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Neue Massstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

2. März 2017
Bei Forschungsexpeditionen wie hier an der Donau werden tausende Proben zusammengetragen und später analysiert. Foto: UFZ / André Künzelmann

Bei Forschungsexpeditionen wie hier an der Donau werden tausende Proben zusammengetragen und später analysiert.
Foto: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung UFZ / André Künzelmann

 

Die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) soll bis zum Jahr 2019 überarbeitet werden. Wichtiger Input kommt auch aus der Wissenschaft. In einer Studie unter Federführung des Helmholz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) hat ein internationales Forscherteam Empfehlungen formuliert, die die Überwachung, Bewertung und das Management von Schadstoffen verbessern sollen. Die Eawag in Dübendorf ist am Projekt beteiligt.

Ziel der WRRL ist es, dass Flüsse, Seen, Küstengewässer und Grundwasser spätestens bis zum Jahr 2027 einen „guten Zustand“ erreicht haben: Die Gewässer sollen möglichst nur geringfügig durch Schadstoffe belastet sein und Pflanzen und Tieren einen naturnahen Lebensraum bieten. Das Besondere an der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie ist, dass die Gewässer länderübergreifend – bei Flüssen von der Quelle bis zur Mündung – betrachtet werden. „Das ist in dieser Form weltweit einmalig. Von vielen Ländern wird die Europäische Wasserrahmenrichtlinie deshalb als Vorbild angesehen“, sagt Umweltchemiker Werner Brack vom UFZ.

Von dem Erreichen des Ziels ist Europa jedoch noch weit entfernt. Konkrete Massnahmen zur Verbesserung der Gewässerstruktur, zur Wiederherstellung der Durchgängigkeit von Oberflächengewässern sowie zur Reduzierung des Eintrags von Nähr- und Schadstoffen, müssten vielerorts wesentlich konsequenter als bislang umgesetzt werden. „Aber auch das Regelwerk selbst hat Schwächen und soll deshalb bis 2019 überarbeitet werden“, sagt Werner Brack. Unter seiner Leitung haben Wissenschaftler des europäischen Forschungsprojekts  SOLUTIONS sowie des Europäischen Forschungsnetzwerks NORMAN diese Schwächen genauer unter die Lupe genommen und leiten daraus Empfehlungen für ein verbessertes Schadstoff-Monitoring und Gewässermanagement ab.

Überwachung verbessern

Wie erreichen wir, dass Europas Gewässer möglichst nur geringfügig durch Schadstoffe belastet werden und Pflanzen und Tieren einen naturnahen Lebensraum bieten? Foto: UFZ / André Künzelmann

Wie erreichen wir, dass Europas Gewässer möglichst nur geringfügig durch Schadstoffe belastet werden und Pflanzen und Tieren einen naturnahen Lebensraum bieten?
Foto: UFZ / André Künzelmann

Derzeit sind in der Wasserrahmenrichtlinie 45 Schadstoffe, sogenannte prioritäre Schadstoffe, gelistet. Sie dürfen in einem Gewässer mit guter Wasserqualität nicht oder nur in geringem Masse vorkommen. Demgegenüber stehen allerdings mehr als 100’000 verschiedene chemische Substanzen, die wir täglich benutzen und die in unsere Umwelt und Gewässer gelangen. Die meisten Substanzen werden bei der Bewertung der Gewässerqualität nach der derzeitigen EU-Wasserrahmenrichtlinie also gar nicht berücksichtigt. „Das auf einzelne Schadstoffe orientierte Monitoring ist teuer, ignoriert den größten Teil der Schadstoffe und läuft den eigentlichen Problemen hinterher. Denn die meisten prioritären Schadstoffe sind längst vom Markt und durch andere sehr ähnlich wirkende chemische Substanzen ersetzt“, kritisiert Brack.

Ausserdem beschränkt sich die Wasserrahmenrichtlinie bislang nur auf die Prüfung von Einzelstoffen. Schadstoffe wirken in der Umwelt aber nicht einzeln, sondern zusammen und können sich in ihrer Wirkung gegenseitig verstärken. „Nicht das Vorkommen eines Schadstoffes ist ausschlaggebend, sondern seine Wirkung im Gewässer“, sagt Brack. Deshalb empfehlen die Wissenschaftler, die Überwachung der Gewässerqualität von der chemischen Analytik einzelner Schadstoffe wo immer möglich auf effektbasierte Methoden – wie etwa biologische Wirkungstests – umzustellen. So würden alle Stoffe mit derselben Wirkung erfasst, auch Stoffgemische. Und teure chemische Analytik wäre nur noch erforderlich, falls bestimmte Wirkschwellen überschritten werden.

