Bestandsaufnahme der Abwasser- und Abgasströme (Kataster)

Die Zusammenstellung der relevanten Basisdaten zur Zusammensetzung und Menge der Abwasser- und Abgas-ströme – jeder einzeln für sich – wird in Form einer Bestandsaufnahme oder eines Katasters der Abwasser- und Abgasströme (Abwasserkataster, Abgaskataster) bewerkstelligt. Die emittierten Ströme werden entsprechend ihrer Herkunft, d. h. des Produktionsprozesses, aus dem sie resultieren, aufgelistet. Dies ist ein Schlüsselele-ment bei der Bewertung ihres Belastungsgrades und der Art der Schadstoffe sowie der Möglichkeiten zur Re-duktion der Schadstoffe an der Quelle. Die Herkunft des Abwassers ist in Abschnitt 1.1.1 aufgelistet, die des Abgases in Abschnitt 1.1.2.

Ein Kataster der Abwasser- oder Abgasströme besteht aus:

 Informationen über den chemischen Produktionsprozess, wie:

- chemische Reaktionsformeln mit den Ausgangsverbindungen, Produkten und Nebenprodukten

- vereinfachtes Verfahrensfließbild für die betreffende Produktionsanlage, den Reaktor, die Produktauf-arbeitung und Produktisolierung und Darstellung der genauen Herkunft der verschiedenen Emissions-quellen

 Informationen über die emittierten Ströme, wie:

- Inhaltsstoffe und ihr Schwankungsbereich

- relevante Angaben zur Konzentration und Fracht der bedeutenden Inhaltsstoffe und ihre Schwankungs-breite (einschließlich Messverfahren und Häufigkeit)

- Massenströme und ihre Schwankungsbreite (z. B. stoßweise, kontinuierlich oder diskontinuierlich) - Temperatur

- pH-Wert (bei Abwasser) - Leitfähigkeit (bei Abwasser) - Brennbarkeit (bei Abgas)

- Explosionsgrenzen (untere Explosionsgrenze – LEL – und obere Explosionsgrenze – HEL) - Reaktionsfähigkeit (bei Abgas)

- relevante Schadstoffe und/oder Parameter, wie:

 CSB/TOC, NH4-, NO3- und NO2-N, Phosphor, Schwermetalle, halogenierte Kohlenwasserstoffe, persistente organische Schadstoffe (POP) – falls zu erwarten – und Toxizität des Abwassers

 Chlor, Brom, Fluor, Chlorwasserstoff, Schwefeloxide (SOx), Schwefelwasserstoff, Mercaptane, Kohlenmonoxid, Stickoxide (NOx), Staub, Schwermetalle und ihre Verbindungen, flüchtige organi-sche Stoffe (VOC) im Abgas

- Angaben zur biologischen Abbaubarkeit (bei Abwasser), wie:

 BSB-Konzentrationen

 Ergebnisse aus dem modifizierten Zahn-Wellens-Test

 refraktäre CSB/TOC-Frachten

 Potenzial der Denitrifikationshemmung

- Auftreten anderer Stoffe (bei Abgas), die einen Einfluss auf das Behandlungssystem oder auf die Si-cherheitsaspekte, wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf, Staub haben können.

Der Zweck einer Bestandsaufnahme der Abwasser- und Abgasströme ist die Feststellung der wichtigsten Emis-sionsquellen (für jedes Medium, Abwasser und Abgas) und die Möglichkeit der Priorisierung der zu ergreifen-den Maßnahmen zur Verminderung der Emissionen. Im Allgemeinen handelt es sich um ein Vorgehen in vier Schritten:

 Auflistung der Emissionsquellen

 Untersuchung der Ursachen der Emissionen für jede Quelle

 Quantifizierung der Emissionsmengen für jede Quelle

 Validierung der Ergebnisse über eine Massenbilanz

Eine geeignete Rangliste der einzelnen definierten Teilströme (d. h. die einzelnen Abwasser- und Abgasteil-ströme) in Verbindung mit ihren Charakteristiken und ihren Schadstofffrachten ist der entscheidende Teil der Bestandsaufnahme und eine zielführende Grundlage für die Ermittlung des weiteren Potenzials zur Reduzie-rung der Emissionen (siehe Abschnitt 2.2.1.3). Die entsprechenden Ströme oben auf der Rangliste sind die wichtigsten Kandidaten für die wirksamsten Maßnahmen zur Emissionsreduktion.

Bei Chemiestandorten können Maßnahmen zur Emissionsreduktion am besten für solche Prozesse umgesetzt werden, bei denen ein optimales Verhältnis von Umweltnutzen und Kosten erreicht wird. Bei bestehenden An-lagen könnten nicht optimale Eliminationsraten für untergeordnete Emissionsströme mit nicht bedeutenden Frachten toleriert werden, wenn dafür die Anstrengungen auf diejenigen Ströme konzentriert werden, die be-deutende Frachten aufweisen. Dadurch werden die Emissionen und die Umweltauswirkung insgesamt reduziert.

