Kläranlagen Deutschlands Kampf gegen Chemikalien im Wasser

Eine teure Reinigungstechnik, die Chemierückstände aus dem Wasser entfernt, steht bereit. Doch Kommunen, Betreiber und Experten streiten über den Nutzen - das Problem müsse an der Quelle angegangen werden, sagen Kritiker.

Becken einer Kläranlage in Brandenburg
Ralf Hirschberger / DPA

Becken einer Kläranlage in Brandenburg

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Wenig Zeit? Am Textende gibt's eine Zusammenfassung.


Chemikalien begegnen uns überall im Alltag. Schon morgens bei der Körperpflege, wenn wir zur Zahnpasta greifen oder uns mit Shampoo und Seife unter die Dusche stellen. Bei der Verwendung von Kosmetika, Spülmitteln, Waschmitteln oder von Medikamenten.

Die Rückstände von all diesen Mitteln und damit Tausende chemische Verbindungen geraten über den Abfluss oder die Toilette in das Kanalsystem. Dazu spült Regenwasser Reste von Pflanzenschutzmitteln oder den Abrieb von Autoreifen in die Gullis. Der chemische Cocktail erreicht am Ende der Kanalisation die Kläranlagen.

Doch bisher ist die Abwassertechnik in Deutschland nicht dafür ausgelegt, solche sogenannten Spuren- oder Mikroschadstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Und so landet ein Großteil wieder in Flüssen und Seen und gelangt potenziell auch in die Nahrungskette des Menschen. Oder könnte in einigen Regionen ins Grundwasser sickern.

Spurenstoffe: Gefahr für die Ökosysteme
Was sind Spurenstoffe?
Sogenannte anthropogene Spurenstoffe, manchmal auch Mikroverunreinigungen genannt, gelangen häufig durch den Gebrauch von Alltagsgegenständen ins Wasser. Durch den Körper, der Rückstände von Medikamenten ausscheidet, aber auch durch Waschbecken und Spüle, in die Chemikalien aus dem Haushalt oder von Kosmetik eingeleitet werden. Zu den Spurenstoff-Quellen gehören beispielsweise Hormone, Lebensmittelzusatzstoffe, Desinfektionsmittel, Konservierungsmittel oder Biozide.

Tausende Substanzen gehören zu den potenziell umweltrelevanten Spurenstoffen, längst sind nicht alle erfasst und ständig kommen neue dazu. Dass die winzigen Konzentrationen im Wasser heute überhaupt nachgewiesen werden können, liegt auch an einer verbesserten Analysetechnik in den letzten Jahren. Dennoch gehen Experten von einer Zunahme bei Spurenstoffen aus. Sie gelangen aber nicht nur mit dem Abwasser in die Umwelt. Weitere Quellen sind etwa Industrieanlagen aber auch landwirtschaftliche Flächen, auf denen Chemikalien wie Pflanzenschutz- oder Düngemittel oder Tiermedikamente eingesetzt werden und die durch Regen in Kanäle und Gewässer gespült werden. Auf diesem Weg gelangen sie auch von Baumaterialien, Fassaden und vom Reifenabrieb auf Asphalt ins Wasser.
Was richten Spurenstoffe an?
Nicht alle Spurenstoffe und Abbauprodukte sind gefährlich, einige können durch natürliche Prozesse abgebaut werden. Eine direkte Gefahr für den Menschen konnte bisher zumindest nicht nachgewiesen werden. Doch mit dem Eintrag in die Gewässer gelangen die Stoffe auch in die Nahrungskette. Zudem schädigen einige die Ökosysteme.

