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Neue biologische Verfahren im Trink- und Grundwassermanagement

17. Februar 2019
Troglochaetus beranecki ist eine kleine Vielborster-Art (Polychäten), die im Grundwasser lebt. Es ist die einzige im Süsswasser lebende Art ihrer Familie. Copyright: Institut für Grundwasserökologie IGÖ GmbH.

Troglochaetus beranecki ist eine kleine Vielborster-Art (Polychäten), die im Grundwasser lebt. Es ist die einzige im Süsswasser lebende Art ihrer Familie. Copyright: Institut für Grundwasserökologie IGÖ GmbH.

Trinkwasserkonferenz in Landau

Ökologische Bewertungsansätze und innovative biologische Verfahren gewinnen für den Grundwasserschutz und die Trinkwasserversorgung zunehmend an Bedeutung. Auf der Trinkwasserkonferenz in Landau (Rheinland-Pfalz, Deutschland) vom 19. bis 21. März 2019 werden diese Methoden vorgestellt. Erfahrungsberichte aus der Wasserversorgung verdeutlichen den Anwendungsbezug. Eine besondere Rolle spielen dabei das neue Arbeitsblatt des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) W 271 und die Risikobewertung nach Trinkwasserverordnung.

Die Trinkwasserkonferenz ist eine Fachveranstaltung für Mitarbeiter von Wasserversorgungsunternehmen, Gesundheitsämtern, Fachbehörden und Planungsbüros.

Heidi meint: „Das Thema ist auch für Leute interessant, die sich für die Trinkwasserqualität interessieren und sauberes Wasser trinken möchten.“ Deshalb hat sie den ganzen Text der Ausschreibung in diesen Artikel kopiert. Frage: „Werden in der Schweiz ähnliche Trinkwasser-Qualitätskriterien beachtet?“ Heidi versucht demnächst, die Schweizer Situation zu ergründen. Das Grundwasser wird bei uns in der Regel nur als Ressource betrachtet, nicht aber als Ökosystem. Die gesetzliche Regelung für den Schutz der Grundwasserlebewesen ist aber im Anhang 1, Art. 2 der Gewässerschutzverordnung festgeschrieben. Hier waren offensichtlich vorausschauende Gesetzesschreiber am Werk. Wird das Gesetz in der Praxis beachtet?

Aufgefallen ist Heidi auch, dass in der EU für die Zulassung von Tierarzneimitteln die Auswirkungen auf Grundwassertiere ein zentrales Kriterium ist.

Zeitgemässe Qualitätssicherung

Das novellierte und 2018 in Kraft getretene DVGW-Arbeitsblatt W 271 „Invertebraten (Wirbellose) in Wasserversorgungsanlagen; Vorkommen und Empfehlungen zum Umgang“ zielt konkret auf Invertebraten ab. Das Management der Tiere sowie die biologische Überwachung und Bewertung der Anlagen wird damit Bestandteil einer zeitgemässen Qualitätssicherung. Das W 271 beschreibt die ökologischen Zusammenhänge von den Gewinnungsgebieten über die Förderanlagen, Aufbereitung und Netz bis zum Hausanschluss als Grundlage der Bewertung und der Massnahmen.

Vorkommen und Lebensbedingungen der Wirbellosen

In den aktuellen Überlegungen der EU erhalten risikobasierte Ansätze zur Qualitätssicherung des Trinkwassers einen sehr hohen Stellenwert. In den nationalen Verordnungen wird sich das insbesondere auch auf die Ressourcenkontrolle für Rohwässer auswirken, die zur Trinkwasseraufbereitung verwendet werden. Neben der Untersuchung auf mögliche geogene (auf natürliche Prozesse zurückzuführen) und anthropogene (durch den Menschen verursacht) Rohwasserbelastungen werden dann auch biologische Bewertungsverfahren eine sehr viel grössere Rolle spielen als heute.

Die Tagung greift diese Herausforderungen hinsichtlich der allgemeinbiologischen Überwachungsmöglichkeiten auf. Mit dem im April 2018 erschienenen DVGW-Arbeitsblatt W 271 werden das Vorkommen und die Lebensbedingungen von Wirbellosen „Von den Einzugsgebieten bis zum Hausanschluss“ umfassend beschrieben. Das Arbeitsblatt kann als Grundlage dienen, die Besiedlung des Rohwassers und der Trinkwasserversorgungsanlagen entsprechend der Trinkwasserverordnung risikobasiert zu kontrollieren. In der Umsetzung ergeben sich zahlreiche Fragen, die sich als Roter Faden durch die Tagung ziehen:

  • Wie setze ich das W 271 im betrieblichen Alltag um?
  • Was bedeutet der neue, risikobasierte Ansatz für die Praxis?
  • Woher stammt das Wasser, woher die unerwünschten Einträge?
  • Sind die Wasserschutzgebiete korrekt abgegrenzt?
  • Lassen sich kritische Wärmeeinträge bewerten?