2.2.1.2.1 Gesamtabwasserbewertung (WEA)

Abwassereinleitungen werden üblicherweise auf der Basis von physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie CSB, BSB, abfiltrierbare Stoffe, pH-Wert und Konzentrationen für spezifische gefährliche Stoffe bewertet und reglementiert. Diese Eigenschaften liefern eine solide Grundlage für die Überwachung von Abwässern, die relativ wenige und gut charakterisierte Schadstoffe mit wohl definierten und verstandenen toxikologischen Ei-genschaften enthalten. Es ist jedoch manchmal sehr schwierig, die Umweltrelevanz von komplexen und sich ändernden Abwässern auf der Grundlage ihrer Zusammensetzung und ihrer physikalischen und chemischen Ei-genschaften zu bewerten.

Die Gesamtabwasserbewertung ist eine Methodik zur Beurteilung von komplexen Abwasserströmen und wird zusätzlich zur Verwendung von Leit- und Summenparametern wie CSB, AOX oder EOX verwendet. Das Ziel besteht darin, den möglichen gefährlichen Charakter von Abwässern zu bewerten. Die Überwachung wäre un-zureichend, wenn man sich nur auf die chemischen Hinweise durch diese Summenparameter oder auf die für individuelle Chemikalien festgelegten Grenzwerte verlässt. Die Gesamtabwasserbewertung stellt ein zusätzli-ches und vielleicht ein sogar direkteres Mittel zur Bewertung von möglichen Auswirkungen von Abwässern auf die aquatische Umwelt zur Verfügung und spielt möglicherweise eine zunehmende Rolle bei der Regelung von Abwässern, indem sie vielleicht herkömmliche Ansätze zur Bewertung des Abwassers im Rahmen der Überwa-chung und der Risikobeurteilung ergänzt und möglicherweise ersetzt. Die Zusammenarbeit und das gegenseiti-ge Verständnis von Genehmigungsbehörde und Einleiter sind zur Sicherstellung einer gegenseiti-geeigneten und angegenseiti-gemes- angemes-senen Überwachung von komplexen Abwassereinleitungen essenziell.

Die biologischen Testmethoden und Bioassay-Verfahren werden für die Bewertung der Gesamtabwassertoxizi-tät verwendet, z. B. Fisch-, Algen-, Bakterien- und Krebstier-Biotests. Ihr Vorteil im Vergleich zu chemischen Analysen von einzelnen Stoffen ist die Bestimmung der toxischen Eigenschaften von Wasserproben in einer integrierten Art und Weise. Wechselwirkungen, die in Anwesenheit von verschiedenen Schadstoffen auftreten, werden damit direkt erfasst. Mit biologischen Testmethoden kann die Umweltrelevanz eines komplexen Ab-wassers bestimmt werden. Dies ist normalerweise schneller und kostengünstiger als die aufwändige chemische Charakterisierung und vereinfacht dadurch die rechtliche Regelung. Sie erfassen einen Bereich von Stoffen und liefern Ergebnisse, die sehr leicht interpretiert werden können. Außerdem kann auf die Effizienz der Abwasser-behandlungsanlagen hinsichtlich der Elimination toxischer Stoffe geschlossen werden.

Die Wahl der Bioassay-Verfahren und die Wahl des Versuchsplans hängen von der Anwendung ab, d. h. ob die Ergebnisse für die Gefahrenabschätzung, Überwachung oder für die Feststellung der Einhaltung von rungen verwendet werden. Bioassay-Verfahren für verschiedene Anwendungen dürften verschiedene Anforde-rungen haben.

Es liegt sehr viel Erfahrung zu akuten Toxizitätsmessungen vor und es bestehen zwei Verfahrensweisen, die üblicherweise zur Beurteilung von Toxizitätsdaten eingesetzt werden:

 Beim ECx/LCx-Ansatz wird eine statistische Analyse der Daten eingesetzt, wobei mindestens fünf Daten-paare für die Konzentration/Wirkung zwischen 0 und 100 % Wirkung benötigt werden.

 Der LID-Ansatz (kleinste Verdünnung ohne Effekt) besteht in der Verdünnung des Original-Abwasserstroms bis zu einem Verdünnungsgrad, bei der keine Effekte mehr beobachtet werden, d. h. der Ansatz ist dem 1/NOEC äquivalent. Es ist keine Konzentrations-Wirkungs-Beziehung erforderlich, wo-durch das Testverfahren einfacher ist. Eine statistische Beurteilung und Vertrauensbereiche sind jedoch nicht verfügbar.