Die Folgen können Hemmung des Wachstums, verminderte Anzahl von Nachkommen, Verhaltensänderungen und Stoffwechselstörungen sein. Die geringsten Konzentrationen findet man in Algen und anderen Pflanzen. Je höher ein Tier in der Nahrungskette steht, desto höher ist in der Regel seine Schadstoffbelastung.
In welchen Mengen gelangen sie ins Wasser?
Täglich gelangen Spurenstoffe in großen Mengen in die Fließgewässer. Genaue Zahlen gibt es kaum - allein aufgrund der Menge der einzelnen Substanzen. Vor allem durch Medikamente ergeben sich erhebliche Einträge. Der Verbrauch des Schmerzmittels Diclofenac lag 2012 in Deutschland bei rund 80 Tonnen pro Jahr. Untersuchungen für oral eingenommene Medikamente zeigen Ausscheidungsraten der Wirkstoffe zwischen 30 und 70 Prozent. Eine Auswertung des Umweltbundesamts aus den Jahren 2009 bis 2011 zeigt, dass insgesamt 27 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe in Konzentrationen von mehr als 0,1 Mikrogramm pro Liter in deutschen Oberflächengewässern gemessen wurden.
Wie ließen sich Spurenstoffen vermeiden?
Ganz vermeiden lassen wird sich der Eintrag in die Gewässer nie. Doch durch sinnvolles Verhalten kann jeder Bürger einen Beitrag leisten, schreibt das Bayerisch Landesamt für Umwelt:

  • PFC-haltige Imprägnierungen bei Bekleidung sollte man vermeiden - sie wird häufig bei Outdoor-Kleidung verwendet.
  • Kritische Reinigungsmittel sollte man gezielt und nur dann verwenden, wenn es nicht anders geht. Oft reichen Hausmittel: Zitronensäure gegen Kalk oder Spiritus gegen Fett und Schimmel. Auch Desinfektionsmittel sollten möglichst selten eingesetzt werden. Bei Shampoos und Waschmitteln gibt es umweltfreundliche Produkte ohne Duft- und Konservierungsstoffe. Im Garten statt chemischer Pflanzenschutzmittel lieber Hausmittel nutzen.
  • Entsorgung von Reststoffen: Potenziell schädliche Substanzen - dazu gehören auch Medikamente, müssen in die Müllverbrennung, niemals ins Abwasser. Chemikalienreste wie Farben, Desinfektionsmittel oder Insektenvernichtungsmittel dürfen nicht in die Toilette gespült, sondern müssen im Hausmüll oder über die Sammelstelle für Problemabfälle entsorgt werden.
  • Zwar ist noch nicht abschließend erforscht, welchen Schaden solche Substanzen in den Ökosystem anrichten, doch gibt es aus unterschiedlichen Studien ausreichende Hinweise, dass zumindest ein Teil der Stoffe besser nicht in die Gewässer gelangen sollte. Substanzen mit hormonähnlicher Wirkung können etwa eine Gefahr für Fische sein. Diese veränderten beispielsweise in Studien ihr Verhalten und wurden sehr viel wagemutiger, als sie mit diesen Substanzen in Kontakt kamen.

    Was also tun, um die Chemiebelastung im Wasser zu senken?

    Darüber diskutieren Wissenschaftler, Kläranlagenbetreiber, Umweltschützer und Politiker schon lange. Im Hintergrund schwelt dabei ein Streit um den Bau einer neuen Klärtechnik, die seit Jahren bereitsteht, aber bisher nur von wenigen Kläranlagenbetreibern freiwillig eingebaut wurde.

    So funktioniert eine Kläranlage (Klicken Sie auf die Zahlen):

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    Das Abwasser passiert zunächst einen Rechen, der groben Unrat (Papier, Flaschen, Äste, Konservendosen usw.) zurückhält und mit einem automatischen Abstreifer entfernt.

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    Im Sandfang verbreitert sich der Abflusskanal, wodurch die Geschwindigkeit des weiter fließenden Abwassers abnimmt und grobe Stoffe wie Kies und Sand, die schwerer als Wasser sind, sich am Boden ablagern.

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    Im Vorklärbecken wird das Wasser etwa zwei Stunden zurückgehalten. In diesem großen, rechteckigen oder runden Becken können sich die feinen Schwebstoffe als Schlamm am Boden absetzen. Dieser Rohschlamm wird abgesaugt, eingedickt (10.) und in einen Faulraum befördert (11.). Sogenannte Leichtstoffe, die zur Wasseroberfläche aufgetrieben werden (Fette, Mineralöle usw.) werden in einen besonderen Behälter abgelassen.

    Die ersten drei Stationen bilden zusammen die erste Reinigungsstufe. Da die Behandlung des Abwassers hier nur auf mechanische Weise erfolgt, spricht man von mechanischer Reinigung. Hier gelingt es, dem Abwasser etwa 30 Prozent der insgesamt der Anlage zugeführten Schmutzstoffe zu entziehen.

