Spurenstoffe im Abwasser: Ein Problem schon vor der Kläranlage!

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Der Schutz des Grundwassers ist prioritäres Ziel des deutschen und europäischen Wasserrechts. Es ist daher nicht wirklich nachvollziehbar, dass sich die aktuelle Debatte um Spurenstoff-Belastungen des Abwassers absolut einseitig auf die Kläranlagen und deren Reinigungsleistung fokussiert. Defekte Abwasserkanalnetze schaffen die Voraussetzung für einen massiven, lang anhaltenden Transfer von Spurenstoffen in Böden und Grundwasser. An die Instandhaltung von Kanalsystemen sind daher schärfere Anforderungen zu stellen als bislang, fordert der RSV Rohrleitungssanierungsverband e.V.

Die EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) vom 23.10.2000 gilt quasi als juristische Basis-Norm der Europäischen Wasserwirtschaft, an der folgerichtig auch die letzten Novellen des deutschen Wasserhaushaltgesetzes (WHG) ausgerichtet waren. Das strategisches Ziel der WRRL war und ist eine Verbesserung des Zustandes der aquatischen Ökosysteme und der Grundwasservorkommen sowie die nachhaltige Nutzung der langfristige Schutz der Wasserressourcen. Erreicht werden soll dies durch Realisierung einer Reihe operativer Ziele:

  • Verschlechterungsverbot für Oberflächen- und Grundwasser
  • Guter ökologischer und chemischer Zustand der Gewässer
  • Trendumkehr zum Positiven in der Grundwasserbeschaffenheit
  • Guter mengenmäßiger und chemischer Grundwasserzustand
  • Verringerung/Beendigung der Gewässerverschmutzung durch gefährliche Stoffe


Auffallend an dieser operativen Zielstellung ist die explizite Betonung des Grundwassers als Schutzgut -man kann fast von einem gewissen Übergewicht des Schutzgutes Grundwasser gegenüber Oberflächengewässern sprechen. Sachlich nachvollziehbar ist das: Wenn man berücksichtigt, dass beeinträchtigte Grundwasservorkommen wesentlich schlechter regenerierbar sind als kontaminierte Oberflächengewässer, so ist eine konsequente Anwendung des Vorsorge-Grundsatzes hier sogar wichtiger als beim Schutz von Oberflächengewässern.

Eine zentrale Herausforderung der Wasserwirtschaft (auch) in Deutschland ist die kontinuierlich zunehmende Belastung von Grund- und Oberflächengewässern mit sogenannten "Spurenstoffen". Spurenstoffe sind Zivilisationschemikalien unterschiedlicher Art und Herkunft, die auf verschiedenen Pfaden in Grund- und Oberflächengewässer eingetragen werden und sich dort tendenziell anreichern. Viele Spurenstoffe entfalten in aquatische Umwelt bedenkliche ökologische Wirkungen (etwa die endokrin wirksamen Substanzen, die sich biochemisch wie Hormone verhalten) oder stellen eine potentielles Risiko für die menschliche Gesundheit dar. Während insbesondere in der Landwirtschaft Spurenstoffe gezielt in die Umwelt eingetragen werden (z.B. Pflanzenschutzmittel) geraten andere Spurenstoffe unbeabsichtigt in die Grund- und Oberflächen-Gewässer. Das gilt vor allem für den Spurenstoff-Gehalt des kommunalen Abwassers, der in Konzentration und Bandbreite seit Jahren kontinuierlich zunimmt und von kommunalen Kläranlagen auf aktuellem Stand der Reinigungstechnik nur unzureichend zu bewältigen ist. Die in den Kläranlagen ankommende Spurenstofffracht gelangt daher weitgehend unvermindert in die Vorflut und führt dort zu wachsenden Spurenstoff-Pegeln.