Die Veranstaltung zeigt den aktuellen Stand der Forschung und die Möglichkeiten und Perspektiven für die Praxis auf. Sie führt Praktiker aus Trinkwasserversorgung und Wasserwirtschaft mit den Wissenschaftlern zusammen, die an den neuen, anwendungsorientierten Techniken arbeiten. Die aktuellen rechtlichen Änderungen werden die unterschiedlichsten Bereiche der Wasserwirtschaft und Trinkwasserversorgung betreffen:

  • Mit dem neuen DVGW-Arbeitsblatt W 271 ist die Berücksichtigung von Invertebraten (wirbellosen Tieren), für die Qualitätssicherung in der Trinkwasserversorgung Stand der Technik.
  • Die im Januar 2018 in Kraft getretene, novellierte Trinkwasserverordnung (TrinkwV) legt einen Schwerpunkt auf die Risikobewertung in den Gewinnungs- und Einzugsgebieten. Invertebraten und Bakterien sind hierfür ideale Indikatoren.
  • Wärmeeinleitungen in das Grundwasser durch flache Geothermie wird wohl bald über ökologisch begründete Schwellenwerte und Indikatoren bewertet.
  • Der im November 2018 in Kraft tretende EU-Tierarzneimittelleitfaden ist der erste EU-Rechtsakt mit konkreter Anwendungsrelevanz für Grundwasserökosysteme: Für die Zulassung dieser Stoffe werden deren Auswirkungen auf Grundwassertiere zum zentralen Kriterium.

Neue Herausforderungen – neue Methoden!

Innovative, vor allem molekularbiologische Verfahren machen derzeit in der Umweltbewertung Furore: Umwelt-DNA (eDNA), StygoTracing, Microbial Source Tracking heissen sie, und die Möglichkeiten, die sie bieten, klingen fast schon wie Science fiction. Aber auch die klassischen zoologischen Verfahren werden mit der neuen Rechtslage stark an Bedeutung gewinnen.

Anmeldefrist ist der 28.02.2019!Was können die neuen Verfahren und wie lassen sie sich in der Praxis einsetzen?

Derzeit laufen mehrere Forschungsprojekte mit neuen biologischen Verfahren für die wasserwirtschaftliche Praxis und die Trinkwasserversorgung. Ergebnisse dieser Projekte und ihre Anwendung in der Praxis werden auf der Tagung in Landau vorgestellt, ebenso wie auch weitere, bereits verfügbare biologische Verfahren.

Veranstalter

  • Institut für Grundwasserökologie IGÖ GmbH
  • Institut für Umweltwissenschaften der Universität Koblenz-Landau, Campus Landau
  • Institut für Grundwasserwirtschaft an der Fakultät Umweltwissenschaften der Technischen Universität Dresden
  • Fachsektion Hydrogeologie e.V. in der Deutschen Geologischen Gesellschaft – Geologische Vereinigung e.V. (FH-DGGV)

Grundwasserqualität: Das Ziel nicht vergessen!

13. Januar 2019
Eigentlich ist es stockdunkel im Grundwasser. Heidi hat einen Lichtstrahl geschickt, damit Sie dieses Tierchen sehen. Es hat sich für den Anlass Goldschmuck angelegt, denn es weiss, was es wert ist im Reinigungsdienst des Grundwasssers und möchte auch, dass die Menschen dies estimieren. Das Bild ist keine naturwissenschaftlich korrekte Darstellung der Verhältnisse im Grundwasser.

Eigentlich ist es stockdunkel im Grundwasser. Heidi hat einen Lichtstrahl geschickt, damit Sie dieses Tierchen sehen. Es hat sich für den Anlass Goldschmuck angelegt, denn es weiss, was es wert ist im Reinigungsdienst des Grundwasssers und möchte auch, dass die Menschen dies estimieren. Das Bild ist keine naturwissenschaftlich korrekte Darstellung der Verhältnisse im Grundwasser.

Gesetz

Was hat man den Lebewesen im Grundwasser und uns BewohnerInnen der Schweiz in der Gewässerschutzverordnung versprochen? Im Anhang 1, Art. 1 Ökologische Ziele für Gewässer, 2 Unterirdische Gewässer, 3:

Die Grundwasserqualität soll so beschaffen sein, dass

  • a) die Temperaturverhältnisse naturnah sind;
  • b) im Wasser keine künstlichen, langlebigen Stoffe enthalten sind;
  • c) andere Stoffe, die Gewässer verunreinigen können und die durch menschliche Tätigkeit ins Wasser gelangen können:
    – in der Biozönose und in der unbelebten Materie des Grundwasserleiters nicht angereichert werden,
    – im Grundwasser nicht vorhanden sind, wenn sie dort natürlicherweise nicht vorkommen,
    – keine nachteiligen Einwirkungen auf die Nutzung des Grundwassers haben.