Die Gesamtabwasserbewertung (GAB) liefert durch Einsatz von chemischen, physikalischen und/oder biologi-schen Verfahren Informationen zu Abwässern und ihrem Potenzial für biologische Effekte. Die Methodik der GAB zielt auf die Bestimmung möglicher schädlicher Effekte von Abwässern ab und benutzt im Grunde die

 Akute Toxizität

 Mutagenität oder (vorzugsweise) Genotoxizität

 chronische Toxizität

 Bioakkumulation

 Persistenz oder (biologische) Abbaubarkeit.

Hinsichtlich des Gewässerschutzes geben Chemikalien, die persistent (P), toxisch (T) und/oder bioakkumulativ (B) sind, zu besonderer Besorgnis Anlass. Der chemisch orientierte Ansatz konzentriert sich auf die Messung von gefährlichen Stoffen, die, ausgewählt und den P-T-B-Kriterien folgend, priorisiert wurden. Ein sorgfältig ausgearbeitetes GAB-Programm kann bei komplexen Abwässern dem Umweltmanagement integrierte Maß-nahmen liefern. Die Vorteile der Verwendung biologischer Wirkparameter sind:

 Mit der GAB werden alle Verbindungen im Abwasser, unabhängig von ihrem Ursprung, durch chemische Analysen erfasst. Die Verbindungen müssen nicht notwendigerweise identifizierbar sein. Nebenprodukte und Metabolite werden ebenfalls mitbewertet.

 Toxische Effekte auf aquatische Organismen werden direkt erfasst; Wechselwirkungen werden auch be-rücksichtigt.

 Die Quellen gefährlicher Abwässer (Produktionsschritte oder besonders relevante Stellen) innerhalb des Industriestandorts können in vielen Fällen ermittelt werden (Zurückverfolgung).

 Die Anstrengungen, die zur Durchführung einer GAB erforderlich sind, sind mit der umfassenden Analyse einzelner Substanzen in einem komplexen Abwasser vergleichbar.

Die oben genannten Vorteile sind mehr oder weniger wissenschaftlicher Art, aber die GAB kann auch die tägli-chen Produktionspraktiken unterstützen:

 Eine Kombination von direkten und indirekten Messungen eines Bereichs potenzieller Effekte kann durch das Umweltmanagement genutzt werden, besonders wenn die Abwässer Stoffe enthalten, für die mit Blick auf ihre Persistenz, Bioakkumulation und Toxizität eine schlechte Erkenntnislage gegeben ist.

 Während die Toxizitätsergebnisse einfach verwendet werden können, werden bioakkumulative und per-sistente Stoffe eines Abwassers nicht durch unmittelbare Effekte sichtbar; vielmehr ist für sie eine chroni-sche Expositionsbewertung relevant.

 Sie liefert Informationen zu potenziellen Umweltrisiken und stellt den Betreibern und den Genehmigungs-behörden brauchbare Informationen zur Verfügung.

 Mit spezifischen Techniken kann sie zur Identifizierung von gefährlichen Stoffen im Abwasser benutzt werden und bietet dem Betreiber Hilfestellung zur Reduzierung der Ableitung von solchen Stoffen.

Die Anwendung der GAB stellt eine Herausforderung an die Wissenschaft dar. Sie beinhaltet:

 einen permanenten Schwerpunkt hinsichtlich toxischer P-T-B-Stoffe in Verbindung mit einem Mangel an standardisierten Tests zur Bestimmung der Bioakkumulation und Persistenz

 grundsätzlich berücksichtigt die GAB den Schutz von Sedimenten und die Eintragspfade in die Nahrungs-kette nicht; diese Effekte können jedoch in einem breiter angelegten Verfahren zur Bewertung ökologischer Risiken unersucht werden

 die Mitteilung der Ergebnisse der GAB ist im Zusammenhang mit vorübergehenden und regionalen Abwas-serprobenahmen, angewandten Testmethoden, den getroffenen Annahmen und den eingesetzten statisti-schen Verfahren für die Auswertung der Daten wichtig

Im Allgemeinen kann die GAB innerhalb des UMS als Instrument verwendet werden. Es liefert detaillierte In-formationen über die Schadstoffcharakteristiken eines Abwassers. Wie in Abschnitt 2.2.1 erwähnt, ist es prak-tisch unmöglich, die Emission von jedem Schadstoff in einem Abwasserstrom zu quantifizieren. Allerdings kann ein sorgfältig ausgearbeitetes GAB-Programm den Betreibern integrierte Maßnahmen hinsichtlich der Abwasserqualität liefern. Die GAB kann eine der angewandten Maßnahmen in einem Abwasserkataster darste l-len, wie es in Abschnitt 2.2.1.2 beschrieben ist.