Ein Problem von wachsender Bedeutung sind Rückstände von Humanmedikamenten. Nicht nur das Spektrum von Medikamenten wächst laufend; die demografische Entwicklung trägt das Ihre zum Problem bei. Wenn demnächst die geburtenstarken "Babyboomer"-Jahrgänge ins Rentenalter eintreten, belastet das nicht nur die Sozialsysteme. Die Überalterung der Gesellschaft wird man im Zulauf (und leider auch im Ablauf) deutscher Kläranlagen buchstäblich messen können: Denn Senioren produzieren auch spezifisches Senioren-Abwasser, das Rückstände all jener Medikamente enthält, die in älteren Jahrgängen naturgemäß stärker konsumiert werden als in jüngeren Jahren. Dazu gehören diverse Schmerzmittel, die sich aufgrund fortgeschrittener Messtechnik inzwischen sortenrein nachweisen lassen. Inzwischen fast überall feststellbar sind auch Röntgenkontrastmittel sowie Psychopharmaka ( die auch von jüngeren Bevölkerungsgruppen zunehmend eingenommen werden - quasi als "Preis der Leistungsgesellschaft"). Dass Rückstände aus Antibabypillen in Folge der strukturellen Alterung im Abwasser tendenziell wieder abnehmen dürften, ist demgegenüber nur ein eher schwacher Trost. Bis heute ist es übrigens so, dass es nicht zur Verweigerung einer Medikamenten-Zulassung führt, wenn ein Wirkstoff sich als wassergefährdend erweist.

Die Fachverbände DWA (NRW), agw (NRW), DWK sowie der Städte- und Gemeindebund NRW und der Städtetag NRW haben den Sachstand in dieser Frage in ihrem gemeinsamen "Memorandum Spurenstoffe 2014" ausführlich und detailliert dokumentiert [ 1 ]. Unter anderem macht das Memorandum die Größenordnungen des Problem deutlich:

  • Im Rahmen des EU-Chemikalien-Kontrollprogramms REACH müssen 30.000 Stoffe auf ihre Umwelt und Gesundheitsbedenklichkeit überprüft werden.
  • In der EU werden derzeit rund 100.000 chemische Substanzen gehandelt
  • Jährlich werden 1000 Stoffe neu synthetisiert

Im Weiteren thematisiert das Memorandum den zu erwartenden Aufwand für die Elimination der Spurenstoffe in der Kläranlage: Auf Basis der Techniken Aktivkohlefiltration oder Ozonoxidation wird der Reinigungs-Mehraufwand auf bis zu 40 Cent pro Kubikmeter Abwasser taxiert, um die die Abwassergebühren steigen würden. Zu der Frage der Spurenstoffelimination gibt es inzwischen ein kaum noch überschaubare Vielzahl von Forschungsbeiträgen und Fachveranstaltungen. Das ist einerseits Ausdruck eines wirklich zwingenden Problems, leider spiegelt es zugleich eine einseitige Problemsicht. Im wissenschaftlichen Fokus stehen dabei fast ausschließlich Oberflächengewässer und bislang nur der Lösungsansatz "Kläranlagen-Optimierung", abgesehen von vereinzelten, natürlich durchaus berechtigten Betrachtungen zur Verursachung des Spurenstoff-Problems.

Was erstaunlicher Weise völlig fehlt, und zwar sowohl in der wasserwirtschaftlichen Fachdiskussion im allgemeinen, als auch im "Memorandum Spurenstoffe 2014" im Besonderen, ist die Frage, ob und wie denn die Spurenstoffe vor der Kläranlage in Erscheinung treten. Das ist keineswegs eine minder relevante Frage, wenn man berücksichtigt, in welchem Zustand sich die Abwasser ableitende Infrastruktur sich seit Jahrzehnten befindet. Seit Anfang der 80 Jahre publiziert die DWA in drei- bis vierjährigem Turnus eine bundesweite Umfrage zu Be- und Zustand der deutschen kommunalen Abwassernetze. Und kommt seitdem mit geringen Abweichungen zum immer gleichen Ergebnis: Rund ein Fünftel der 550.000 Kilometer öffentlicher deutschen Abwasserkanäle ist schadhaft und daher kurz- bis mittelfristig sanierungsbedürftig. [ 2 ] Den baulichen Zustand (mindestens) 1 Million Kilometer privater Abwasserleitungen bezeichnet die DWA schon 2004 als "deutlich schlechter"[ 3 ] im Vergleich zur öffentlichen Infrastruktur.