Wirklichkeit

Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) zeigt mit Indikatoren den Zustand und die Entwicklung der Umwelt anhand ausgewählter Kenngrössen. Heidi hat Grundwasser nachgeschlagen:

Nitrat und Pflanzenschutzmittel stammen zum Grossteil aus der Landwirtschaft, die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) aus Kläranlagen; sie gelangen über Bäche und Flüsse ins Grundwasser. Bei den Pflanzenschutzmitteln und den VOC wagt das BAFU offenbar keine Prognose. Quelle: Indikatoren.

Schauen wir etwas genauer hin, zwar sind es nicht die allerneuesten Zahlen, aber die Verschmutzung dürfte kaum abgenommen haben, im Gegenteil!

Abseits der Acker- und Gemüsebaugebiete, Siedlungen und Strassen sieht die Lage besser aus, denn dort kommen weniger Schadstoffe in die Umwelt und es spielt der Verdünnungseffekt, der auch bei grossen Gewässern Intaktheit vortäuscht. Durch Abschmelzen von Gletschern gelangen auch längst verbotene Chemikalien in die Gewässer. Diese wurden einst über die Luft abgelagert, stammen zum Teil von weit entfernten Gebieten. Ein aktueller Blick in die globalen Windströmungen und die Verschmutzung mit Feinstaub (PM2.5) ist immer wieder interessant:

Worldwide air quality index (AQI) and PM2.5 air pollution

Nitrat im Grundwasser

  Quelle: BAFU Grundwasser

Pflanzenschutzmittel im Grundwasser

Abbauprodukte von Pflanzenschutzmitteln können giftiger sein als die Mittel selbst.

Quelle: BAFU Grundwasser

Weitere Stoffe

Im Grundwasser gefunden werden auch Arzneimittel und perfluorierte Chemikalien, beide aus Kläranlagen.

Perfluorierte Chemikalien (VOC) kommen in urbanen Gebieten an 14% der Messstellen in Konzentrationen über dem Grenzwert vor. Es handelt sich dabei v.a. um die flüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffe (FHKW) Tri- und Tetrachlorethen. Beide Chemikalien kommen z.B. als Lösungsmittel in der Textilreinigung und der metallverarbeitenden Industrie zum Einsatz.

Eine weitere, im Grundwasser häufig nachgewiesene Substanz ist Methyl-tert-butylether (MTBE), das seit Mitte der 80-er Jahre als Antiklopfmittel dem Benzin zugesetzt wird. MTBE ist gut wasserlöslich und im Untergrund relativ persistent, da es kaum an Bodenpartikel bindet und von Mikroorganismen schlecht abgebaut wird. MTBE findet in der organischen Chemie zunehmend Verwendung als Lösungsmittel sowie Extraktionsmittel (Wikipedia).

Über gesundheitliche Aspekte von MTBE ist wenig bekannt. Wahrscheinlich beeinflusst es das Nervensystem. Es kann Kopfschmerzen verursachen, Übelkeit, Schwindel, Reizung der Nase oder des Halses und Verwirrung (Agency for Toxic Substances and Disease Registry USA). Hauptsächliche Aufnahmequelle für Menschen sind: Abgase beim Autofahren und Tanken sowie verschmutztes Grundwasser. In kleinen Mengen ist MTBE auch in der Stadtluft enthalten oder in der Nähe von Autobahnen.

Quelle: BAFU Flüchtige organische Verbindungen

Grundwasserschutz mehr Theorie, denn Praxis

Das Grundwasser ist unsere wichtigste Trinkwasserquelle. Wir brauchen es auch zum Bewässern … Was würden Sie tun, wenn Sie im Bundesrat sässen? Was tun Sie als Bewohner der Schweiz? Vorbeugen ist besser und wesentlich kosteneffizienter als „heilen“.  Das Grundwasser wieder sauberzukriegen ist eine langwierige und teuere Angelegenheit und ob es gelingt? Das steht in den Sternen!

Soeben eingetroffen: Umwelt Schweiz 2018

Der Bericht des Bundesrates zur Umweltlage thematisiert ausführlich das Problem mit den Stickstoffüberschüssen. Schon 2011 schrieb das Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) eine Medieninformation mit dem Titel Stickstoff in Landwirtschaft und Umwelt: Eine Herausforderung. Eine der zwei besprochenen Studien wurde an der ETHZ unter der Leitung von Bernhard Lehmann erarbeitet. Die Links zu den Studien funktionieren zwar nicht mehr, aber wenn man die Titel in einer Suchmaschine eingibt, dann findet man sie.