Potenzielle Anwendungen der GAB beinhalten:

 Regelungen oder Anleitungen zur Abwassertoxizität

Einige Gesetzgeber haben für die Toxizität in Einleitungsgenehmigungen Zahlenwerte festgelegt, während andere die Toxizität als Planungs- und Bewertungsinstrument einsetzen. Die Einführung von Toxizitätskri-terien stellt die beständige Bewertung von Abwässern sicher: Vollzug oder Managementmaßnahmen erfol-gen normalerweise nur dann, wenn das Abwasser wiederholt den Toxizitätskriterien nicht erfol-genügt. Durch die Ergänzung herkömmlicher chemischer Abwasserdaten können weniger umständliche Ansätze, unter Be-rücksichtigung der Toxizität, die Unsicherheiten bezüglich der Risiken von Abwassereinleitungen reduzie-ren. Zusätzlich zu den Toxizitätsdaten kann die Untersuchung der Persistenz und der Bioakkumulation in gleicher Weise benutzt werden⁴.

 Dem Umweltrisiko von Einleitungen in Gewässer eine Rangfolge geben

Die GAB kann zur Abschätzung relativer Risiken durch mehrere Einleiter mit dem Ziel angewandt werden, die Vorsorgemaßnahmen gegebenenfalls zu priorisieren.

 Identifizierung der Toxizität/Bewertung von Minderungsmaßnahmen

Die Identifizierung der Toxizität/Bewertung von Reduzierungsmaßnahmen wird zur Feststellung der Ursa-che der Toxizität eines Abwassers und zur Identifizierung der Maßnahmen zu ihrer Verminderung auf ein akzeptables Niveau benutzt (siehe http://www.setac.org/wettre.html). Die Bewertung der Maßnahme zur Reduzierung der Toxizität kann als standortspezifische Untersuchung definiert werden, die als stufenweises Vorgehen folgende Schritte vorsieht⁵:

 Ermittlung des Stoffes, der die Abwassertoxizität verursacht

 Isolierung der Toxizitätsquelle

 Abschätzung der Wirksamkeit der Maßnahme zur Verringerung der Toxizität

 Bestätigung der Reduktion der Abwassertoxizität.

Die Toxizität ist als ein Bündel von Vorgehensweisen zur Ermittlung spezifischer Verbindungen zu verste-hen (und kann Teil der für die Reduktion der Toxizität angewandten Instrumente sein). Die Reduktion der Toxizität auf ein akzeptables Niveau kann durch die Identifizierung und Verminderung der Toxizitätsquelle bewerkstelligt werden oder durch die Ermittlung und Einführung einer Behandlungsstrategie zur Reduktion der Toxizität auf ein akzeptables Niveau. Der Ansatz der Identifizierung der Toxizität/Bewertung von Re-duzierungsmaßnahmen kann von sehr einfachen bis zur sehr komplexen Maßnahmen reichen. Sie liefern dem Betreiber ein logisches Verfahren, bedeutende Toxizitätsprobleme in Angriff zu nehmen. Die Bewer-tung der Maßnahmen zur Reduktion der Toxizität kann eine AnleiBewer-tung für Anstrengungen von Ingenieuren, die die Abwasserbehandlung konzipieren, sein, sich auf die Minimierung der Kosten für die Maßnahmen zur Verbesserung des Abwassers zu konzentrieren. Derartige Studien sollten jedoch von erfahrenem Perso-nal mit guter laborseitiger Unterstützung (Verfügbarkeit von chemischer APerso-nalytik und von Toxizitätstests) durchgeführt werden. Definitionsgemäß wird mit der Identifizierung der Toxizität/Bewertung von Reduzie-rungsmaßnahmen die Toxizität untersucht, aber auch die Merkmale Persistenz und Bioakkumulation kön-nen dabei mitberücksichtigt werden.

 Priorisierung von Rückstandsbehandlungsmaßnahmen

Ansätze zur Identifizierung/Reduktion (wie oben beschrieben) können zur Vorhersage der Wirksamkeit ver-schiedener Rückstandsbehandlungsmaßnahmen verwendet und diese entsprechend ihrem Beitrag zur Re-duktion der Gefährdung des Abwassers in eine Reihenfolge gebracht werden. Beispielsweise können Toxi-zitätsdaten zu einer integrierten Maßnahme für die vorgeschlagene Verbesserung der Rückstandsbehand-lung führen (z. B. Toxizitätsuntersuchungen von Abwässern aus Pilot-AbwasserbehandRückstandsbehand-lungsanlagen). Die-se Art Information ist für die Entscheidungsträger hilfreich, das Optimum hinsichtlich der Investition in die Behandlung von Rückständen (Abwasser) herauszufinden.

 Beurteilung der Wirksamkeit von Maßnahmen zur Verbesserung der Behandlung

Sobald in einer Anlage das Behandlungssystem für Rückstände (Abwasser) nachgerüstet wurde, können die Toxizität und andere Untersuchungen des Abwassers für eine gewisse Betriebsdauer zur Beurteilung der sich mit der Zeit einstellenden Verbesserungen eingesetzt werden. Eine vergleichende Studie zur Toxizität von unterschiedlichen Abwässern zeigte, dass Verbesserungen der Behandlung mit herkömmlichen Ansät-zen das Ausbleiben einer akuten Toxizität nicht garantieren⁶.