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    In der zweiten Reinigungsstufe, auch biologische Reinigung genannt, macht man sich einen durchaus natürlichen Vorgang zunutze, indem man in einem Belebtschlammbecken durch Sauerstoffzufuhr güngstige Lebensbedingungen für Kleinstlebewesen schafft, die in der Lage sind, gelöste organische Abwasserstoffe in Verbindung mit Luftsauerstoff als Nahrung aufzunehmen und in den eigenen Organismus einzubauen. Dabei werden auch Schadstoffe, wie zum Beispiel Schwermetalle, aufgenommen.

    5

    Viele Kleinstorganismen bilden Kolonien, die als sichtbare Schlammflocken im folgenden Nachklärbecken zu Bodensinken und entweder noch einmal in das Belebungsbecken zurückgepumpt werden oder zwecks Schlammbeseitigung ins Vorklärbecken (3.) befördert werden.

    Mit der Beseitigung des Klärschlammes aus dem Abwasser werden also die biologisch abbaubaren Schadstoffe entfernt. In kleineren Kläranlagen findet man häufig Tropfkörper, runde Betonkessel, locker angefüllt mit porösen Gesteinsbrocken. Hier ist die große Oberfläche wichtig, auf der sich Bakterien ansiedeln und einen "biologischen Rasen" (entsprechend den Schlammflocken beim Belebtschlammverfahren) bilden, wenn man Abwasser darüber verregnet. Nach Passieren der mechanischen und biologischen Reinigungsstufen ist das Abwasser jetzt zu etwa 90 Prozent gereinigt.

    6

    Von einer Fällmittel-Dosierstation wird hier dem Abwasser unter starker Durchmischung gleichzeitig eine Chemikalien-Lösung zugesetzt.

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    Als Beispiel in der Schautafel gelangt phosphatreiches Wasser aus dem Nachklärbecken Nummer 5 zunächst in ein Flockungsbecken

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    Dieses Fällmittel reagiert chemisch mit den Phosphaten zu einer wasserunlöslichen Verbindung. Der Restschmutz "flockt" aus und kann sich in einem Nachklärbecken als Schlamm absetzen, der - eingedickt - dem Faulturm zugeführt wird.

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    Das gereinigte Wasser kann nun in ein natürliches Gewässer eingeleitet werden.

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    Mit Hilfe von Eindickern wird dieser Gehalt auf

    96 Prozent

    gesenkt und dadurch das Volumen halbiert.

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    Nun wird der Schlamm in einen Faulbehälter befördert, wo unter Luftabschluss Fäulnisbakterien in einem Gärprozess bei 35 Grad Celsius ein Faulgas erzeugen, das zu 2/3 aus Methan und zu 1/3 aus Kohlendioxid besteht.

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    Dieses Gas wird in einem Behälter gespeichert und für Heizzwecke verwendet.

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    Nach etwa 4 Wochen ist der Schlamm ausgefault, geruchlos und kann in Trockenbeeten entwässert werden.

    Quelle: BMU

    Die Gegner dieser sogenannten vierten Klärstufe halten sie für zu teuer und nicht effizient genug. Denn obwohl auf die angeschlossenen Haushalte höhere Wasserkosten zukämen (etwa zwischen fünf und 25 Euro pro Jahr), werden nicht alle Stoffe entfernt oder vollständig reduziert. Zudem müsse man zuallererst versuchen, den Eintrag chemischer Stoffe zu reduzieren. Auch Informationskampagnen zum richtigen Umgang mit Haushaltschemikalien könnten verhindern, dass Spurenstoffe überhaupt ins Wasser gelangen, argumentieren viele Kläranlagenbetreiber. Denn für die Einträge seien nicht nur die Verbraucher, sondern auch die Chemieindustrie oder die Landwirtschaft mitverantwortlich, die auch einen Beitrag leisten müssten.

    Solche Maßnahmen an der Quelle sind wichtig, argumentieren auch die Befürworter der Technik. Doch das wird nicht ausreichen, um unsere Gewässer überall hinreichend zu schützen, sagt etwa das Umweltbundesamt. Auf die neue Technik könne zumindest in der Nähe von Metropolen oder in sensiblen Gewässerregionen bei Trinkwassereinzugsgebieten nicht verzichtet werden.

