Bewertung Von Risiken Durch Feststoffgebundene Schadstoffe Im
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Bewertung von Risiken durch feststoffgebundene Schadstoffe im Elbeeinzugsgebiet Koordination: Beratungszentrum für Integriertes Sedimentmanagement, Hamburg Hamburg, Mai 2008 Erstellt im Auftrag der Hamburg Port Authority Mitfinanziert durch die Flussgebietsgemeinschaft Elbe. Autoren: Susanne Heise1 Frank Krüger2 Ulrich Förstner3 Unter Mitarbeit von: Martina Baborowski4 Daniel Schwandt, BfG Rainer Götz5 Steffen Uhlig, quo data GmbH Burkhard Stachel6 René Schwartz, BSU 1 Beratungszentrum für Integriertes Sedimentmanagement. 21071 Hamburg 2 Fa. ELANA - Boden, Wasser, Monitoring, Dorfstr. 55, D-39615 Falkenberg 3 Technische Universität Hamburg-Harburg,. Eißendorfer Str. 40, 21071 Hamburg 4 Dept. River Ecology, Helmholtz Centre for Environmental Research – UFZ. Brueckstr. 3a, 39114 Magdeburg, Germany. 5 Behörde für Soziales, Familie, Gesundheit und Verbraucherschutz, Institut für Hygiene und Umwelt - Umweltuntersuchungen. Marckmannstr. 129b, 20539 Hamburg 6 Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, Amt für Umweltschutz – Gewässerschutz. Billstraße 84, 20539 Hamburg Bitte diesen Bericht zitieren als Heise S, Krüger F, Baborowski M, Stachel B, Götz R, Förstner U (2007) Bewertung der Risiken durch Feststoff- gebundene Schadstoffe im Elbeeinzugsgebiet. Im Auftrag der Flussgebietsgemeinschaft Elbe und Hamburg Port Authority, erstellt vom Beratungszentrum für integriertes Sedimentmanagement (BIS/TuTech) an der TU Hamburg-Harburg. 349 Seiten. Hamburg. Kontakt: Susanne Heise, BIS; [email protected]; BIS.tutech.net Fotos umseitig von Michael Bergemann, René Schwartz, Birgitt Redemann, Martina Baborowski, Susanne Heise Danksagung Für die Bereitstellung von Daten danken wir der Wassergütestelle Elbe (WGE), dem Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt (LHW), dem Sächsischen Landesamt für Umwelt und Geologie (LfUG), der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (TLUG), dem Landesamt für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein (LANU), dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), dem Umweltbundesamt (UBA) und der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG). Weiterhin möchten wir folgenden Einzelpersonen für die Bereitstellung spezieller Daten danken: Ursula Anacker (LAU Sachsen-Anhalt), Ludger Anders (Landeslabor Brandenburg), Olaf Büttner (UFZ), Rudolf Pepelnik (GKSS), Jürgen Ritschel (LUA Brandenburg) sowie Karl Severin (Landwirtschaftskammer Niedersachsen). Für die inhaltliche Auseinandersetzung möchten wir uns bedanken bei den Vertretern der Auftraggeber, Axel Netzband (Hamburg Port Autority, HPA) und Ulrike Hursie (Flussgebietsgemeinschaft Elbe, FGG), sowie bei der Ad Hoc Arbeitsgruppe Schadstoffe der FGG, ihrem Leiter Peter Heininger (BfG) und den Mitgliedern Katrin Blondzik (UBA), Petra Kasimir (LHW), Sylvia Rohde (LfUG), Fred Schulz (LANU), René Schwartz (BSU) und Kerstin Wyrwa (TLUG). Kommentiert haben diese Studie zusätzlich Thomas Gaumert (WGE), sowie Evelyn Schaffranka und Hartmut Schwartz von der Landesanstalt für Altlastenfreistellung Sachsen-Anhalt (LAF). Vielen Dank dafür. Durch konstruktive Diskussionen haben folgende