4 Die Ansätze sind beschrieben in: de Maagd, R.G.-J. 2000. Bioaccumulation tests applied in whole effluent toxicity testing. Env. Toxicol. & Chem.

19(1): 25-35.

 Zurückverfolgen der Auswirkungen der betroffenen Umweltkompartimente

Wenn der Zustand eines betroffenen Umweltkompartiments negative Einflüsse zeigt, kann die GAB (oft in-nerhalb eines Konzentrationsbereichs, der der Verdünnung im betroffenen Umweltkompartiment ent-spricht) eingesetzt werden, um den Versuch zu unternehmen, Ursache und Wirkung herauszufinden. Bei-spielsweise könnte die Hypothese, dass der schlechte Zustand der benthischen Lebensgemeinschaft durch eine Abwassereinleitung verursacht wurde, durch eine sorgfältig konzipierte GAB überprüft werden. Au-ßerdem können Verfahren zur Abwasserbewertung für die Beurteilung des betroffenen Umweltkomparti-ments genutzt werden, was einen direkten Vergleich der beiden Systeme erlaubt.

 Standortspezfische Gefahren-/Risikobewertung

Das durch ein Abwasser bedingte Umweltrisiko könnte durch die Anwendung eines Ansatzes zur Risiko-bewertung vorhergesagt oder abgeschätzt werden. Dabei wäre zur Bewertung der biologischen Wirkeffekte eine in Frage kommende Methode die GAB⁷. Es wäre dabei wichtig den Versuch zu unternehmen, jegliche biologische Wirkungen aus dem GAB-Ansatz mit im Feld gemessenen biologischen Wirkungen auf aquati-sche Lebensgemeinschaften zu validieren ⁸.

Wie in den vorgenannten Beispielen dargestellt, könnte die GAB für Entscheidungen über BVT auf verschie-dene praktische Art und Weise herangezogen werden. Die zuständigen Personen können darüber entscheiden, welche Anwendungskombination am besten ihrer Überwachungspolitik und –praxis entspricht. Die GAB unter-stützt die meisten Ansätze eines Abwassereinleitungsmanagements, ganz gleich, ob es streng emissionsorien-tiert oder mit einem Gewässergüte-orienemissionsorien-tierten Ansatz verknüpft ist.

Die GAB wird sowohl innerhalb als auch außerhalb der EU weithin angewandt. Einer der wichtigsten Unter-schiede zwischen den von jedem Land angewandten Ansätzen ist die Kombination und die Art der eingesetzten Testmethoden (Toxizität/Genotoxizität, Persistenz und/oder Bioakkumulation). In der EU befindet sich die Ein-führung der GAB im rechtlichen Zusammenhang größtenteils auf der Forschungs- und Entwicklungsebene, aber die nachstehend dargestellten Beispiele zeigen Anwendungsbereiche oder Ansätze der GAB:

 In Deutschland werden die akute Toxizität und Genotoxizität routinemäßig als ökologische Abwasser-grenzwerte in mehreren unterschiedlichen Industriebereichen [cww/tm/130] eingesetzt und es läuft auch ein Forschungs- und Entwicklungsprogramm zur GAB (z. B. Entwicklung von Fischeitests).

 Seit sechs Jahren bestehen in Irland für Abwassereinleitungen in Gewässer für IVU-Anlagen/Betriebe ver-bindliche Emissionsgrenzwerte in Form von Toxizitätseinheiten (TUs). Die TU-Grenzwerte reichen von 5 bis 10 und sind in den BATNEEC Guidance Documents [cww/tm/95] für die verschiedenen Industriebe-reiche veröffentlicht. Außerdem können indirekteinleitende Industrien auch dazu angehalten werden, eine Kombination von Toxizitäts- und Atmungstests durchzuführen.

 In Schweden wird die Charakterisierung von Abwässern (einschließlich der GAB) zur Bewertung der Eig-nung der Abwasserbehandlung in einem bestimmten Fall eingesetzt. Dies wird üblicherweise in Form einer Überprüfung neuer Produktionsanlagen (betriebsinterne und end-of-pipe-Anlagen) als Teil des Genehmi-gungsverfahrens durchgeführt. Dieser Ansatz kann jedoch jederzeit zur Feststellung der Notwendigkeit weiterer Anlagen eingesetzt werden.

 In Großbritannien wird gegenwärtig stufenweise die direkte Toxizitätsbewertung für Abwassereinleitungen eingeführt⁹. Dafür hat Großbritannien ein umfangreiches Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrations-programm aufgelegt.

