichkeit besteht, oder erreichen ökotoxikologisch relevante Größenordnungen. Auch im Rohwasser von Trinkwassergewinnungsanlagen und im Trinkwasser selbst sind Arzneimittelwirkstoffe enthalten. Auch bei Bioziden, Korrosionsschutzmitteln, Östrogenen, Röntgenkontrastmitteln, Pflanzenschutzmitteln liegen Befunde vor. Für viele der betrachteten Stoffe ist gereinigtes kommunales Abwasser der maßgebliche relevante Eintragspfad; die wichtigsten Quellen sind dabei die Haushalte sowie Industrie und Gewerbe. In diesem Jahr wird wieder ein Sondermessprogramm für 80 Stoffe durchgeführt werden.

Die erwartete EU-Arzneimittelrichtlinie ist laut Peter Fuhrmann, Vorsitzender der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) und Ministerialdirigent im Umweltministerium Baden-Württemberg, noch in weiter Ferne. Das Land Baden-Württemberg ist im Rahmen einer Arzneimittelstrategie aktiv, die u.a. eine Aufklärungskampagne zur richtigen Entsorgung von nicht mehr benötigten Arzneimitteln und Programme zur Vermeidung des Eintrags von Röntgenkontrastmitteln in Gewässer beinhaltet. Fuhrmann berichtete vom Wunsch vieler Ärzte, das Verzeichnis der Arzneimittel (Rote Liste) um deren umwelt- und gewässerrelevante Wirkungen zu ergänzen. „Letztendlich liegt es an uns allen“, so Fuhrmann, „Reklame zu machen“. Wer beispielsweise nur Schmerzen und keine Entzündung hat, sollte auf Diclofenac verzichten.

Forschungsbedarf zur Aufklärung des Stoffinventars in Abwässern
Prof. Martin Jekel, Leiter des Fachgebiets Wasserreinhaltung am Institut für Technischen Umweltschutz der TU Berlin, informierte über den Stand der Technik und den Forschungsbedarf bei Spurenstoffen im urbanen Wasserkreislauf. Die heutigen State-of-the-Art-Verfahren – Ozonung mit einer biologischen Filterstufe, Adsorption an Pulveraktivkohle mit vielen unterschiedlichen Varianten der Abtrennung, Aktivkohlefilter mit GAK als Schnellfilter-Varianten oder mit nachgeschaltetem biologischem Abbau, Ozonung in Kombination mit GAK-Filtern (biologischer Aktivkohlefilter BAK) – beruhen auf Techniken, die schon seit mehr als 40 Jahren in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden. Er stellte die Ergebnisse der Pilotprojekte IST4R und ASKURIS vor, bei denen verschiedene Verfahren verglichen wurden.

Jekel bekannte sich als Anhänger der PAK-Simultandosierung – auch als Ulmer Verfahren bekannt. Forschungsbedarf besteht laut Jekel in der weitergehenden Aufklärung des Stoffinventars in Abwässern nach dem Motto: „Was ich nicht weiß, macht mich heiß“. Seine Empfehlung ist, genau hinzuschauen, mit welchem Verfahren sich welche Effekte auf die konkret vorhandenen Spurenstoffe erzielen lassen. Nach dem Vorsorgeprinzip sollte auch über ein Verbot kritischer Medikamente wie z.B. Diclofenac nachgedacht werden: Mindestens was die Eigenschaft als Schmerzmittel angeht, steht mit Ibuprofen eine Alternative zur Verfügung, die gut abbaubar ist.

KONTAKT
Susanne Hartwein
89231 Neu-Ulm

Kompetenzzentrum Spurenstoffe
c/o DWA-Landesverband Baden-Württemberg
Rennstraße 8, 70499 Stuttgart
www.spurenstoffe-bw.de