    Eine Beilegung des Streits erhofften sich alle Beteiligten von der Bundesregierung. Das Bundesumweltministerium (BMU) hatte eine Arbeitsgruppe eingerichtet, an der alle Interessengruppen um Lösungen rangen. Unternehmen, Umweltschützer, Wasserwirtschaft und Politik waren drei Jahre lang im sogenannten Spurenstoffdialog im Gespräch.

    In Berlin wurden nach langen Verhandlungen kürzlich die Ergebnisse vorgestellt, von denen man sich sauberere Gewässer erhofft. Konkrete Entscheidungen fielen dabei aber nicht. Stattdessen sollen nun in einer einjährigen Testphase unterschiedliche Strategien erprobt werden:

    • Da viele Stoffe noch unzureichend untersucht sind, sollen zunächst solche besser erforscht werden, die für den Gewässerschutz besonders relevant scheinen.
    • Zudem wollen Hersteller von chemischen Produkten laut BMU prüfen, wie bereits in der Fertigung der Chemikalieneinsatz reduziert werden kann.
    • Ein großes Problem bisher ist, dass viele Menschen alte Medikamente in der Toilette entsorgen. Informationskampagnen an Volkshochschulen sollen Bürger dafür sensibilisieren.
    • Röntgenkontrastmittel für medizinische Diagnosen sind in der Umwelt extrem langlebig. Um ihren Eintrag zu reduzieren, laufen derzeit Pilotprojekte. Dabei wird in Krankenhäusern der Nutzen von separaten Toiletten geprüft, damit kontaminierte Fäkalien nicht ins Abwasser geraten.
    • Mit einer Checkliste können Kläranlagen prüfen, ob sich eine weitere Reinigungsstufe auf ihrer Anlage ökonomisch und ökologisch lohnt oder präventive Maßnahmen möglicherweise auch ausreichen könnten, um den Gewässerschutz in ihrer Region zu verbessern. Da die Abwasserorganisation Ländersache ist, gab es bisher keine einheitlichen Bewertungskriterien.

    Die Wasserwirtschaft begrüßt die Maßnahmen. Ein Sprecher des Verbands Kommunaler Unternehmen (VKU), zu dem auch Trinkwasserversorger gehören, mahnte, Vorsorge sei besser und günstiger als Nachsorge: "Das Problem muss an der Wurzel angegangen werden, also beim Verursacher der Einträge."

    Umweltverbände und Politiker zeigten sich dagegen enttäuscht. "Nach rund drei Jahren Dialogprozess enthält der Bericht keine einzige konkrete Maßnahme, um unser Wasser vor der Verschmutzung mit Mikroschadstoffen zu schützen. Neue Informationskampagnen allein werden unser Wasser nicht sauber halten", sagte die umweltpolitische Sprecherin der Grünen, Bettina Hoffmann.

    In einem Antrag, den die Grünen im Frühjahr im Bundestag stellen wollen, forderten sie zudem einen Industrie-Fonds für sauberes Wasser, damit steigende Kosten für die Wasserreinigung nicht allein den Verbrauchern angelastet würden. In einen solchen Fonds sollten unter anderem Pharmaunternehmen, Hersteller von Waschmitteln und Kosmetika sowie industriell wirtschaftende Landwirte einzahlen.

    Vorbild Schweiz

    Außerdem solle eine Verbotsliste von Gefahrenstoffen eingerichtet werden. Solche wassergefährdenden Stoffe dürften dann für Arznei-, Pflanzenschutz-, sowie Wasch- und Reinigungsmittel nicht mehr verwendet werden. Zudem erhoffen sich die Grünen für weitere Substanzen eine Kennzeichnungspflicht auf den Produkten, um für Verbraucher mehr Transparenz zu schaffen.

    Auch der Ausbau der Kläranlagen könnte aus dem Industrie-Fonds bezahlt werden. Denn günstig ist die neue Technik nicht. Für Deutschland würden beispielsweise jährlich 470 Millionen Euro Kosten entstehen, wenn die 240 größten Anlagen nachgerüstet würden, hatte das Umweltbundesamt errechnet.

    Einen Schritt weiter beim Thema Abwasserreinigung ist man übrigens schon in der Schweiz. Dort ist die vierte Reinigungsstufe bereits beschlossene Sache. Sie wird in den kommenden Jahren auf 100 der 700 Kläranlagen installiert und über eine landesweite Abwasserabgabe finanziert.

