In Baustoffen wird eine Vielzahl von Stoffen verwendet, um deren Eigenschaften zu verbessern. Die Aufmerksamkeit wurde in den letzten Jahren auf organische Zusätze in Putzen, Fassadenfarben oder Dachabdichtungsbahnen gelenkt, da diese Verbindungen in städtischen Regenwasserabflüssen und Oberflächengewässern nachgewiesen wurden. In der vorgestellten Studie wurde das Ausmaß der durch Regenereignisse induzierten Emissionen an zwei Neubaugebieten in Berlin untersucht. Dazu wurden über einen Zeitraum von 1,5 Jahren Regenwasserabflüsse von Dächern, Fassaden und dem Gesamtgebiet beprobt und analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere die Biozide Diuron und Terbutryn aus Fassaden, die Wurzelschutzmittel Mecoprop und MCPA in Bitumenbahnen sowie Zink aus Dächern und Fassaden in die Regenwasserkanalisation gelangten und damit in kleinen Fließgewässern zu Überschreitungen der Umweltqualitätsziele führen können. Zusätzlich traten regelmäßig Transformationsprodukte der Biozide auf. Die berechnete Massenbilanz zeigt, dass die größte Menge der Stoffe vor Ort verbleibt und diffus oder gezielt versickert. Minderungsmaßnahmen zur Quellenkontrolle sollten in Betracht gezogen werden, um das Auslaugen umweltrelevanter Stoffe aus Baumaterialien zu vermeiden.
Bei Regenwetter können von Gebäuden verschiedene anorganische und organische Stoffe in die Gewässer gelangen. Um solche Stoffeinträge zu bilanzieren, wurden in Berlin die Stoffemissionen in zwei Untersuchungsgebieten erfasst und mittels Modellierung die Emissionsdynamik und Belastungen in Gewässern abgeschätzt. Die Ergebnisse zeigen beispielsweise, dass vor allem von den Westfassaden der Wirkstoff Diuron emittiert. Obwohl im vorgestellten Untersuchungsgebiet nur 1 % der Stoffemission in den Regenkanal bzw. das Gewässer gelangt, können vor allem bei kleinen Gewässern kritische Konzentrationen auftreten. Die überwiegende Fracht verblieb im Gebiet oder versickerte. Um solche Stoffbelastungen zu vermeiden, bieten sich verschiedene Maßnahmen an der Quelle oder nachgeschaltet an. Die entwickelten Vorschläge sind für die Praxis umsetzungsorientiert ausgelegt und zielen auf Fassaden, Dächer und die Grundstücksentwässerung.
Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden über 90 volumenproportionale Mischproben auf etwa 100 Spurenstoffe analysiert (z.B. Phthalate, Pestizide/Biozide, Flammschutzmittel, PAK, Schwer-metalle), von denen ein Großteil (>70) detektiert wurde. Die höchsten Konzen-trationen an organischen Spurenstoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP+DINP: Ø 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (Ø 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. In einem Fließgewässer genommene Proben zeigen, dass für einige Substanzen (z.B. DEHP, Carbendazim, einige PAK) Umweltqualitätsnormen im Gewässer bei Regen überschritten werden können. Eine Hochrechnung der über das Regenwasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größenordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.
Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden etwa 90 volumenproportionale Mischproben auf über 100 Spurenstoffe analysiert (zum Beispiel Phthalate, Pestizide/ Biozide, Flammschutzmittel, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle), von denen ein Großteil (über 70) detektiert wurde. Die höchsten Konzentrationen an organischen Spurenstoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP - DINP: durchschnittlich über 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (durchschnittlich 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. Für einige Substanzen (zum Beispiel DEHP, Carbendazim, einige polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) wurden im Regenwasserabfluss Umweltqualitätsnormen (UQN) für Gewässer überschritten. Zusätzlich bei Regenwetter in einem Fließgewässer genommene Proben zeigen, dass es auch im Gewässer zur Überschreitung von zulässigen Höchstkonzentrationen (ZHK-UQN) bei Regen kommen kann. Eine Hochrechnung der über das Regenwasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass etwa 1,5 Tonnen an organischen Spurenstoffen über Regenabfluss jährlich in die Berliner Gewässer gelangen. Ein Vergleich mit modellierten Frachten abwasserbürtiger Spurenstoffe, die über Kläranlagenablauf in die Berliner Gewässer gelangen, zeigt, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größenordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.
Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen unter- sucht. Das Programm umfasste mehr als 100 Spurenstoffe einschließlich 20 Biozide bzw. Pestizide. Die höchsten Konzen- trationen dieser Stoffgruppe wurden für Mecoprop (max: 6,9 µg/L) und Glyphosat (max: 4,6 µg/L) gefunden. Für die Mehr- zahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. Für einige Substanzen (z.B. Carbendazim, Terbutryn) und Einzugsgebiete wurden im Regenwasserabfluss Umweltqualitätsnormen (UQN) für Ge- wässer überschritten. Proben, die zusätzlich bei Regenwetter in einem Fließgewässer genommen wurden, zeigen, dass es auch im Gewässer zur Überschreitung von zulässigen Höchst- konzentrationen (ZHK-UQN) bei Regen kommen kann.