110.00 Kilometer schadhafte öffentliche und ca. 400.000 bis 500.000 Kilometer undichte private Netzinfrastruktur: Die Folgen kann man, zumindest teilweise, sogar messen: Nach aktuellen DESTATIS-Erhebungen [ 4 ] wurden 2010 rund 9,98 Milliarden Kubikmeter Abwasser in deutschen Kläranlagen behandelt (d.h., zuvor durch Kanalnetze transportiert). 50% davon sind Schmutzwasser, 27 Niederschlagswasser. Die restlichen 23 % sind Fremdwasser - das heißt, es wurde also 2010 ein Volumen von rund 2,3 Milliarden Fremdwaser zur "Reinigung" in die Kläranlagen geleitet. Zum weit überwiegenden Teil ist dies Grundwasser, das über undichte Kanäle ins System infiltriert. Ein offenes Geheimnis und technisch zwangsläufig ist, dass diesen Infiltrationen an andere Stelle (nämlich da, wo das Netz über dem Grundwasserhorizont liegt) Exfiltrationen von Abwasser aus den Rohren gegenüber stehen. Nur können diese nicht so unmittelbar gemessen werden wie Fremdwasser. In der (auf Schmutzwasserkanäle bezogenen) Gleichung "Abwasser an der Kläranlage = Trinkwasserabgabe plus Infiltration minus Exfiltration" bleibt die Exfiltration aus undichten Kanälen naturgemäß die -messtechnisch- große Unbekannte.

Aber genau hier eröffnet sich die zweite, bislang kaum betrachtete, geschweige denn systematisch erforschte, Dimension des Spurenstoff-Problems. Denn Spurenstoffe, die gar nicht in der Kläranlage ankommen, bedrohen in letzter Konsequenz zwar nicht die Oberflächengewässer, dafür aber das Grundwasser. Dass das mehr ist als eine überaus plausible Vermutung, bewiesen schon 2005 Messergebnisse der Fresenius Hochschule Taunusstein, die in verschiedenen deutschen Großstädten Grundwasserleiter auf das Vorkommen von Barbituraten untersuchten. Barbiturate sind Schmerzmedikamente, die bis in die 60er Jahre intensiv eingesetzt, dann jedoch verboten und als Humanmedikament außer Gebrauch genommen wurden. Nichtsdestotrotz fanden sich die Barbiturate Mitte des letzten Jahrzehnts im Untergrund etlicher deutscher Städte:

"Investigations of groundwater being affected with wastewater infiltration several decades ago also revealed a barbiturate pattern, indicating a strong recalcitrance* of these drugs. .... Both, the biodegradability under aerobic conditions and hydrolysis did not show any degradation" [ 5 ]

*Widerstandsfähigkeit

Das Fazit daraus: Wenn wir jene Medikamente, die vor 50 Jahren aus defekten Kanälen versickert sind, inzwischen im städischen Grundwasser nanchweisen können, dann wissen wir ziemlich sicher, was unsere Nachfahren im Jahre 2065 in den Grundwasserleitern finden werden: Das gesamte kaum abbaubare Spektrum an Medikamenten nämlich, das wir heute einnehmen und wieder ausscheiden, zuzüglich der sonstigen, von uns konsumierten Zivilisationschemikalien. Vor allem wissen wir: Es ist keine Frage, ob Spurenstoffe "da unten " ankommen; die Frage ist ausschließlich, wie lange es dauert. 40-50 Jahre scheinen nach dem aktuellen Wissensstand eine realistische Prognose zu sein...

Um so erstaunlicher ist es, dass die vereinten Herausgeber des "Memorandum Spurenstoffe 2014" diesen speziellen Aspekt darin nicht mit einem Satz streifen. Das hat bereits fatale Folgen: Die Bürgerinitiative "Alles dicht in NRW", in der sich Dichtheitsprüf-Verweigerer landesweit organisiert haben, beruft sich in sozialen Netzwerken (Facebook) inzwischen auf das DWA-Memorandum als wissenschaftlichen "Beweis" dafür, dass undichte Kanäle kein Umweltrisiko darstellen. Dies ist zwar eine völlig unseriöse Schlussfolgerung aus dem Schweigen des Memorandums zur Frage der Spurenstoffe vor der Kläranlage - aber zu erwarten war diese Reaktion durchaus.