    Zusammengefasst: Um den Eintrag von Chemierückständen in deutsche Gewässer zu reduzieren, hat die Bundesregierung eine neue Strategie vorgestellt. Demnach soll der Eintrag von Chemikalien bereits an der Quelle reduziert werden. Außerdem sollen Kläranlagenbetreiber Orientierung erhalten, ob sich bei ihnen der Einbau einer neuen, aber teuren Technik lohnen könnte. Umweltschützer und Grüne kritisieren die Strategie als unzureichend und fordern die Einrichtung eines Industrie-Fonds zur Finanzierung.

    Im Video: Kampf ums Wasser (SPIEGEL TV 2010)

    SPIEGEL TV
    insgesamt 81 Beiträge
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    Seite 1
    int_spiegel 26.03.2019
    1. Schon klar, dass wie immer der Verbraucher zahlen soll
    Haben Sie einen Doktortitel in Chemie, und können die Liste der Inhaltsstoffe eines Shampoos entziffern und bewerten? Wenn wir es schon nicht schaffen, diese Stoffe zu verbieten, dann sollten wenigstens die Produzenten/Inverkehrbringer die Abwasserreinigung bezahlen. Ansonsten wird Wohnen in Deutschland demnächst komplett unbezahlbar, weil die Nebenkosten doppelt so hoch wie die Mieten werden.
    shotaro_kaneda 26.03.2019
    2.
    Eine Verbotsliste, besonders bei Arzneimitteln ist schwierig. Es ist ja gerade Sinn und Zweck, dass bestimmte Medikamte hormonähnliche Wirkung haben (siehe Pille) und gerade von diesen Stoffen im Bereich Arzneimittel wahrscheinlich die größten Nebenwirkungen auf die Umwelt erwartet werden können.
    Raisti 26.03.2019
    3.
    Sorry aber ich kann mich des Eindrucks nicht erwehren, dass dieser Artikel nur dazu dient uns die Klärtechnik schmackhaft zu machen, die wir wegen überdüngung benötigen um das Nitrat wieder aus dem Wasser zu bekommen, in dem man probiert die Notwendigkeit für diese Technik mal wieder dem Verbraucher in die Schuhe zu schieben. Fakt ist Nitrat ist zur Zeit das größte Problem fürs deutsche trinkwasser und auch dafür benötigt man diese Technik, um das Wasser wieder zu reinigen. hier noch eine quelle: http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/nitrat-werte-in-deutschland-zu-hoch-a-1259420.html
    hausfeen 26.03.2019
    4. Das ist tatsächlich der einzige Weg. Über den Preis werden dann ...
    Zitat von int_spiegelHaben Sie einen Doktortitel in Chemie, und können die Liste der Inhaltsstoffe eines Shampoos entziffern und bewerten? Wenn wir es schon nicht schaffen, diese Stoffe zu verbieten, dann sollten wenigstens die Produzenten/Inverkehrbringer die Abwasserreinigung bezahlen. Ansonsten wird Wohnen in Deutschland demnächst komplett unbezahlbar, weil die Nebenkosten doppelt so hoch wie die Mieten werden.
    ... auch schadstoffarme Produktvarianten im Abverkauf begünstigt. Die erzielten Abgabeeinnahmen gehören dann aber direkt in einen Fond, aus dem sich moderne Kläranlagan nach Literleistung und Effizienz ihren Beitrag abholen können und nicht etwa zuerst in den Steuersäckel.
    The Restless 26.03.2019
    5. Kosten wie immer sozialisiert
    Werden schädliche Chemikalien bereits an der Quelle angegangen, so entstehen Kosten für die Industrie. Werden sie später aus dem Abwasser gefischt, so entstehen Kosten beim Verbraucher. Raten wir mal, welchen Zugang unsere Politik bevorzugt. Übrigens: Ein Standard-Waschmittel enthält zahllose Mikroplastik-Kapseln, die sich in die Wäsche einlagern und das Parfüm länger halten sollen. Millionen davon gelangen mit dem Spülwasser in den Abfluss. Für ein plastikfreies, umweltfreundliches Waschmittel bezahlt man mehr - warum eigentlich?
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