Maßnahmen Zur Verminderung Des Eintrages Von Mikroschadstoffen in Die Gewässer – Phase 2
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TEXTE 60 /2016 Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer – Phase 2 Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit Forschungskennzahl 3712 21 225 UBA-FB-002362 Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer – Phase 2 von Thomas Hillenbrand, Felix Tettenborn Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (Fraunhofer ISI), Karlsruhe Stephan Fuchs, Snezhina Toshovski Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Karlsruhe Steffen Metzger, Imee Tjoeng Kompetenzzentrum Spurenstoffe Baden-Württemberg (KomS), Stuttgart Paul Wermter Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen (FiW), Aachen Michael Kersting, Dieter Hecht, Nicola Werbeck Ruhr-Forschungsinstitut für Innovations- und Strukturpolitik (RUFIS) e. V. , Bochum Pascal Wunderlin Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“ VSA, Zürich unter Mitarbeit von Yannis Geiger, Lara Wöhler, Florian Zörb; Fraunhofer ISI Natalie Palm, Susanne Tettinger; FiW Helmut Karl, Thomas Ebben; RUFIS Aline Meier; VSA Im Auftrag des Umweltbundesamtes Juni 2016 Impressum Herausgeber: Umweltbundesamt Wörlitzer Platz 1 06844 Dessau-Roßlau Tel: +49 340-2103-0 Fax: +49 340-2103-2285 [email protected] Internet: www.umweltbundesamt.de /umweltbundesamt.de /umweltbundesamt Durchführung der Studie: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI (Fraunhofer ISI), Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe in Zusammenarbeit mit: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Karlsruhe Kompetenzzentrum Spurenstoffe Baden-Württemberg (KomS), Stuttgart Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH e. V. (FiW), Aachen Ruhr-Forschungsinstitut für Innovations- und Strukturpolitik (RUFIS) e. V. , Bochum Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“ VSA, Zürich Abschlussdatum: Juni 2016 Redaktion: II 2.1, Übergreifende Angelegenheiten Wasser und Boden Cindy Mathan, Publikationen als pdf: http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/ ISSN 1862-4804 Dessau-Roßlau, August Das diesem Bericht zu Grunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit unter der Forschungskennzahl 3713 17 100 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autorinnen und Autoren. Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer – Phase 2 Kurzbeschreibung Die Reduzierung der Belastungen der Gewässer mit Mikroschadstoffen ist eine wichtige Zielsetzung der Wasserwirtschaft. Grundlage hierfür ist die Europäische Wasserrahmenrichtlinie1, in der festge- legt ist, dass zur Bekämpfung der Wasserverschmutzung durch relevante Schadstoffe oder Schad- stoffgruppen spezifische Maßnahmen umzusetzen sind, sobald Umweltqualitätsnormen (UQN), die als Zielgrößen zur Erreichung des guten chemischen Zustandes der Oberflächengewässer über die Richtlinie 2013/39/EG für 45 prioritäre Stoffe bzw. Stoffgruppen festgelegt wurden, überschritten werden. Zur Verminderung und Vermeidung der Emissionen der relevanten Stoffe sind sowohl Maß- nahmen an der Quelle als auch im Emissionspfad nachgelagerte Maßnahmen denkbar. Bei der Aus- wahl von geeigneten Maßnahmen spielen die Wirksamkeit und die damit verbundenen Kosten eine wesentliche Rolle. Zur Unterstützung dieses Ansatzes und zur Ergänzung und Vervollständigung der von Oktober 2012 bis Oktober 2014 durchgeführten Arbeiten des Forschungs- und Entwicklungsvorhaben „Maßnah- men zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer“ (FKZ: 3712 21 225), die in dem Bericht UBA Texte 85/2014 umfassend dokumentiert sind, wurden von November 2014 bis März 2016 weitergehende Untersuchungen durchgeführt. Die nachfolgend in diesem Bericht beschriebenen, weitergehenden Arbeiten umfassen • eine Aktualisierung der Stoffflussbetrachtungen sowie Analysen und Konkretisierung von quellenorientierten Maßnahmen zur Emissionsminderung von Mikroschadstoffen aus dem Bereich von Importtextilien, Arzneistoffen und ausgewählten Bioziden, • eine Relevanzbewertung der Stoffe der EU-Watch-List (Durchführungsbeschluss 2015/495) für Deutschland, • die Modellierung von Stoffeinträgen und von zugehörigen Emissionsminderungsmaßnahmen deutschlandweit, • eine Aktualisierung und Erweiterung der Kosten- und Effizienzdaten einer weitergehenden Mikroschadstoffelimination (4. Reinigungsstufe auf Kläranlagen), • eine Diskussion der Kostenträgerschaft der Emissionsminderungsmaßnahmen für Mik- roschadstoffe, • Untersuchungen zur Analyse des volkswirtschaftlichen Nutzens von Emissionsminderungs- maßnahmen für Mikroschadstoffe, • einen Blick auf die weiteren Entwicklungen zum Umgang mit Mikroschadstoffen in der Schweiz und • Empfehlungen für Maßnahmen und Maßnahmenkombinationen, die zur Verminderung und Vermeidung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer beitragen. 