Die beständig anschwellende Fracht an Spurenstoffen im Abwasser, die speziell im Bereich der Humanmedikamente kaum einzudämmen sein dürfte, wenn man die moderne Medizin nicht insgesamt in Frage stellen will: Sie zwingt dazu, sich mit der gesamten Problemkette "vom Klo bis zum Kläranlagen-Auslauf" auseinander zu setzen. Die Optimierung der Klärtechnik, so viel sie auch kosten mag, ist daher definitiv nur eine halbe Lösung. Sie löst noch nicht einmal die Problem der Oberflächengewässer zuverlässig, wie folgende Überlegung zeigt: Ein nicht unerheblicher Schmutz- (und Spurenstoff-)eintrag in die Fließgewässer resultiert schon heute aus der Entlastung hydraulisch überforderter Mischwasserkanalisationen. Diese jedoch verdanken sich maßgeblich der chronischen Fremdwasserbelastung vieler Mischwassernetze, die wiederum eine Folge defekter Kanäle ist. Man kann mit noch so viel Abwassergebühren und Technologie noch so hohe Reinigungs-Wirkungsgrade erreichen - die Spurenstoffbelastung der Gewässer durch Mischwasserabschläge wird man damit nicht nur begrenzt eindämmen. So lange die Spurenstoff-Quelle "Abwasserkanal" ungebremst weiter sprudelt, weil undichte Leitungsinfrastruktur nicht konsequent genug saniert wird, könnte man sogar die Sinnhaftigkeit weiterer Investitionen in die Reinigungstechnik mit gewisser Berechtigung hinterfragen. Nur eine gesamtheitliche Betrachtung (und Lösung!) aller Facetten der Spurenstoff-Problematik führt zum ökologisch, technisch und wirtschaftlich befriedigenden Gesamtergebnis.

20 Prozent undichte öffentliche und 40 % defekte private Leitungen über Jahrzehnte hinweg als quasi-Normalzustand zu dulden, führt langfristig in ein Grundwasser-Desaster und ist deshalb inakzeptabel. Es führt kein Weg an einer schärferen Anspruchshaltung in Sachen Kanal-Dichtheit und an erhöhten Investitionen für die Sanierung der Abwassernetze vorbei. Dies gebieten im Übrigen nicht nur gesunder Menschenverstand und Verantwortungsbewusstsein, sondern eben auch und gerade das Wasserrecht. Der aktuelle Zustand deutscher Kanalnetze ist ein auch rechtlich nicht hin zu nehmender Verstoß gegen die WRRL und das Wasserhaushaltsgesetz gleichermaßen.

[ 1 ] agw, DWA-Landesverband NRW, DWK-Landesverband NRW, Städte- und Gemeindebund NRW, Städtetag NRW (Hrsg.): Memorandum für einen Schutz der Gewässer vor Spurenstoffen 2014
[ 2 ] DWA Zustand der Kanalisationen in Deutschland 2009 Ergebnisse der DWA-Umfrage 2009, Seite 14
[ 3 ] DWA Zustand der Kanalisationen in Deutschland 2004 Ergebnisse der DWA-Umfrage 2004, Seite 10
[ 4 ] DESTATIS-Fachserie 19, Reihe 2.1.2 : Öffentliche Wasserversorgung und öffentliche Abwasserentsorgung - Öffentliche Abwasserbehandlung und -entsorgung - Abb. 2, 3
[ 5 ] Peschka M., Eubeler J. P., Knepper T. P.: Occurrence and fate of barbiturates in the aquatic environment. In: Environ. Sci. Technol. 40 (23), 7200-7206 (2006)

Über Jahrzehnte defekter Abwassersammler: Dass heute die Humanmedikamente von 1960 im Grundwasser nachweisbar sind, kann angesichts solcher Zustände nicht verwundern.
2,3 Milliarden Kubikmeter Fremdwasser in deutschen Kläranlagen: Diese Flut überlastet nicht nur die Reinigungs-Infrastruktur, sondern zuvor schon die Kanalnetze. Bei starkem Niederschlag kommt es in überlasteten Mischwasserkanälen dann zum Abschlag Spuren
Gegen die Spurenstoff-Belastung des Grundwassers durch defekte Leitungsnetze hilft nur eines: Die konsequente Sanierung der Infrastruktur (...hier mit einem Schlauchliner).

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