 In den Niederlanden steht man kurz vor dem Abschluss einer GAB-Forschungs- und Entwicklungsphase, die die (Geno-)Toxizität, Persistenz und Bioakkumulation gleich gewichtet. Die GAB wird in das Rechts-system im Jahre 2005 eingeführt.

OSPAR (Oslo- und Paris-Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt und des Nordostatlantiks) hat sich 1994 durch die Arbeitsgruppe für Punktquellen und diffuse Quellen (PDS) in einem breit angelegten europäi-schen Rahmen des Problems der ökotoxikologieuropäi-schen Bewertung von Abwasser angenommen. Im November 1999 hat das deutsche Umweltbundesamt ein Hintergrundpapier zur Anwendung der GAB für die Abwasserbe-urteilung verfasst [cww/tm/130]. Im Jahre 1999 wurde eine Unter-Expertengruppe (IEG) speziell für die

Ent-7 Chapman, P.M. 2000. Whole effluent toxicity testing- usefulness, level of protection, and risk assessment. Env. Toxicol. & Chem. 19(1):3-13

8 Grothe, D.R., K.L. Dickson and D.K. Reed-Judkins (eds). 1996. Whole effluent toxicity testing: an evaluation of methods and prediction of receiv-ing system impacts. Society of Environmental Toxicology and Chemistry. Pensacola. FL. USA.

9 Boumphrey, R., Tinsley, D., Forrow, D. and R. Moxon. 1999. Whole Effluent Assessment in the UK. OSPAR Workshop on Whole Effluent

As-wicklung der GAB im Rahmen der OSPAR-Strategie für gefährliche Stoffe eingesetzt (OSPAR, 2000, http://www.ospar.org). Die OSPAR-IEG prüfte den Einsatz der GAB für unterschiedliche Industriebranchen (bis heute Zellstoff- und Papierindustrie und die pharmazeutische Industrie). Weiterhin hat sich die IEG den Testmethoden für die Bestimmung der Persistenz und Bioakkumulation und auch der Genotoxizität und der endokrinen Störungen angenommen (beide sind in Vorbereitung).

Zusammenfassend ist die GAB ein sinnvolles Instrument für die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung, wird aber die herkömmliche Überwachung auf Basis chemischer Parameter eher ergän-zen als ersetergän-zen. Die Erfahrung zeigt, dass die Einführung von Maßnahmen für P-T-B-Stoffe im Rahmen eines sorgfältig ausgearbeiteten GAB-Programms zu einer Reduktion der Emissionen von gefährlichen Stoffen ins Abwasser führt. Der Schlüssel dazu liegt in der Ausarbeitung der GAB zur Ergänzung anderer Überwachungs-maßnahmen im Rahmen eines wirksamen Umweltmanagementsystems.

2.2.1.2.2 Reduktion des Wasserverbrauchs und der Abwassereinleitung

Wegen der in vielen Gebieten der EU zunehmenden Bedeutung ist es angezeigt, der Wassereinsparung (d. h.

Reduktion des Wasserverbrauchs und des Abwasseranfalls) und/oder der Wiederverwendung von Wasser als einem Managementinstrument einen speziellen Abschnitt zu widmen. Beispielsweise trägt die Wassereinspa-rung oft dazu bei, die nachteilige Auswirkung der SchadstoffverlageWassereinspa-rung vom Abgas ins Abwasser zu reduzie-ren. Die Aussage, dass das Ausmaß der Wasserverwendung und des Wasserrecyclings mehr durch die Kreativi-tät und den Willen der beteiligten Akteure als durch technische Schwierigkeiten begrenzt wird, dürfte keine Übertreibung sein. Dies hängt jedoch von den örtlichen Begebenheiten ab. Folgende Punkte sind zu berücksich-tigen, z. B.:

 Entwicklung von Strategien zur Minimierung des (Frisch-)Wasserverbrauchs und des Abwasseranfalls im Produktionsprozess/in den Produktionsprozessen [cww/tm/67d], wie:

- Prozessänderung, die zu einer Verminderung des Wasserbedarfs führen kann, z. B. Substitution der Wasser- durch Luftkühlung.

- direktes Abwasserrecycling, d. h. Wiederverwendung von gering belastetem Abwasser in anderen Pro-zessen, die dadurch nicht beeinträchtigt werden. Dies führt zu einer Reduktion des Frischwasser-verbrauchs und des Abwasseranfalls ohne Änderung der Schadstofffracht

- Vorbehandlung des Abwassers und anschließende Wiederverwendung (im gleichen oder in einem an-deren Prozess). Dies führt zu einer Reduktion des Frischwasserverbrauchs, des Abwasseranfalls und der Fracht an Schadstoffen.

 Überprüfung der Abgasbehandlungstechniken (z. B. Nasswäscher, Biowäscher, Kühlaggregate mit Kühl-wasser, Nasszyklone, nasse Elektrofilter) hinsichtlich ihres Frischwasserverbrauchs und, wenn möglich, Vermeidung des Frischwasserverbrauchs, wenn seine Verfügbarkeit begrenzt ist oder das betroffene Ge-wässer auf Beeinträchtigungen empfindlich reagiert.