We investigate water quality of a small urban river during dry and wet weather conditions, including both standard parameters and trace organics. The monitored river stretch receives both effluents from WWTP as well as (separate) stormwater runoff of an impervious area of 11 km2. Results show increases in concentrations in the river during rain events with a factor > 20 for zinc, polycyclic aromatic hydrocarbons, two herbicides and one flame retardant. Also, substances which are expected both in WWTP effluent and in stormwater effluents were detected at important concentrations in the river during wet weather, such as the corrosion inhibitor Benzotriazole (0.8 µg/L on average) and the plasticizer Diisodecyl phthalate (4.0 µg/L on average). The presented results are preliminary and will be complemented by more results and substances as well as an assessment of the relevance of the findings.
A study is conducted to determine the relevance of micropollutants in urban stormwater runoff. To evaluate for the first time city-wide annual loads of stormwater-based micropollutants entering urban surface waters, an event-based, one-year monitoring program was set up in separate storm sewers in Berlin. Monitoring points were selected in 5 catchments of different urban structures (old building areas <1930, newer building areas >1950, single houses with gardens, roads >7500 vehicles/day and commercial areas) to consider catchment-specific differences. Storm events of different characteristics were sampled up to four hours during different seasons by automatic samplers triggered by flow meters. Volume-proportional samples (one composite sample per event) were analysed for a set of 100 parameters including 85 organic micropollutants (e.g. flame retardants, phthalates, pesticides/biocides, PAH), heavy metals and standard parameters. So far (70/88 samples), 60 organic micropollutants were at least once detected in stormwater runoff of the investigated catchment types. Concentrations were highest for phthalates with average concentrations of 13 µg/L for diisodecyl phthalate. For heavy metals, concentrations were highest for zinc (average: 950 µg/L). Results also showed catchment-specific differences for many compounds as well as seasonal differences for selected pollutants which can be used to improve micropollutant strategies and potentially prevent loads at the source.
Micropollutant concentrations found in stormwater runoff were extrapolated to annual loads at the scale of the city of Berlin (impervious connected area of ~170 km2). Extrapolation was done by city structure, i.e., it was assumed that concentration patterns found in one of five specific city structure types is representative for every area of this structure type. Preliminary results show that micropollutants of several substance types can enter Berlin surface waters at loads in the order of kg/yr via stormwater runoff: plasticizers (e.g., sum of Di-iso-decylphthalate and Di-iso-nonylphthalate at 770 kg/yr), flame retardants (e.g., tris(2-butoxyethyl) phosphate (TBEP) at 89 kg/yr), biocides from different sources (e.g., Glyphosate at 17 kg/yr and Mecoprop at 30 kg/yr), vulcanizing accelerator benzothiazole (as sum of benzothiazole and metabolites methylthiobenzothiazole and hydroxybenzothiazole at 65 kg/yr) and combustion byproduct polycyclic aromatic hydrocarbons PAH 16 (sum of 16 EPA PAH at 107 kg/yr). These loads are in a similar order of magnitude as micropollutants that enter Berlin surface waters via (treated) sewage, such as pharmaceutical residues carbamazepine and ibuprofen with estimated annual loads of 436 kg/yr and 35 kg/yr, respectively.
Im BMBF-Forschungsverbund „Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf (RiSKWa)“ wurde die Definition von „Indikatorsubstanzen“ als ein interessantes Querschnittsthema identifiziert. Es wurde dazu eine Arbeitsgruppe gebildet, die sich die Aufgabe stellte, einen Leitfaden zur Zweckbestimmung, Auswahl, Bedeutung und Interpretation von polaren organischen spurenstoffen als chemische Indikatoren zu verfassen. Mit Hilfe der Indikatoren sollten insbesondere anthropogene Veränderungen der Wasserqualität erkennbar sein, sowie natürliche Prozesse und technische Aufbereitungsverfahren überwacht und gesteuert werden können. Diese Indikatoren dienen nicht der Bewertung der Wasserqualität. Mögliche Anwender sind die Bearbeiter in den Verbundvorhaben des RiSKWa-Programms und in weiteren Vorhaben in den Bundesländern, die sich mit Spurenstoffen befassen, Fachbehörden, Forschungseinrichtungen, Wasserlabors der Trinkwasserversorgung und Abwasserreinigung und Ingenieurfirmen, die wassertechnologische Themen der Spurenstoffentfernung bearbeiten. Einen Überblick über mögliche Quellen, Eintragspfade und Barrieren im Wasserbereich zeigt die folgende Abbildung aus dem Bericht eines DECHEMA-Arbeitsausschusses „Pfad- und wirkungsspezifische Indikatorsysteme für Wasser- und Bodensysteme“ (Leitung: W. Dott). Dieser Leitfaden wird dabei sehr wesentliche Teile des dargestellten Systems behandeln.