Personen diese Studie wesentlich vorangebracht: Michael Bergemann, Wassergütestelle Elbe Daniel Schwandt, Bundesanstalt für Gewässerkunde Fred Walkow, Landratsamt Bitterfeld, Amt für Umweltschutz. Inhaltsangabe 1 Zusammenfassung – Extensive Summary 1 1.1 Hintergrund und Ziel der Studie 1 1.2 Der konzeptionelle Ansatz 1 1.3 Ergebnisse der Studie 9 1.4 Maßnahmen 18 1.5 Referenzen 19 2 Einleitung 21 3 Zielsetzung und Vorgehensweise 25 4 Risiken durch partikelgebundene Schadstoffe im Elbeeinzugsgebiet 27 4.1 Relevante Bewirtschaftungsziele im Elbeeinzugsgebiet 29 4.2 Sedimentrichtwerte als Beurteilungskriterium für potenzielle 32 Gefährdungen der Bewirtschaftungsziele 4.3 Bewertung des Risikos für Bewirtschaftungsziele im Elbeeinzugsgebiet 48 4.4 Referenzen 73 5 Identifizierung der Gebiete, von denen ein Risiko ausgeht 75 5.1 Schwebstofftransport und Schwebstoffdynamik im Elbeeinzugsgebiet 76 5.2 Beiträge der Teileinzugsgebiete zur Schadstoffbelastung der Elbe 117 5.3 Areas of Risk 148 5.4 Zusammenfassung Kapitel 5 231 5.5 Referenzen 234 Kapitel S Die Kontamination von Elbefischen mit Dioxinen und dioxin-ähnlichen PCB 237 S-1 Zusammenfassung 237 S-2 Einführung 237 S-3 Bedeutung und Bewertungsgrundlagen der PCDD/F und DL-PCB 238 S-4 Ergebnisse und Diskussion 240 S-5 Empfehlungen 244 S-6 Referenzen 245 6 Maßnahmen 247 6.1 Themenübersicht und Kurzzusammenfassung 248 6.2 Rechtliche Randbedingungen 251 6.3 Zuordnung der technischen Optionen 253 6.4 Unterwasserdepots und Landdeponien für Baggerut 257 6.5 Ex-Situ Behandlung von Baggergut 262 6.6 Sanierung von Bergbaualtlasten – Beispiele: LMBV und Wismut 269 6.7 In-Situ Capping für kontaminierte Sedimente – Beispiel Hitzacker 286 6.8 Monitored Natural Attenuation – Beispiel: Spittelwasser 294 6.9 Potenzielle Maßnahmen zur Risikomininierung von kontaminierten Sedimenten unter Berücksichtigung der Besonderheiten des Elbeeeinzugsgebietes - Analyse 311 6.10 Kommunikation und Anwendung der Maßnahmen, Ergebnisübersicht 326 6.11 Referenzen 333 7 Schlussfolgerungen und Empfehlungen 343 Anlagen (nur digital verfügbar) Anlage 1 Dioxine und Furane in Elbe, Mulde und Spittelwasser Anlage 2 Zusatzinformationen zur Relevanz der Bewirtschaftungsziele Anlage 3 Stoffe mit Qualitätsnormen für Schwebstoff nach 76/464/EWG Anlage 4 Bewertungskonzept zur Priorisierung von Schadstoffen und der Einschätzung der Bedrohung von Nutzungen im Elbeeinzugsgebiet Anlage 5 Detailinformationen zur Ableitung der Sedimentqualitätsrichtwerte Anlage 6 Die Belastung von Speisefischen im Elbeeinzugsgebiet Anlage 7 Hintergrundinformationen über Projekte mit Bezügen zu Hochwässern und Extremhochwässern Anlage 8 Berechnung von Schwebstofffrachten auf Grundlage von quasi-online Trübungsdaten zur Validierung der qualifizierten Frachtschätzung der ARGE- Elbe und zum Vergleich mit den Befunden der BfG. Anlage 9 Charakterisierung des Schwebstofftransports im Bereich der Stauhaltung Calbe Anlage 10 Die Schwebstoffdynamik während des Frühjahrshochwassers 2006 an der Elbe Anlage 11 Zusammenfassende Aus- und Bewertung des Schwebstofftransportes ausgewählter typischer Abflusssituationen und Anteil der Regionen an der Gesamtfracht Anlage 12 Ablagerung und Mobilisierung von Buhnenfeldsedimenten Anlage 13 Die