Das Vorgehen für die Reduktion des Wasserverbrauchs und des Abwasseranfalls folgt im Allgemeinen dem in Abbildung 2.4 dargestellten Ansatz [cww/tm/67d].

Als erster Schritt ist eine Bilanz des Wasserverbrauchs und der wichtigsten Schadstoffe, die eine unmittelbare Wiederverwendung verhindern, durchzuführen. Soweit die Datenerfassung im Rahmen des Abwasserkatasters keine übereinstimmenden Angaben liefert, ist in Kombination mit zusätzlichen, sorgfältig durchgeführten Mes-sungen ein weiterer Abgleich der Daten erforderlich.

Auf der Basis der vorhandenen Massenbilanzen können verschiedene Möglichkeiten zur Minimierung des Wa s-serverbrauchs entwickelt und auf ihre Funktionsfähigkeit hin beurteilt werden. Zur Minimierung der Was-ser/Abwassermenge könnte die Sammlung und Mischung von Strömen aus mehreren unterschiedlichen Produk-tionsprozessen und ihr Recycling als Mischwasser sinnvoll sein; es erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit von Ausfällungen und Korrosion. Instrumente zur Umsetzung dieser Prozessentwicklungen werden in Abschnitt 2.2.1.3 beschrieben.

Die Anreicherung von Schadstoffen, die durch interne Vermeidungsmaßnahmen oder Reinigungstechniken nicht entfernt werden können, darf jedoch nicht übersehen werden. Die Schadstoffe können die

Wiederverwen-Sammlung und Abgleich von

Daten

Schadstoff-bilanz Informationen über

Abwasser-

behandlungs-techniken

Festlegung der

Wasser-qualität

Chemische Modellierung

Erarbeitung von Möglichkeiten

Optimierung des Betriebs

Entwicklung einer

wirtschaft-lichen Lösung

Abbildung 2.4: Grundsätzliches Vorgehen zur Verminderung des Wasserverbrauchs und des Abwasseranfalls

2.2.1.2.3 Quantifizierung der Abgasemissionen

Die Abgasemissionen aus einigen Quellen können verschiedene Ursachen haben, weshalb die aus jedem Vor-gang resultierenden Emissionen getrennt untersucht werden sollten, um die Gesamtemission aus dieser Quelle quantifizieren zu können. Weiterhin bedeutet die Verminderung an der Quelle eine stärkere Konzentration auf die Ursache der Emissionen im Vergleich auf die Stelle, an der sie in die Umwelt entlassen werden.

Quellenmäßige Quantifizierung der Emissionen

Emissionen können auf die mit der EU-Richtlinie 1999/13/EC (VOC-Richtlinie) [cww/tm/88] festgelegten Art und Weise quantifiziert werden.

Zur Erstellung eines Abgaskatasters müssen die Emissionen aus allen potenziellen Quellen quantifiziert wer-den. Dies kann entweder durch Abschätzung, Berechnung oder Messung entsprechend der Emissionsart und der relativen Bedeutung im Verhältnis zur Gesamtabgasemission erfolgen. Einige Emissionen werden am besten an der Emissionsstelle abgeschätzt, andere durch den ursächlichen Prozess. Nicht gefasste Emissionen sind mess-technisch nur schwierig zu bestimmen. In diesem Fall ist die Quantifizierung über den für die Emission ursäch-lichen Prozess erforderlich.

Folgende Beispiele stehen zur Veranschaulichung zur Verfügung:

 Die Emission aus dem Produkt (normalerweise VOC) kann bei Kenntnis des flüchtigen Anteils des Produk-tes abgeschätzt werden. Beispielsweise ist der Lösemittelgehalt des ProdukProduk-tes genau definiert und die ver-kauften und rückgewonnenen Mengen sind auch bekannt.

 Soweit gasförmige Stoffe im Abfall enthalten sind, sollte ihr Gehalt gemessen oder anderweitig festgestellt werden, um die möglicherweise emittierte Menge berechnen zu können. Dies hängt vom angewandten Ver-fahren zur Entsorgung des Abfalls ab.

