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«Schleswig-Holstein MecklenburgVorpommern Brandenburg Niedersachsen Hamburg Sachsen-Anhalt Sachsen Ausgewählte organische Spurenverunreinigungen in ...»

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Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe

Schleswig-Holstein

MecklenburgVorpommern

Brandenburg

Niedersachsen

Hamburg

Sachsen-Anhalt

Sachsen

Ausgewählte organische Spurenverunreinigungen

in der Elbe und Elbenebenflüssen

im Zeitraum 1994 - 1999

ARBEITSGEMEINSCHAFT FÜR DIE REINHALTUNG DER ELBE

Ausgewählte organische Spurenverunreinigungen

in der Elbe und Elbenebenflüssen

im Zeitraum 1994 - 1999

Ministerium für Landwirtschaft, Sächsisches Staatsministerium Umweltschutz und Raumordnung für Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg Wilhelm-Buck-Straße 2 Heinrich-Mann-Allee 103 01097 Dresden 14473 Pot sda m Ministerium für Raumordnung Umweltbehörde Hamburg und Umwelt Billstraße 84 des Landes Sachsen-Anhalt 2 0 5 3 9 H a mbur g Olvenstedter Straße 4 3 9 1 0 8 M a gd e bur g Ministerium für Bau, Landesentwicklung und Umwelt des Landes Mecklenburg-Vorpommern Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten Schloßstraße 6 - 8 des Landes Schleswig-Holstein 19053 S ch weri n Mercatorstraße 1 - 3 24106 Ki el Niedersächsisches Umweltministerium Archivstraße 2 3 0 1 6 9 H a nnov e r

Bearbeitet: Aufgestellt:

Dr. Cornelia Fooken Prof. Dr. Heinrich Reincke Am Gonsenheimer Spieß 18 Wassergütestelle Elbe 5 5 1 2 2 Ma i nz Neßdeich 120-121 2 1 1 2 9 H a mbur g Dr. Burkhard Stachel Wassergütestelle Elbe Neßdeich 120-121 2 1 1 2 9 H a mbur g Oktober 2000 Papier: aus 100 % Altpapier, Umschlag aus 100 % Sekundärfaser

VORWORT

Der vorliegende Bericht enthält Ergebnisse zum Vorkommen polarer und unpolarer Stoffe in der Elbe und in ausgewählten Nebenflüssen, die in dem Zeitraum von 1994 bis 1999 analysiert worden sind. Er zeigt, dass für einzelne Stoffe noch Defizite im Hinblick auf die Reinigungsleistung industrieller und kommunaler Kläranlagen existieren. Wie ubiquitär vorhandene Schadstoffe über ein kleines und weitverzweigtes Fließsystem indie Elbe gelangen können, wird beispielhaft an der Stoffklasse der Chloralkylphosphate aufgezeigt. Diese finden hauptsächlich Verwendung als Flammschutzmittel und Weichmacher in Polyurethanen.

Ergebnisse einer Auswahl von 28 Stoffen aus der Richtlinie 76/464/EWG werden ebenfalls vorgestellt. Sie sind eine Entscheidungshilfe für die Planung zukünftiger Messkonzepte auf der Grundlage der EU-Wasserrahmenrichtlinie.

Mit dem Messprogramm der ARGE ELBE werden organische Schadstoffe routinemäßig erfasst und veröffentlicht. Dabei handelt es sich überwiegend um unpolare Stoffe wie die hinlänglich bekannten polychlorierten Biphenyle oder die schwerflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffe mit insektizider Wirkung (z. B.

DDT). Neuere Analysenergebnisse zeigen, dass diese Stoffgruppe nach wie vor relevant ist und auch in den kommenden Jahren nicht an Bedeutung verlieren wird.