Bewertung verbessern

Überarbeitungsbedarf sehen die Forscher auch bei der Bewertung der Gewässerqualität. Bislang ist immer die schlechteste Teilkomponente massgeblich dafür, ob ein Gewässer in einen guten chemischen oder ökologischen Zustand eingestuft wird – selbst wenn diese wie im Falle von Schadstoffen aus Verbrennungsprozessen durch das Gewässermanagement kaum zu beeinflussen ist. Das führt dazu, dass viele Gewässer auch bei signifikanten Verbesserungen wesentlicher Komponenten die Bewirtschaftungsziele nicht erreichen können. Brack: „Die derzeitige Regelung gibt zu wenig Anreize, Probleme zu beheben und führt in vielen Fällen zu Untätigkeit.

Wir schlagen deshalb vor, dass Massnahmen zur Verbesserung der Gewässerqualität künftig durch eine differenziertere Bewertung belohnt werden.“ Das schliesst auch die Schaffung von Anreizen für gutes Monitoring ein. Denn derzeit scheitern viele Mitgliedsländer bereits daran, Schadstoffe regelmässig zu messen und zu analysieren, deren Überwachung eigentlich vorgeschrieben ist. Und sie werden dafür noch belohnt, denn je weniger sie messen, je seltener sie messen, je schlechter die Analytik ist, desto geringer ist das abgeleitete Risiko und damit der Handlungsbedarf für Reduzierungsmassnahmen. Die Wissenschaftler schlagen für die neue Wasserrahmenrichtlinie deshalb eine umgekehrte Beweisführung vor: Dort, wo durch unzureichendes Monitoring keine Daten erhoben werden, könnten für die Gewässerbewertung Modellwerte herangezogen werden. So müssten die „Säumigen“ dann mit Messungen nachweisen, dass der tatsächliche Gewässerzustand besser ist als der Vorhergesagte.

Management verbessern

Alleiniges Messen und Bewerten der Gewässerqualität reicht aber nicht aus, um den Zustand eines Gewässers zu verbessern – dem Monitoring müssen entsprechende Massnahmen folgen. „In unserer aktuellen Studie geben wir Empfehlungen für ein stärker lösungsorientiertes Gewässermanagement, bei dem Überwachung, Bewertung und mögliche Massnahmen von Anfang an viel enger miteinander verzahnt sein sollten, als dies heute der Fall ist“, sagt Brack.

So stellen beispielsweise Kläranlagenabläufe eine wichtige und vergleichsweise vorhersagbare Quelle von Belastungen in Bächen und Flüssen dar, die zur Überschreitung von Wirkschwellen führen können. Die Autoren schlagen vor, in einem ersten Schritt zu prüfen, inwieweit eine gefundene Schadwirkung des Flusswassers dem entspricht, was aufgrund des Abwasseranteils und des Reinigungsgrades zu erwarten ist. Dann ist eine verbesserte Abwasserbehandlung in der Kläranlage das Mittel der Wahl, um Qualitätsziele zu erreichen.

Für den Fall, dass beobachtete Schadwirkungen die Erwartungen übersteigen, empfehlen die Autoren verschiedene Ansätze, um spezifische Schadstoffe und ihre Quellen zu identifizieren und möglichst vor dem Erreichen der Kläranlage zu eliminieren. Dabei sollte der Schwerpunkt darauf liegen, mögliche Alternativen zur Verbesserung der Qualität zu untersuchen, anstatt bei der Festlegung des Gewässerstatus zu verharren.

Pufferstreifen: Mehrere Fliegen auf einen Streich!

„Dies hilft auch, Lösungsansätze zu finden, mit denen man mehrere Fliegen mit einer Klappe schlagen kann“, meint Brack. „So können ausreichend breite und mit Büschen bestandene Randstreifen nicht nur dazu beitragen, den Eintrag an Pflanzenschutzmitteln ins Gewässer zu reduzieren, sondern auch dabei helfen, eine Überdüngung oder zu hohe Temperaturen im Gewässer zu vermeiden. Und sie bieten obendrein ein wertvolles Habitat für viele Tiere und Pflanzen.“

Wie Untersuchungen im EU-Projekt SOLUTIONS zeigen, erfordert die Verbesserung der Wasserqualität in manchen Fällen auch eine Harmonisierung der vielen Regelwerke zur Umweltqualität und Chemikaliensicherheit auf europäischer und nationaler Ebene mit der Wasserrahmenrichtlinie. Die Wissenschaftler hoffen, dass sie mit ihren Forschungsergebnissen aus SOLUTIONS und NORMAN weitere Lösungsansätze für die Überarbeitung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie liefern – und dadurch einer nachhaltigeren Wassernutzung in Europa den Weg bereiten können.

