Mikroverunreinigungen aus Haushalten

So einiges verschwindet im Abfluss (c) 123rf.com

Haushalte, Industrien und Gewerbebetriebe finanzieren seit Jahrzehnten eine gut funktionierende Siedlungsentwässerung und Abwasserreinigung – nach dem Verursacherprinzip. Mit der laufenden Umsetzung des ARA-Ausbaus wird das Qualitätsproblem bezüglich Mikroverunreinigungen aus Haushalten in den grösseren und mittleren Gewässern grossmehrheitlich gelöst werden. Die Mikroverunreinigungen in den Fliessgewässern werden dadurch insgesamt um über 50% reduziert werden können. Die VSA-Plattform begleitet die schweizweite Umsetzung und bietet fachliche Unterstützung. Heute sind bereits 12 ARA mit der 4. Stufe aufgerüstet und erfolgreich im Betrieb. Zahlreiche ARA sind in Planung und im Bau.

Diese Pulveraktivkohle-Anlage entfernt Mikroverunreinigungen auf der ARA Herisau. Foto Milad Ahmadvand i.A. VSA.

Mikroverunreinigungen aus Industrie und Gewerbe

Vorklärbecken einer Industrieanlage ((c) 123rf.com)

Industrie- und Gewerbebetriebe leiten ihr Abwasser entweder nach einer betriebsinternen Behandlung direkt in die Gewässer ein oder insbesondere im Falle der kleinen und mittelständischen Unternehmen indirekt über eine kommunale Abwasserreinigungsanlage. Die Auswirkungen von Betriebsabwasser auf die Gewässer waren bis in die 1990er Jahre ein grosses Thema, da Stoffeinleitungen in die Gewässer durch verfärbtes Abwasser, Schaumberge oder Fischsterben sichtbar waren. Seither hat sich die Gewässerqualität durch Anforderungen an die Einleitung von Betriebsabwasser und durch den Ausbau der Kläranlagen deutlich verbessert. Es werden jedoch viele verschiedene organisch-synthetische Stoffe in Betrieben hergestellt und verwendet. Diese Stoffe kommen in den Gewässern als Mikroverunreinigungen vor.

Die konkreten Anforderungen gemäss der Gewässerschutzgesetzgebung können in der Regel eingehalten werden. Auch konnten die Einträge von bekannten Problemstoffen in den letzten Jahren deutlich reduziert werden. Insbesondere grössere Industriebetriebe haben bereits grosse Anstrengungen hinsichtlich des Gewässerschutzes unternommen und reinigen beispielsweise das Betriebsabwasser in einer Vorbehandlung, bevor es in die öffentliche Abwasserreinigungsanlage geleitet wird. In den meisten Betrieben zielen die Behandlungen jedoch auf andere Substanzen ab und reduzieren die Mikroverunreinigungen meist nicht.

Grosse Herausforderungen stellen hohe Frachten an Einzelstoffen in den grösseren Flüssen wie Rhein und Rhone dar. Obwohl die Einzelstoffbelastung im Nano- Mikrogrammbereich pro Liter ist, können bei einzelnen Stoffen bis zu mehreren Kilogramm pro Tag resultieren, die über den Rhein in die Nachbarländer transportiert werden. Es sind aber auch Einzelfälle bekannt, wo mehrere Tonnen eines einzelnen Stoffes (keine Wirkstoffe) über ein Jahr verteilt aus einem Betrieb eingeleitet wurden.

Es braucht mehr Wissen, welche Stoffe in welchen Mengen eingeleitet werden, damit effiziente Massnahmen ergriffen werden können.

Mikroverunreinigungen aus der Landwirtschaft

Grob geschätzt stammen rund 40% der Substanzen in Gewässern aus ARA (Haushalte und Kleingewerbe), 40% aus der Landwirtschaft und 20% direkt aus Industrie und Gewerbe.

Die intensiv bewirtschafteten landwirtschaftlichen Kulturflächen liegen genau da, wo sich die für einige Trinkwasserversorgungen wichtigen Grundwasserströme befinden. Allfällige Rückstände von Pestiziden gelangen direkt, ohne in der Bodenpassage abgebaut zu werden, ins sensible Grundwasser. Es sind zwar nicht alle Grundwasserströme belastet, aber heute müssen rund 1 Mio. Einwohnerinnen und Einwohner ein Trinkwasser beziehen, in welchem Pestizid-Konzentrationen von über 0.1 Mikrogramm pro Liter vorkommen. (Literaturhinweis: aqua viva, Fokus: Wasserqualität S. 4)

Aber auch viele kleine Oberflächengewässer leiden unter zu hohen Pestizideinträgen aus der Landwirtschaft. Die ökotoxikologischen Grenzwerte werden zum Teil um ein Vielfaches überschritten. Ökotoxikologisch basierte Grenzwerte oder Qualitätskriterien werden europaweit verwendet um die Wasserqualität zu beurteilen. Unterhalb dieser Grenzwerte für bestimmte Stoffe sind keine schädlichen Wirkungen zu erwarten.

Spritzdüsen eines Traktors, (c) 123rf.com

Zudem zeigen neuste Echtzeit-Messungen der Eawag, dass viele Pestizide die Höchstkonzentrationen kurzfristig um das 170-fache übertreffen im Vergleich zu den Tagesmischproben. Für gewisse Pestizide haben bereits Spitzenkonzentrationen von weniger als einer Stunde schädliche Auswirkungen auf aquatische Organismen. Für die Trinkwasserversorgung besonders problematisch sind Rückstände von Pestiziden aus der Landwirtschaft, die direkt die sensiblen Trinkwasserressourcen belasten.

Nährstoffe aus der Landwirtschaft

Im Unterschied zu den Mikroverunreinigungen gibt es auch die Makroverunreinigungen. Darunter versteht man Stoffe in der Grössenordnung von mg/l oder g/l. Klassische Beispiele sind Nährstoffe wie Nitrat oder Phosphat. Sind die Gewässer zu nährstoffreich, so vermehren sich Algen rasant und brauchen dadurch den Sauerstoff im Wasser auf. Viele Lebewesen verlieren ihre Lebensgrundlage.

Die Hauptquelle der Nährstoffbelastung ist die Landwirtschaft. Sie gibt rund 30’000 t  Stickstoff/Jahr direkt ins Grundwasser ab, wo er sich als Nitrat anreichert. Die Nitrat-Anforderungen der Gewässerschutzverordnung sind im Ackerland bei mehr als 40% aller Grundwassermessstellen seit Jahren überschritten. Das Nitratproblem ist für viele Wasserversorger seit Jahren ungelöst, der Handlungsbedarf entsprechend gross.

Die Landwirtschaft gibt rund 30’000 t Stickstoff/Jahr direkt ins Grundwasser. In den ARA wird Stickstoff insgesamt bereits zu rund 50% aus dem Abwasser entfernt. Die ARA kann die geltenden Gewässerschutz-Grenzwerte einhalten.

Auf Grund der Schaumteppiche und der sterbenden Seen wurden in der Schweiz in den 1960er und 1970er-Jahren flächendeckend ARA gebaut, welche die Kohlenstoffverbindungen eliminieren. In den 1980er Jahren wurden wegen den nach wie vor zu hohen Phosphor- und Ammoniumkonzentrationen viele ARA weiter ausgebaut. In den 1990er und 2000er Jahren wurde als weitere Reinigungsstufe in vielen ARA die Denitrifikation erstellt. Stickstoff wird heute insgesamt zu rund 50% aus dem Abwasser entfernt, Phosphor etwa zu 90%. Die ARA halten heute nationale und internationale Zielwerte der Gewässerqualität ein.