Eine andere Stoffgruppe, die polaren und im allgemeinen gut wasserlöslichen Substanzen, werden im Rahmen von Sonderuntersuchungen in der wässrigen Phase bestimmt. Die in diesem Bericht hauptsächlich behandelten Stoffe stammen aus unterschiedlichen Quellen: industrielle und kommunale Abwässer, diffuse Einträge aus der Agrarwirtschaft und aus atmosphärischen Depositionen. In vielen Fällen sind sie biologisch schwer abbaubar und können Bedeutung erlangen, wenn Flusswasser als Uferfiltrat für die Trinkwasserherstellung genutzt wird.

Wegen der aufwendigen und wirkungsvollen Aufbereitungstechnologie gelangen sie allerdings nur selten bis ins Trinkwasser.

–  –  –

Tab. 1: Zusammenstellung der analysierten Stoffe Tab. 2: AOS und IOS in Oberflächenwasser, Mittelwerte (ARGE ELBE) Tab. 3: AOS und IOS in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 4: AOS in Oberflächenwasser (Elbe bei Dresden-Hosterwitz) Tab. 5: AOS und IOS in Oberflächenwasser, Mittelwerte (andere Gebiete) Tab. 6: Analysierte aromatische Sulfonate in Oberflächenwasser, Positivbefunde und Negativbefunde in allen Untersuchungsjahren (1994, 1995, 1996, 1998) (ARGE ELBE) Tab. 7: Summe der aromatischen Sulfonate und Naphthalin-1,3,6-trisulfonat in Oberflächenwasser, Mittelwerte (ARGE ELBE) Tab. 8: Summe der aromatischen Sulfonate und Naphthalin-1,3,6-trisulfonat in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 9: Aromatische Sulfonate in Oberflächenwasser, Maximalwerte der 16 Sulfonate mit Positivbefunden (ARGE ELBE) Tab. 10: Summe der aromatischen Sulfonate in Oberflächenwasser (Elbe bei Dresden-Hosterwitz) Tab. 11: Naphthalin-1,3,6-trisulfonat in Oberflächenwasser, 50-Perzentilwerte (Elbe und Mulde) Tab. 12: Summe der aromatischen Sulfonate in Oberflächenwasser (andere Gebiete) Tab. 13: Aromatische Sulfonate in Trinkwasser, Maximalwerte Tab. 14: Arylsulfone in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 15: Diphenylsulfon in Oberflächenwasser, 1994 (Elbe und Nebenflüsse) Tab. 16: 2-Methylthiobenzothiazol in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 17: 2-Methylthiobenzothiazol in Oberflächenwasser, 1994 (Elbe und Nebenflüsse) Tab. 18: 2-Methylthiobenzothiazol in diversen Wasserproben (andere Gebiete) Tab. 19: TCEP und TCPP in Oberflächenwasser (ARGE ELBE) Tab. 20: TCEP und TCPP in schwebstoffbürtigem Sediment (Zweimonatsmischproben) (ARGE ELBE) Tab. 21: TCEP und TCPP in Oberflächenwasser bzw. Abwasser, Einzelwerte, 1999 (Regierungsbezirk Leipzig und Halle) Tab. 22: TCEP und TCPP in Sediment, Einzelwerte, 1999 (Regierungsbezirk Halle) Tab. 23: TCEP und TCPP in Oberflächenwasser (andere Gebiete) Tab. 24: O,O,O-Trimethylthiophosphat und O,O,S-Trimethyldithiophosphat in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 25: O,O,O-Trimethylthiophosphat und O,O,S-Trimethyldithiophosphat in Oberflächenwasser (Elbe bzw. Nordsee) Tab. 26: Dimethoat in der Elbe und Mulde Tab. 27: O,O,O-Trimethylthiophosphat und O,O,S-Trimethyldithiophosphat in der Elbe bei Hamburg-Seemannshöft Tab. 28: DEET in Oberflächenwasser (ARGE ELBE) Tab. 29: DEET in Oberflächenwasser (andere Gebiete) Tab. 30: Glyphosat und AMPA in Oberflächenwasser, Konzentrationsbereich, 1998 (ARGE ELBE) Tab. 31: Glyphosat und AMPA in Oberflächenwasser (andere Gebiete) Tab. 32: Desmetryn in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 33: Ethofumesat in Oberflächenwasser, 1996 (ARGE ELBE) Tab. 34: Ethofumesat in Oberflächenwasser (andere Gebiete) Tab. 35: 28 Stoffe der EU-Richtlinie in Oberflächenwasser, 1998 sowie EU-Qualitätsziele (ARGE ELBE) Tab. 36: Stoffe der EU-Richtlinie in Oberflächenwasser (Fälle mit Positivbefunden), 1998 (andere Gebiete) Tab. 37: Aliphatische Amine in Oberflächenwasser, Konzentrationsbereich, 1995 (ARGE ELBE) Tab. 38: Aliphatische Amine in Oberflächenwasser (Elbe und Mulde) Tab. 39: Aliphatische Amine in Oberflächenwasser (andere Gebiete) Tab. 40: Trichloressigsäure in Oberflächenwasser, 1995 (ARGE ELBE) Tab. 41: Trichloressigsäure in Oberflächenwasser (Elbe) Tab. 42: Mutagenität und Carcinogenität von PAK Tab. 43: Summe der 23 PAK und TOC-Gehalt in schwebstoffbürtigem Sediment (Monatsmischproben), Januar 1996 (ARGE ELBE) Tab. 44: Summe der 6 TVO-PAK in schwebstoffbürtigem Sediment (Elbe und Nebenflüsse) Tab. 45: Summe der 6 TVO-PAK in Schwebstoff, 1997 (andere Gebiete) Tab. 46: Ökotoxikologisch begründete Belastungsklassen für PAK im Gewässersediment Tab. 47: Zusammenfassung der Ergebnisse





ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abb. 1: Messstellen an der Elbe sowie den Elbenebenflüssen Abb. 2: Probenahmeorte beim Sondermessprogramm in den Regierungsbezirken Leipzig und Halle, 1999 Abb. 3: Strukturformeln der beiden Trimethylthiophosphate sowie von Parathion-methyl und Dimethoat Abb. 4: DEET-Konzentrationen im Jahresverlauf Abb. 5: Messstellen der schwebstoffbürtigen Sedimente für das PAK-Längsprofil, Januar 1996 Abb. 6: Summe der 23 PAK in schwebstoffbürtigem Sediment (Längsprofil), Januar 1996 Abb. 7: Verteilungsmuster der 7 PAK-Hauptkomponenten an den einzelnen Messstellen, Januar 1996

TABELLENVERZEICHNIS ANHANG

Tab. A 1: Adsorbierbare bzw. Ionenpaar-extrahierbare Organische Schwefelverbindungen (AOS und IOS) in Oberflächenwasserproben, 1994/1995 Tab. A 2: Adsorbierbare bzw. Ionenpaar-extrahierbare Organische Schwefelverbindungen (AOS und IOS) in Oberflächenwasserproben, 1996 Tab. A 3: Adsorbierbare bzw. Ionenpaar-extrahierbare Organische Schwefelverbindungen (AOS und IOS) in Oberflächenwasserproben, 1998 Tab. B 1: Aromatische Sulfonate in Oberflächenwasserproben, 1994/1995 Tab. B 2: Aromatische Sulfonate in Oberflächenwasserproben, 1996 Tab. B 3: Aromatische Sulfonate in Oberflächenwasserproben, 1998 Arylsulfone in Oberflächenwasserproben, 1996

Tab. C:

2-Methylthiobenzothiazol in Oberflächenwasserproben, 1996

Tab. D:

Tab. E 1: Chloralkylphosphate in Oberflächenwasserproben, 1996 Tab. E 2: Chloralkylphosphate in Oberflächenwasserproben, 1998 Tab. E 3: Chloralkylphosphate in schwebstoffbürtigen Sedimenten (Zweimonatsmischproben), 1998 Tab. E 4: Chloralkylphosphate in schwebstoffbürtigen Sedimenten (Zweimonatsmischproben), 1999 Tab. E 5: Chloralkylphosphate in Oberflächenwasser- und Kläranlagenablaufproben, 1999 – Regierungsbezirk Leipzig und Halle – Tab. E 6: Chloralkylphosphate in Sedimentproben, 1999 – Regierungsbezirk Halle – Alkylphosphate in Oberflächenwasserproben, 1998

Tab. F:

Arylphosphate in Oberflächenwasserproben, 1995

Tab. G:

Tab. H 1: Trimethylthiophosphate in Oberflächenwasserproben, 1996 Tab. H 2: Trimethylthiophosphate in Oberflächenwasserproben, 1998 Tab. I 1: N,N-Diethyl-m-toluamid (DEET) in Oberflächenwasserproben, 1996 Tab. I 2: N,N-Diethyl-m-toluamid (DEET) in Oberflächenwasserproben, 1998 Tab. I 3: N,N-Diethyl-m-toluamid (DEET) in schwebstoffbürtigen Sedimenten (Zweimonatsmischproben), 1998 Tab. I 4: N,N-Diethyl-m-toluamid (DEET) in schwebstoffbürtigen Sedimenten (Zweimonatsmischproben), 1999 Glyphosat und Aminomethylphosphonsäure (AMPA) in Oberflächenwasserproben, 1998

Tab. J:

Desmetryn und Ethofumesat in Oberflächenwasserproben, 1996

Tab. K:

Pentachloranisol in Oberflächenwasserproben, 1996

Tab. L:

28 Stoffe der Richtlinie 76/464/EWG in Oberflächenwasserproben, 1998

Tab. M:

Aliphatische Amine in Oberflächenwasserproben, 1995

Tab. N:

Chlorcarbonsäuren in Oberflächenwasserproben, 1995

Tab. O:

Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe in schwebstoffbürtigen Sedimenten

Tab. P:

(Monatsmischproben), Januar 1996

1. Einleitung In Oberflächengewässern kommt eine Vielzahl natürlicher und anthropogen eingetragener Substanzen vor. Die Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe (ARGE ELBE) führt seit vielen Jahren ein umfangreiches Basismessprogramm durch, das u. a. Nährstoffe, den Sauerstoffgehalt, wichtige Schwermetalle und viele organische Stoffe umfasst. Dieses wird durch eine Reihe unterschiedlicher Sonderuntersuchungen auf Substanzen ergänzt, über deren Vorkommen sowie Bedeutung in Fließgewässern noch relativ wenig bekannt ist. Hierzu gehören beispielsweise die Bestimmungen von Arzneimittelrückständen, endokrin wirksamen Stoffen, Pflanzenschutzmitteln oder einer Vielzahl von Elementen (Multielementanalyse).

Der vorliegende Bericht beschäftigt sich mit einer Auswahl organischer Spurenverunreinigungen, die im Zeitraum 1994 - 1999 analysiert wurden. Organische Spurenstoffe treten oftmals in nur geringen Konzentrationen auf, besitzen jedoch häufig eine relativ hohe Toxizität; über ihre chronischen und subchronischen Wirkungen liegen oft nur ungenügende Informationen vor.

Im Anhang zu diesem Bericht sind die Ergebnisse der Sonderuntersuchungen auf bestimmte organische Verbindungen vollständig wiedergegeben. Ein Teil der Werte ist bereits zuvor in den jährlich erscheinenden Zahlentafeln „Wassergütedaten der Elbe“ [1] erschienen oder befindet sich auf der Homepage der ARGE ELBE [2], zum Teil werden die Werte hier erstmals veröffentlicht. Auf Basis der Ergebnisse lassen sich Aussagen zum Konzentrationsniveau und gegebenenfalls über Belastungsschwerpunkte der analysierten Substanzen treffen. Wesentliches Ziel des vorliegenden Berichts war es, die festgestellten Konzentrationen der einzelnen Messgrößen auch zu bewerten.



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