SOLUTIONS

Das EU-Projekt SOLUTIONS vereinigt 39 Partner aus weltweit 17 Ländern. Es wird bis zum Jahr 2018 mit insgesamt zwölf Millionen Euro von der Europäischen Union gefördert. Ziel ist es, Werkzeuge und Modelle zu entwickeln, um den Chemikaliencocktail in Gewässern hinsichtlich seines Risikos zu bewerten. SOLUTIONS entwickelt Methoden, um vorrangig zu behandelnde Stoffe zu erkennen und schlägt Lösungen zu deren Verminderung vor.

Schweizer Partner von SOLUTIONS ist die Abteilung Umweltchemie der Eawag in Dübendorf.

NORMAN

Das europäische Forschungsnetzwerk NORMAN fördert die Zusammenarbeit und den Informationsaustausch zwischen Forscherteams verschiedener Länder hinsichtlich der Überwachung von bisher nicht regulierten Stoffen in der Umwelt.

Prof. Juliane Hollende von der Eawag in Dübendorf ist Mitglied des Lenkungsausschusses.

Publikation

Werner Brack , Valeria Dulio,Marlene Ågerstrand, Ian Allan, Rolf Altenburger, Markus Brinkmann, Dirk Bunke, Robert M. Burgess, Ian Cousins, Beate I. Escher, Félix J. Hernández, L. Mark Hewitt, Klára Hilscherová, Juliane Hollender, Henner Hollert, Robert Kase, Bernd Klauer, Claudia Lindim, David López Herráez, Cécil Miège, John Munthe, Simon O’Toole, Leo Posthuma, Heinz Rüdel, Ralf B. Schäfer, Manfred Sengl, Foppe Smedes, Dik van de Meent, Paul J. van den Brink, Jos van Gils, Annemarie P. van Wezel, A. Dick Vethaak, Etienne Vermeirssen, Peter C. von der Ohe, Branislav Vrana (2017) Towards the review of the European Union Water Framework Directive: Recommendations for more efficient assessment and management of chemical contamination in European surface water resources. Science of the Total Environment. DOI 10.1016/j.scitotenv.2016.10.104 http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.104

Weitere Informationen

Die Wasserrahmenrichtlinie – Deutschlands Gewässer 2015: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/die-wasserrahmenrichtlinie-deutschlands-gewaesser

SOLUTIONS-Film: www.youtube.com/UFZde

Quelle: Medieninformation des Helmholtz-Zentrums für Umwelt Forschung vom 27.2.17.

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Schadstoffe: Verhalten im Wasser und Boden anders als im Labor

17. Januar 2017
Verschiedene Schadstoffe in Gewässertypen, Böden und Untergründe: Im multidisziplinären Sonderforschungsbereich CAMPOS werden Ausbreitung und Abbau von Schadstoffen in vielseitigen Landschaften samt wechselwirkenden Prozessen untersucht. Copyright: Uni Tübingen.

Verschiedene Schadstoffe in Gewässertypen, Böden und Untergründe: Im multidisziplinären Sonderforschungsbereich CAMPOS werden Ausbreitung und Abbau von Schadstoffen in vielseitigen Landschaften samt wechselwirkenden Prozessen untersucht. Copyright: Uni Tübingen.

Während Schadstoffe wie organische Verbindungen, z.B. Pflanzenschutzmittel, unter Laborbedingungen relativ schnell abgebaut werden, ist die Situation in der Natur ganz anders. Hier bleiben die Schadstoffe oft unerwartet lange erhalten. Grund dafür sind hochkomplexe Wechselwirkungen zwischen Schadstoffen, Gewässern, Böden, Pflanzen und Gestein.

Nitrate, Herbizide, organische Verbindungen oder Mikroschadstoffe aus Arzneimitteln und Kosmetika gelangen in Fliessgewässer, Grundwasser und in den Boden. Wie derartige Schadstoffe unsere Landschaften tatsächlich langfristig belasten und verändern werden, untersuchen jetzt Wissenschaftler im neuen multidisziplinären Forschungsverbund im Rahmen des Sonderforschungsbereiches CAMPOS.

Beteiligt sind die Universitäten Tübingen, Hohenheim und Stuttgart sowie zwei Helmholtz-Zentren: Das Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt in München und das Umweltforschungszentrum in Leipzig. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert den Sonderforschungsbereich für vier Jahre mit 9,5 Mio. Euro.