Kurz nach Abschluss der ETHZ-Studie wurde Lehmann zum Direktor des BLW gewählt. „Was hat sich seither verbessert?“, frägt sich Heidi und meint: „Nichts Grundlegendes!“

Heidi hat die neuesten Ergebnisse zur Grundwasserverschmutzung nachgeschlagen (Seite 109): „Vor allem in Gebieten mit intensiver Landwirtschaft weist das Grundwasser zu viel Nitrat auf (BAFU 2019a) (-> Abbildung 32) sowie Spuren von Pflanzenschutzmitteln und deren Abbauprodukten (Reinhardt et al. 2017).“ Nichts weiteres über die Pflanzenschutzmittel! Heidi las zwischen den Zeilen und meint: „Man will den UnterstützerInnen der zwei Pestizid-Initiativen keine Argumente liefern.“

Der Bericht Reinhardt ist nur für AbonnentInnen von Aqua & Gas zugänglich. Heidi hat ihn aber gefunden und für Sie im Sinne des Öffentlichkeitsprinzips in der Linkliste aufgeführt: Monitoring von PSM-Rückständen im Grundwasser. Monitoring wird systematisch nur für relativ wenige Pestizide durchgeführt, denn es wäre zu teuer, alle mitsamt den Abbauprodukten zu analysieren. Ob man die problematischsten erwischt hat? Heidi kommt Atrazin in den Sinn, das von der Industrie als nicht Grundwasser-gängig propagiert wurde und noch heute im Grundwasser ist, samt Abbauprodukten. In zahlreichen Ländern ist das Herbizid immer noch erlaubt und wird von Syngenta eifrig produziert und verschickt. Attrazin ist wohl immer noch ein Kassenschlager.

Vor allem Abbauprodukte von Pestiziden treten in Konzentrationen über dem Grenzwert auf. Diese wurden im Zulassungsverfahren (BLW) als nicht relevant eingestuft. Jedoch sind gerade diese Stoffe sehr schwer abbaubar und werden daher noch lange im Grundwasser sein. Eine unabhängige Risikobewertung liegt nicht vor.

Aus dem Artikel Reinhardt:

Zitate:

… Im Vergleich zu den PSM-Wirkstoffen sind viele Metaboliten mobiler und zudem häufig langlebiger. So werden 11 PSM-Metaboliten (von 7 verschiedenen Wirkstoffen) an insgesamt rund 20% der Messstellen in Konzentrationen von mehr als 0,1 µg/l nachgewiesen (Tab. 4). An mehr als 50% der Messstellen treten PSM-Metaboliten im Grundwasser auf …

Unabhängig von ihrer Toxizität zählen PSM-Metaboliten zu den künstlichen langlebigen Substanzen, deren Eintrag ins Grundwasser im Sinn eines vorsorgenden Grundwasserschutzes verhindert bzw. minimiert werden sollte. Einmal ins Grundwasser gelangt, werden sie dort kaum oder nur sehr langsam abgebaut. Da sich das Grundwasser häufig erst innerhalb mehrerer Jahre bis Jahrzehnte erneuert und daher ein ausgesprochenes «Langzeitgedächtnis» besitzt, ist es besonders wichtig, frühzeitig und vorausschauend zu agieren …

Aktuell findet in Zusammenarbeit mit der Eawag erneut ein Target– und Suspect-Screening
statt, bei dem ausgewählte Messstellen auf knapp 200 PSM-Wirkstoffe und bis zu 1000 PSM-Metaboliten untersucht werden.“ …

Und all die Untersuchungen – auch Kantone sind dran – kosten. Wer bezahlt? Wir! „So kann es nicht weitergehen“, meint Heidi.

Weitere Informationen: Zustand des Grundwassers, BAFU

Umweltverschmutzung folgt nicht der Kuznets-Kurve! Heidis Mist vom 9.11.17

Das Grundwasser konsequent schützen, BAFU 2009

Das Grundwasser lebt, Heidis Mist vom 22.2.13

Umwelt Schweiz 2018, Bericht des Bundesrates

Monitoring von PSM-Rückständen im Grundwasser, Artikel Aqua & Gas 6/17

Stickstoff in Landwirtschaft und Umwelt: Eine Herausforderung, Medieninformation Bundesamt für Landwirtschaft vom 11.1.11

Stickstoff in Landwirtschaft und Umwelt: Eine Herausforderung, Heidis Mist vom 12.1.11

13.1.19 HOME

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