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.

In decentralised storm water management green roofs play a vital role. Nevertheless questions remain concerning the runoff quality for nutrients and herbicides used against root penetration. In this study monitoring is conducted on two 18 year old green and gravel roofs comparing runoff quality based on concentrations and substance loads. The results indicate that runoff concentrations do not differ for total suspended solids (TSS) and total phosphorus (TP). Nitrate (NO3N) and total nitrogen (TN) concentrations are clearly reduced by the green roof (TN green roof: 1.14 mg/L, gravel roof: 2.99 mg/L, n=7), given plant uptake of atmospheric nitrogen. In contrast, organic indicators chemical oxygen demand (COD green roof: 28.1 mg/L, gravel roof: 16.1 mg/L, n=11) and total organic nitrogen (TON) are higher in green roof runoff, possibly from soil leaching. However, total substance loads for 11 sampled storm events are lower by a factor of 0.8 to 0.2 (TSS, COD, TP, TN, TON) for of the green roof compared to the gravel roof, given their different hydraulic behaviours. Regarding herbicides, Mecoprop is still found in relevant concentrations from 0.08 to 6.59 µg/L in the green roof runoff, exceeding the EU threshold for pesticides in surface water bodies of 0.1 µg/L.

Im Zusammenhang mit der Wasserqualität von Niederschlagsabflüssen wird seit einigen Jahren vermehrt die Rolle organischer Mikroverunreinigungen aus Baumaterialien diskutiert. Einer der bekanntesten Vertreter ist das Biozid Mecoprop, welches als Durchwurzelungsschutz in bitumenhaltigen Dachabdichtungen eingesetzt wird und die Qualität von Gewässern und Böden beeinträchtigt. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen einer einjährigen Messkampagne das Auswaschverhalten eines 18 Jahre alten Gründachs sowie zweier neuer, unbegrünter Versuchsdächer untersucht. Darüber hinaus wird der potenzielle Rückhalt von Mecoprop in einem Retentionsbodenfilter quantifiziert. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Mecoprop auch nach vielen Jahren noch in relevanten Konzentrationen vom Gründach ausgewaschen wird (Mittelwert: 1,3 µg L-1). Im Regenabfluss von neuen, unbegrünten Bitumenbahnen wurden sogar 100fach höhere Konzentrationen festgestellt. Der Retentionsbodenfilter kann zwar mit einer Reinigungsleistung von 59% zu einer Reduktion der Frachten ins Gewässer beitragen. Eine wesentliche Verbesserung der Wasserqualität ließe sich aber vor allem durch den Verzicht auf mecoprophaltige Dachabdichtungen erreichen.

Das Projekt Nitrolimit hatte das Ziel, sich mit der Stickstofflimitation in Binnengewässern zu beschäftigen. Die Frage „Ist Stickstoffreduktion ökologisch sinnvoll und wirtschaftlich vertretbar?“ war zu beantworten. Das KWB arbeitete als einer der Projektpartner in Nitrolimit an der Modellierung der Gewässergüte von Flusssystemen am Beispiel der Berliner Stadtspree mittels QSim. Es wurde gezeigt, dass das Phytoplanktonwachstum dort derzeit nicht durch Nährstoffe, sondern vorwiegend durch Licht limitiert ist. Dennoch kann Phosphor bei einem entsprechend niedrigen Nährstoff- und Phytoplankton-Grundniveau zur steuernden Größe werden. Damit bestätigt das Modell die Hypothese, dass auch in urbanen, stark nährstoffbelasteten Gewässern eine Nährstofflimitation erreicht werden kann. Obwohl aus der Arbeit keine konkrete Grenzkonzentration abgeleitet werden kann, bedeutet das Ergebnis für die Praxis, dass bei entsprechenden Gewässern eine bedeutende Nährstoffreduktion notwendig ist, um einen positiven Effekt auf die Gewässergüte zu erreichen. Bei der Suche nach einer geeigneten Strategie für die Verbesserung des ökologischen Zustandes eines Gewässers wurde in Nitrolimit am Beispiel der unteren Havel die Strategie verfolgt, sowohl ökologische wie auch sozioökonomische Aspekte zu berücksichtigen. Wichtige Grundlage dafür waren Informationen zu Kosten und Wirksamkeit von einzelnen Maßnahmen zur Reduktion der Stickstoffeinträge aus den Bereichen Landwirtschaft und urbane Systeme. Diese Informationen wurden in Form eines Maßnahmenkatalogs in einer Datenbank zusammengefasst. Das KWB war hier verantwortlich für die Maßnahmen aus dem urbanen Bereich und veröffentlichte diese Ergebnisse separat als Nitrolimit Diskussionspapier Band 2. Über eine Ökobilanz wurden zudem nicht-monetäre ökologische Auswirkungen von weitergehenden Stickstoffeliminierungsverfahren für Großkläranlagen beschrieben. Dabei wurden alle direkten und indirekten ökologischen Auswirkungen von fünf Verfahren auf Großkläranlagen in einer ganzheitlichen Betrachtungsweise untersucht und verglichen. So konnten die direkten Effekte der verbesserten Ablaufqualität hinsichtlich der N-Fracht den zusätzlichen Aufwendungen durch die vorgelagerten Prozesse (resultierend aus dem veränderten Strom- und Chemikalienverbrauch und der benötigten Infrastruktur) gegenübergestellt werden. Es zeigte sich, dass die einzelnen Maßnahmen bei vergleichbaren Wirkungen auf die N-Fracht sehr unterschiedliche zusätzliche Aufwendungen in Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen erfordern. Letztendlich war es möglich, Szenarien für die Verbesserung des Zustandes der Unteren Havel vorzuschlagen und zu analysieren. Es haben dafür mehrfach Gespräche mit den Stakeholder aus Berlin und Brandenburg (SenStadtUm, BWB, LUGV) stattgefunden, um die Entwicklung der Szenarien abzustimmen. Das KWB prüfte und validierte in enger Zusammenarbeit mit dem IGB und der TUB die Ergebnisse des Nährstoffmodells MONERIS für die verschiedenen Szenarien.

Intelligent gekoppeltes Regenwasser- und Abwassermanagement soll Abwasserentsorgung, Gewässerqualität und Stadtklima verbessern. Das Verbundforschungsprojekt KURAS ist ein durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördertes Vorhaben, das im Juni 2013 gestartet wurde. KURAS findet in enger Zusammenarbeit zwischen Fachpartnern aus Forschung und Praxis und Berliner Entscheidungsträgern statt. Die Projektkoordination liegt bei der TU Berlin und dem Kompetenzzentrum Wasser Berlin. Das Projekt hat ein Fördervolumen von 4,5 Mio. € und wird über drei Jahre durchgeführt.