Schadstoffe in Wasser & Boden: Uni Hohenheim beteiligt sich an neuem Sonderforschungsbereich, Medieninformation Universität Tübingen vom 11.1.17

Informationens zum Projekt CAMPOS

17.1.17 HOME

Wann werden wir endlich lernen? (2)

3. Dezember 2014
Quelle BAFU. Nicht nur der Wert der verkauften Chemikalien steigt, sondern auch die Vielfalt.

Quelle BAFU. Nicht nur der Wert der verkauften Chemikalien steigt, sondern auch die Vielfalt.

Immer mehr Chemikalien aller Art gelangen in die Umwelt. Während die Wirkung einzelner Pestizide relativ gut untersucht ist, weiss man von den meisten Stoffen nicht, ob sie harmlos oder schädlich sind. Die amerikanische Umweltschutzbehörde EPA (United States Environmental Protection Agency) will dem Abhilfe schaffen mit dem Projekt Tox21. Mit Roboter-Technik sollen Tausende von Chemikalien auf ihre potentielle Toxizität untersucht werden. Das EPA will eine kostengünstige Methode entwickeln, die es erlaubt, jene Chemikalien zu eruieren, welche auf Giftigkeit untersucht werden müssen.

Die Weltgesundheitsorganisation WHO schätzt, dass jährlich fünf Millionen Menschen an den Folgen der Aufnahme von Chemikalien, denen sie ausgesetzt sind, sterben (New Scientist 2997 vom 29.11.14).

Endokrine Disruptoren

Besonders bedenklich sind die hormonell wirksamen Stoffe (Endokrine Disruptoren), welche aus den verschiedensten Quellen in die Umwelt gelangen (Haushalt, Pestizide, Industrie…). Die Kosten der Untätigkeit ist der Titel einer Studie der nordischen EU-Regierungen über die Gesundheitskosten, welche Endokrine Disruptoren verursachen, indem sie die männliche Fortpflanzungsorgane schädigen: Krebs, Unfruchtbarkeit oder Hodendystopie.

Je nach Annahme, wie hoch der Anteil der Schäden an den Gesamtkosten dieser Rubrik ist (2, 20 oder 40%), entstehen hochgerechnet auf die EU Kosten von jährlich 60 bis 1’184 Millionen Euro. In diesen Zahlen sind längst nicht alle durch Endokrine Disruptoren verursachte Krankheiten enthalten, hinzu kommen weitere Beeinträchtigungen wie die Schädigung von Wasserlebewesen, Wild- und Nutztieren. Quelle: The Cost of Inaction, Zusammenfassung und Herunterladen der ausführlichen Studie.

Gemäss der WHO und dem Umweltprogramm der Vereinigten Nationen UNEP kennt man bis zu 800 Stoffe, deren endokrine Wirkung nachgewiesen ist oder vermutet wird, nur wenige wurden bisher untersucht (Wikipedia). Der Handlungsbedarf ist gross.

Globaler Megatrend Zunehmende Schadstoffbelastung

Auf der Suche nach Informationen zum Thema ist Heidi auf folgende Seite des Bundesamts für Umwelt gestossen Globaler Megatrend Zunehmende Schadstoffbelastung. Eine Animation zeigt, wie sich ausgewählte Faktoren, die zum Megatrend beitragen, seit 1900 verändert haben. Lange geschieht kaum etwas, dann plötzlich nehmen die Messwerte rasant zu und erreichen in den meisten Fällen 2013 einen Höchststand (Ende der Animation). Die Animation verdeutlicht, dass es ganz unterschiedliche Phänomene sind, die sich verstärken und zusammen einen globalen Megatrend ausmachen.

Stickstoffüberschüsse

Aus der Liste der vielen detaillierten Daten zu den globalen Megatrends hat Heidi die Stickstoffüberschüsse aus der Landwirtschaft ausgewählt. Stickstoff in unterschiedlicher Form kann gesundheitsschädigend sei; diese Kosten hat wohl noch niemand berechnet. Auch die Schweiz muss sich gewaltig anstrengen, damit die Verluste abnehmen, siehe auch Stickstoff in Landwirtschaft und Umwelt: Eine Herausforderung, Medieninformation Bundesamt für Landwirtschaft vom 11.1.11.

Wann werden wir endlich lernen? Heidis Mist vom 25.6.13

Segen und Fluch des Düngers, Heidis Mist vom 24.5.13

3.12.14 HOME


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