1 Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlaments und des Rates zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnah- men der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik 5 Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer – Phase 2 Abstract Reducing the contamination of water bodies with micropollutants is an important objective of the wa- ter industry. This is based on the European Water Framework Directive2, which stipulates that spe- cific measures have to be implemented to combat water pollution caused by relevant pollutants or pollutant groups as soon as environmental quality standards (EQS) are exceeded. These standards were defined as target figures for 45 priority substances or groups of substances to achieve a good chemical status of surface water in the Directive 2013/39/EU. Both source-based measures and end- of-pipe measures are conceivable to avoid and reduce the emissions of the relevant substances. Their effectiveness and the associated costs play a major role when selecting suitable measures. Further studies were carried out from November 2014 until March 2016 to support this approach and to supplement and complete the studies conducted from October 2012 until October 2014 in the re- search and development project “Measures to reduce micropollutants emissions to water” (FKZ: 3712 21 225) that are documented in detail in the UBA Texte 85/2014 report. The studies described in this report cover • Updating the substance flow analyses as well as analyses and specification of source-oriented measures to reduce micropollutant emissions from the fields of imported textiles, pharmaceu- ticals and selected biocides • Analysing the relevance of the substances on the EU Watch List (implementing decision 2015/495) for Germany • Modelling substance emissions and the associated emission reduction measures across Ger- many • Updating and enhancing the cost and efficiency data to account for advanced micropollutant elimination (4th stage of purification in sewage treatment plants) • Discussing who should foot the bill for the emission reduction measures for micropollutants • Studies to analyse the macroeconomic benefit of emission reduction meaures for micropollu- tants • Looking at further developments dealing with micropollutants in Switzerland • Recommendations of measures and combinations of measures that contribute to reducing and avoiding micropollutant emissions to water. 2 Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for Community action in the field of water policy. 6 Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer – Phase 2 Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................ 11 Tabellenverzeichnis ................................................................................................................. 14 Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................................ 18 Zusammenfassung .................................................................................................................. 22 Summary ................................................................................................................................ 27 1 Hintergrund und Zielsetzung ............................................................................................ 31 2 Aktualisierung der Stoffflussbetrachtungen sowie Analysen und Konkretisierung quellenorientierter und dezentraler Maßnahmen ............................................................... 32 2.1 Kurzdarstellung wesentlicher Arbeitsinhalte und Ergebnisse der Phase 1 ...................... 32 2.2 Arbeitsinhalte der Phase 2 ......................................................................................... 32 2.3 Methodik der Stoffflussbetrachtungen sowie der Zusammenstellung und Bewertung von Maßnahmen zur Reduktion von Mikroschadstoffeinträgen in die Gewässer .................................................................................................................. 33 2.4 Ergänzungen/Aktualisierungen der Stoffflussbetrachtungen ........................................ 33 2.4.1 Terbutryn ............................................................................................................ 33 2.4.2 Diclofenac ........................................................................................................... 35 2.4.3