Kontamination von Elbaueböden, Elbefischen sowie Futter- und Lebensmitteln mit Dioxinen und dioxin-ähnlichen PCB Analge 14 Schadstoffkonzentrationen in Schwebstoffen bei Mittel- und Niedrigwasserereignissen (Auswertung der GKSS-Beprobungen) Anlage 15 Verlagerung, Verdünnung und Austrag von schwermetallbelasteten Fluss- sedimenten im Einzugsgebiet der Saale (Zusammenfassung aus Hanisch et al. 2005) Anlage 16 Die Europäische Meeresschutz-Strategy – Kommentare des Sachverständigenrats für Umweltfragen, zusammengestellt von U. Förstner Anlage 17 Abflussgrafiken ausgesuchter Abflussereignisse Anlage 18 Das Gebiet Hamburgs mit Bezug auf „Substances of Concern“, u.a. TBT 1. Erweiterte Zusammenfassung 1.1 Hintergrund und Ziel der Studie Die Europäische Kommission hat mit der Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) im Jahre 2000 eine Umweltgesetzgebung verabschiedet, die ein ganzheitliches Vorgehen bei der Bewertung der Umweltqualität aller Gewässer vorschreibt. Das übergeordnete Ziel ist ein „guter Zustand“ für alle Oberflächengewässer einschließlich der Ästuare und Küstengewässer bis 2015. Damit dieser erreicht werden kann, gibt die EU eine Reihe von Aktionsschritten vor, so u.a. „Strategien gegen die Wasserverschmutzung“ (Artikel 16) zu ergreifen. Diese umfassen spezifische Maßnahmen gegen die Gewässerverschmutzung durch einzelne Schadstoffe und Schadstoffgruppen, die ein erhebliches Risiko für die aquatische Umwelt und durch die aquatische Umwelt darstellen. Hierbei sind sowohl Punktquellen als auch diffuse Quellen, die Verschmutzungen verursachen können, in einem bis 2009 festzuschreibenden Maßnahmeprogramm zu adressieren. Die Verschmutzung von Oberflächenwasser durch „prioritäre Substanzen“ soll beseitigt, die Verschmutzung durch andere Schadstoffe stufenweise verringert werden. Während die EG-WRRL Qualitätsnormen für die Wasserphase als Regulationsinstrument vorsieht, wird in der Umsetzung die Eigenschaft von Sedimenten und Schwebstoffen als Schadstoffträger nur unzureichend berücksichtigt, obwohl mehr als die Hälfte der als prioritär eingestuften Substanzen eine hohe Affinität zur Anlagerung an Sedimente und Schwebstoffe haben. In Flussgebieten, in denen historisch kontaminierte Sedimente in großem Umfang vorliegen, könnte eine Nichtbeachtung im Maßnahmeprogramm die Umsetzung der Ziele der EG-WRRL gefährden. Schadstoffe sind häufig noch in hohen Konzentrationen in Sedimenten nachzuweisen, wenn die Kontrolle primärer Schadstoffquellen in der Wasserphase schon deutliche Erfolge zeigt. Wenn Sedimente aufgewirbelt werden oder sich die Umweltbedingungen ändern (z.B. Säuregehalte, Salinität oder Sauerstoffgehalt) können Schadstoffe remobilisiert werden. Damit sind nicht nur die im Sediment lebenden Organismen gefährdet. Auch für die Lebensräume, die mit Schwebstoffen und Sedimenten in Kontakt stehen (Wasserphase) oder in Kontakt kommen können (überflutete Auen), besteht ein potenzielles Risiko. Naturnahe prozessbasierte Sedimenttechnologien könnten hier ein passendes Instrument zur Verschmutzungsreduzierung bei flächenhaften Kontaminationen darstellen. Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende Studie durchgeführt, bei der auf der vorhandenen, noch lückenhaften Datenbasis verschiedener