 Gefasste Emissionen in die Atmosphäre können durch geeignete Messung des Luftvolumenstroms und der Abgaskonzentration (vorzugsweise an verschiedenen Stellen des Prozesses) bestimmt werden. Die Durch-führung dieser Messung kann jedoch relativ teuer sein und kann durch Schwierigkeiten an die Emission heran zu kommen, durch das Auftreten von Wasserdampf oder Staub oder durch andere Gegebenheiten er-schwert sein. Sie kann nur eine Momentaufnahme der Verhältnisse darstellen, die oft zeitlichen Änderun-gen unterlieÄnderun-gen. Eine Berechnungsmethode ist deshalb üblicherweise dort zu bevorzuÄnderun-gen, wo eine Messung nicht möglich ist. Diese Möglichkeit hängt von der Ursache der Emission ab. Wenn beispielsweise eine ge-fasste Emission durch das Verdampfen eines Lösungsmittels im Laufe eines Trocknungsprozesses (VOC-Emission ) verursacht wird, ist normalerweise die Berechnung der verdampften Lösungsmittelmengen ein-facher als die Messung des Lösungsmittelgehaltes im Produkt vor dem Trocknen, während die Schadstoffe im Abgas aus Verbrennungsprozessen (NOx, SOx, etc.) oder gefährliche Schadstoffe Messungen am Kamin erfordern.

 Bei einem System zur Emissionsminderung können nicht zurückgehaltenen Emissionen bei Bekanntsein der dem Reinigungssystem zugeführten Mengen und dem Abscheidegrad des Systems berechnet werden.

 Nicht gefasste Emissionen sind naturgemäß schwierig und oft nur mit finanziell hohem Aufwand zu messen und müssen deshalb durch Betrachtung der Emissionsvorgänge und mit den entsprechenden Beurteilungs-verfahren bestimmt werden. Trotzdem sollte vor dem Verzicht auf die Möglichkeit einer Messung deren Machbarkeit überprüft werden.

Prozessbezogene Quantifizierung der Emissionen

Die prozessbezogene Quantifizierung der Emissionen auf der Grundlage ihrer Quelle dürfte oft die einzige praktikable Lösung sein, besonders für ungefasste Emissionen. Dies gilt aber oft auch für gefasste Emissionen.

Für die Durchführung dieser Berechnungen gibt es verschiedene Verfahren. Alle Berechnungsverfahren liefern Schätzungen, die in einigen Fällen lediglich die Größenordnung angeben.

Beispiele sind:

 Die Quantifizierung sollte auf Basis eines genauen Verständnisses des praktizierten Prozesses erfolgen. In vielen Fällen liefert dies eine ziemlich genaue Abschätzung der emittierten Menge, die manchmal durch Messungen bestätigt werden sollte. Bei der Durchführung der Berechnungen und Messungen sollte auf das Ausmaß der Schwankungen geachtet werden, die durch den Prozess gegeben sein können. Dies können Schwankungen über die Zeit sein – während diskontinuierlichen Prozessen schwankt die emittierte Menge – oder durch die Art des Produktes auftreten – durch verschiedene Produktarten werden unterschiedliche Mengen emittiert. Berechnungen sollten dies in Betracht ziehen und bei der Durchführung von Messungen müssen die Betriebsbedingungen im Laufe jeder Messung sorgfältig festgehalten werden. Messungen müs-sen auch in ausreichender Zahl durchgeführt werden, um den gesamten Schwankungsbereich zu erfasmüs-sen.

Zur Berücksichtigung der jährlichen Produktion und des Einflusses der unterschiedlichen Produktsorte soll-te eine Jahresmassenbilanz erssoll-tellt werden.

 Die Berechnung der Emissionen aus Lagertanks kann auf der Basis der Methode durchgeführt werden, die vom amerikanischen Umweltbundesamt (USEPA) [cww/tm/89] entwickelt wurde. Die Durchführung der Berechnungen ist mühsam und erfordert die Kenntnis einiger meteorologischer Daten, die vom örtlichen meteorologischen Institut zu bekommen sind. Bedeutende Emissionen aus der Lagerung können bei oberir-dischen Lagertanks anfallen. Dagegen sind die Atmungsverluste aus unteriroberir-dischen Tanks oder aus Tanks, die unter Überdruck stehen, beträchtlich geringer. Die Verluste bei Betriebsvorgängen hängen von ihrer jährlichen Häufigkeit ab (d. h. wie oft das Volumen eines Tanks im Laufe des Jahres gefüllt/entleert wird) und sind bei wenigen Betriebsvorgängen niedrig. Durch Anwendung des Gaspendelsystems beim Befüllen können Verluste vermieden werden. Deshalb sind in vielen Lagereinrichtungen die Emissionen im Ver-gleich zu anderen Emissionen gering. Vor der Durchführung von detaillierten Berechnungen ist es ratsam, die Lagerungsverluste auf der Grundlage von Materialbilanzen abzuschätzen. Soweit detaillierte Berech-nungen erforderlich sind, wird die Anwendung des Tank-Computerinstruments (TANKS) [cww/tm/90], wie es durch die USEPA entwickelt wurde, dringend empfohlen. Es ist eine rechnergestützte Version des USEPA-Berechnungsverfahrens.

Im Dokument Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IVU) BVT-Merkblatt zu Abwasser- und Abgasbehandlung/ -management in der chemischen Industrie Februar 2003 mit ausgewählten Kapiteln in deutscher Übersetzung (Seite 56-64)