Schwermetallbilanzen für Lahn und Neckar

Präsentation zum Thema: "Schwermetallbilanzen für Lahn und Neckar"—  Präsentation transkript:

1 Schwermetallbilanzen für Lahn und Neckar
Institut für Siedlungswasserwirtschaft Universität Karlsruhe (TH) Vortrag bei der Abschlusspräsentation des BMBF-Verbundprojektes NIEDERSCHLAG Die gesammelten Vorträge sind veröffentlicht in : Schadstoffe im Regenabfluss IV- Abschlusspräsentation des BMBF-Verbundprojektes NIEDERSCHLAG, Schriftenreihe des Institutes für Siedlungswasserwirtschaft Universität Karlsruhe (TH), Band 96, Oldenbourg Verlag, München.

2 Abbildung übernommen von Brombach 1999

3 Zu berücksichtigende Eintragspfade nach IKSR
Hofabläufe und Abdrift Landwirtschaft Erosion Oberflächenabfluß Boden Drainagen Atmosphärische Deposition Direkteintrag Trennkanalisation Verkehr Baumaterialien Trenn-systeme Versiegelte Fläche Mischw.-überl. Misch-systeme Gewerbe Mischw. ungekl. Oberflächengewässer Nicht angeschl. Einwohner Haushalte Kläranlagenabläufe Kommunale Kläranlagen Geogener Background Geogene Quellen Direkteintrag Schiffahrt Schiffahrt Industrieeinleitungen Direkteinleiter

4 Satellitenbild zur Flächennutzung im Neckareinzugsgebiet
Dichte Siedlungsbereiche Lockere Siedlungsbereiche Industrie Ackerfläche Grünland Laubwald Nadelwald

5 Gebietsgrößen und aggregierte Flächennutzung für Lahn und Neckar
Wald Grünland Ackerland Siedlungs- und Verkehrsflächen Neckar (EZG gesamt km²) Lahn (EZG gesamt km²) Sonstige 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Anteil an der Gesamtfläche [%]

6 Bilanzierungsrelevante Kenngrößen der Einzugsgebiete von Lahn und Neckar
Merkmale Lahn Neckar Einwohnerdichte [E/km²] 197 373 Anschlußgrad Kläranlage [%] 93 99 Ausbaugrad Mischwasserbehandl. [%] n. bekannt 78 Anteil Mischsystem [%] 90 97 Anteil Trennsystem [%] 10 3 Anteil Einwohner ohne KA mit SK [%] 6 0,3 Jahresniederschlag [mm]

7 Bleifrachten Lahngebiet Neckargebiet Pb [kg/a] 8772 6637 1369 5268
3036 1566 555 112 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Pb [kg/a] Immission Gesamt Emission Diffuse Emissionen Gesamte Punktemissionen KA-Ablauf TW + RW Mischwasserentlastungen Regenauslässe Kanalisation ohne KA 23964 15894 5248 10646 7569 2792 258 28 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Immission Gesamt Emission Diffuse Emissionen Gesamte Punktemissionen KA-Ablauf TW + RW Mischwasserentlastungen Regenauslässe Kanalisation ohne KA

8 Kupferfrachten Lahngebiet Neckargebiet Cu [kg/a] 11297 12498 604 11893
7326 3114 1124 328 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 Cu [kg/a] Immission Gesamt Emission Diffuse Emissionen Gesamte Punktemissionen KA-Ablauf TW + RW Mischwasserentlastungen Regenauslässe Kanalisation ohne KA 48639 28818 4198 24621 18315 5595 622 89 5000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

9 Spezifische Einträge aus den Siedlungsgebieten im Lahn und Neckargebiet
Pb Cu Flächenspezifische Jahresfracht Lahn [kg/(km²·a)] 0,89 2,01 Neckar [kg/(km²·a)] 0,76 1,76 Lahn 9,86 4,37 Neckar [g/(E·a)] 4,68 2,02 Einwohnerspezifische Jahresfracht

10 Bleifrachten Lahngebiet Neckargebiet Pb [kg/a] 8772 6637 1369 5268
3036 1566 555 112 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Pb [kg/a] Immission Gesamt Emission Diffuse Emissionen Gesamte Punktemissionen KA-Ablauf TW + RW Mischwasserentlastungen Regenauslässe Kanalisation ohne KA 23964 15894 5248 10646 7569 2792 258 28 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Immission Gesamt Emission Diffuse Emissionen Gesamte Punktemissionen KA-Ablauf TW + RW Mischwasserentlastungen Regenauslässe Kanalisation ohne KA

