Projekt

Fraunhofer-Institut für
System- und Innovationsforschung ISI

Bilanzierung des Eintrags prioritärer Schwermetalle in Gewässer

Hintergrund

Die Konferenz für Umwelt und Entwicklung der Vereinten Nationen (UNCED) in Rio de Janeiro im Jahre 1992 hat einen wichtigen Grundstein für die Erarbeitung von nationalen Emissionsinventaren (PRTR = Pollutant Release and Transfer Register) gelegt. In Kapitel 19 der Agenda 21 wird die Information und Beteiligung der Öffentlichkeit bei Umweltfragen gefordert. Zudem wird angeregt, dass die nationalen Regierungen auf der Grundlage von Emissionsinventaren Programme zur Risikominderung verabschieden.

Aufgabenstellung

Aufgabe des Vorhabens war es, für acht Schwermetalle sowohl die industriellen Direkteinleitungen zu ermitteln, als auch die Emissionen kommunaler Kläranlagen und die diffusen Einträge fachlich fundiert abzuschätzen und in ihrer Bedeutung gegeneinander zu stellen. Die industriellen Direkteinleitungen sollten nach den relevanten Industriebranchen der Anhänge nach § 7a WHG aufgeschlüsselt und die Abwassersituation dieser Branchen kurz erläutert werden.

Ergebnisse

In dem vorliegenden Vorhaben wurden erstmals für Deutschland insgesamt die Einträge der Schwermetalle Arsen, Cadmium, Chrom, Kupfer, Quecksilber, Nickel, Blei, und Zink in die deutschen Gewässer abgeschätzt. Die Einträge wurden nach direkten industriellen und kommunalen Punktquellen sowie nach diffusen Schadstoffquellen unterschieden und sowohl nach den Herkunftsbereichen (Branchen) beziehungsweise den Emissionspfaden als auch den großen Flussgebieten Donau, Rhein, Ems, Weser, Elbe, Oder, Nordsee und Ostsee aufgeschlüsselt. Bezugszeitraum sind die Jahre 1993 – 1997 beziehungsweise bei den industriellen Direkteinleitern das Jahr 1997.

Für das Inventar wurden die unterschiedlichsten Einzel- bzw. aggregierten Daten genutzt wie Überwachungsdaten der Länder, internationale Berichte, Umweltberichte von Unternehmen, Berichte von Industrieverbänden und Ergebnisse verschiedener Forschungsvorhaben. Die Qualität der verfügbaren Daten war sehr unterschiedlich, daher mussten sie grundsätzlich auf Plausibilität und Kompatibilität überprüft werden. Hierzu waren in der Regel mehrere Iterationsschritte erforderlich, die häufig zu Korrekturen bisher verwendeter Emissionswerte führten. Daher ergeben sich teilweise Abweichungen zu bislang veröffentlichten Werten zum Beispiel in internationalen Berichten.

Der Anteil der diffusen Quellen liegt im Durchschnitt über alle Schwermetalle bei ca. 75 %. Die wichtigsten Eintragspfade bei den diffusen Emissionen sind die urbanen Flächen (dies sind vor allem die bei Regen über die Trenn- oder Mischkanalisation direkt in die Gewässer abgeleiteten Wassermengen) und die Erosion mit jeweils 31 % sowie die Einträge über das Grundwasser, die in etwa den geogenen Einträgen entsprechen, mit 20 % (Chrom 37 %, Nickel 34 %). Bei Cadmium und Zink spielen außerdem die Dränagen eine wichtige Rolle, mit 17 beziehungsweise 15 % der gesamten diffusen Emissionen.

Die Punktquellen teilen sich in die kommunalen und die industriellen Einleitungen auf; der Anteil der kommunalen Emissionen liegt dabei für die Schwermetalle im Durchschnitt bei 77 % (zwischen 62 % bei Blei und knapp 93 % bei Quecksilber). Der mit Abstand wichtigste industrielle Bereich ist der Anhang 22 der AbwV nach §7a WHG (Chemische Industrie), in welchem im Durchschnitt über alle Schwermetalle etwa 40 % der Frachten emittiert werden.

Status

abgeschlossen

Auftraggeber

Umweltbundesamt, Berlin

Partner

nstitut für Siedlungswasserwirtschaft, Universität Karlsruhe

Publikationen

Böhm, E.; Hillenbrand, T.; Marscheider-Weidemann, F.; Schempp, C.; Fuchs, S.; Scherer, U. (2001): Bilanzierung des Eintrags prioritärer Schwermetalle in Gewässer. UBA-Texte 29/01, Umweltbundes-amt Berlin, 2001, 130 S.

Fuchs, S.; Scherer, U.; Hillenbrand, T.; Marscheider-Weidemann, F.; Behrendt, H.; Opitz, D. (2002): Schwermetalleinträge in die Oberflächengewässer Deutschlands. Texte 54/02, Umweltbundesamt, Berlin, 166 S.

Scherer, U.; Fuchs, S.; Behrendt, H.; Hillenbrand, T.: Emissions of Heavy Metals into River Basins of Germa-ny. Water Science and Technology, Volume 47, No 07-08, 2003, p. 251-257