11 1. Die Einträge aus unbefestigten Einzugsgebietsanteilen konnten
1. Die Einträge aus unbefestigten Einzugsgebietsanteilen konnten gebietsspezifisch nur für den Pfad Erosion ermittelt werden. 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 [kg/a] Pb Cu Cd x10 diffuse Einträge nach Mohaupt et al (Oberfläche, Dränage, Grundwasser) diffuse Einträge nach Vink et al (Oberfläche, Dränage, Grundwasser)

12 2. Zur Berechnung industrieller Direkteinleiter fehlt für die Schwermetalle eine zuverlässige Datenbasis. Kühlwasserverbrauch im Neckareinzugsgebiet ·106 m³/a Mittlerer Kupferkonzentration im Kühlwasser 7 µg/L Resultierende Jahresfracht ~ kg/a Kläranlagenabläufe im Neckareinzugsgebiet 904 ·106 m³/a Mittlerer Kupferkonzentration im Kläranlagenablauf 11 µg/L Resultierende Jahresfracht ~ kg/a

13 3. Die Eingangsdaten für einen Emissions-/Immissionsvergleich sind bei
3. Die Eingangsdaten für einen Emissions-/Immissionsvergleich sind bei Schwermetallen mit einem unterschiedlichen Zeitbezug versehen.

14 4. Die Eingangsdaten für eine Emissionsberechnung sind auf Aktualität zu prüfen.
0% 20% 40% 60% 80% 100% Kanalisation ohne KA 28 89 1 Regenauslässe 258 622 30 Mischwasserentlast. 2792 5595 305 KA-Ablauf TW + RW 7569 18315 339 2537 9921 373 Pb [kg/a] Cu Cd a) Kläranlagenpfad auf Basis von einwohnerspezifischen Frachten b) Kläranlagenpfad auf Basis von Ablaufkonzentrationen

15 Blei Frachten im Neckargebiet unter Berücksichtigung der diffusen Einträge und der aktuellen Ablaufkonzentrationen kommunaler Kläranlagen 30000 Bilanz alt 30000 Bilanz neu 23964 23964 25000 25000 20000 20000 15894 15798 Pb [kg/a] 15000 15000 10646 10184 10000 7569 5248 10000 5614 2792 5000 2537 2792 258 5000 28 258 28 Immission Regenauslässe Gesamt Emission Immission Diffuse Emissionen KA-Ablauf TW + RW Regenauslässe Kanalisation ohne KA Gesamt Emission Diffuse Emissionen Gesamte Punktemissionen Gesamte Punktemissionen KA-Ablauf TW + RW Kanalisation ohne KA Mischwasserentlastungen Mischwasserentlastungen

16 Bedeutung der verschiedenen Eintragspfade im Neckareinzugsgebiet

17 Zielsetzung der durchgeführten Arbeiten:
„Quantifizierung des Austrags anthropogener Schadstoffe aus Stadtgebieten vor dem Hintergrund der Regenwasserbehandlung und der integralen Gewässerbewirtschaftung“

18 Zusammenfassung: Die grundsätzliche Eignung der entwickelten Berechnungsansätze konnte nachgewiesen werden. Die Übertragbarkeit der aus urbanen Räumen abgeleiteten und regionalisierten Befunde der Phasen I und II konnte anhand der Testgebiete Lahn und Neckar nachgewiesen werden. Beim gegenwärtigen Stand der Erkenntnisse bleiben Schwermetallbilanzierungen jedoch mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. Einträge aus den unbefestigten Einzugsgebietsteilen und durch industrielle Direkteinleiter sind bis heute nicht zuverlässig quantifizierbar. Durch das Projekt NIEDERSCHLAG konnte ein wesentlicher Baustein zu schlüssigen Flußgebietsbilanzierung erarbeitet werden. Die für die urbanen Eintragspfade vorgelegten Berechnungsansätze liefern Ergebnisse, die in eine zielführenden Maßnahmenplanung eingebunden werden können.