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Veröffentlichung Entwicklung eines Laborprüfverfahrens zum Rückhalt von partikulären Stoffen in dezentralen Niederschlagsbehandlungsanlagen bei Einleitung in Oberflächengewässer(Umweltbundesamt, 2024)Im Vorhaben wurde ein Vorschlag für ein robustes Laborprüfverfahren zur Beurteilung des Wirkungsgrads von Anlagen zur Niederschlagswasserbehandlung vor Einleitung in Oberflächengewässer entwickelt. Ein solches Prüfverfahren gibt es bisher nicht.Gesetzliche Anforderungen, sowie die Wirksamkeit von Behandlungsanlagen können durch zugelassene Verfahren überprüft werden. Der Einsatz hoch wirksamer Anlagen zur Niederschlagswasserbehandlung dient direkt dem Schutz und der Entlastung der Oberflächengewässer.Die Anlagenwirksamkeit wird geprüft am Rückhalt partikulärer Stoffe. Eine Reihe an offenen Fragestellungen u. a. zu den Prüfmaterialien waren zu bearbeiten und ein Prüfkonzept zu erstellen.Veröffentlichung Validierung von Analysenverfahren, die im Rahmen des Projektes HORIZONTAL entwickelt, jedoch nicht validiert wurden(2015) Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung; Deutschland. UmweltbundesamtDie Normung von Analyseverfahren ermöglicht, dass Parameter unter standardisierten Bedingungen qualitätsgesichert ermittelt werden können. Insbesondere dann, wenn Verfahren in gesetzliche Regelwerke einfließen, ist es notwendig, dass die Ergebnisse sicher und vergleichbar sind und der Aufwand im Vollzug vertretbar ist. Derzeit werden viele Parameter in verschiedenen Verordnungen nach unterschiedlichen genormten Verfahren analysiert, was die Überwachungsarbeit erschwert und zudem unnötig teurer macht. Aus diesem Grund wir eine sogenannte horizontale Normung angestrebt, bei der geeignete Analyseverfahren auch Matrices-übergreifend genormt und anschließend EU-weit zitiert werden können. Grundvoraussetzung für die Verabschiedung als Norm ist die Validierung der Verfahren. Bereits vor einigen Jahren erteilte die EU ein Mandat an CEN (Europäisches Komitee zur Normung), um umweltrelevante Parameter Matrices-übergreifend zu validieren. Allerdings konnten nicht alle für diverse Verordnungsnovellen (z.B. Klärschlammverordnung) wichtigen Parameter im Rahmen dieses Projekts validiert werden. Aus diesem Grund wurde das aktuelle Vorhaben in den Umweltforschungsplan des BMUB aufgenommen und von der BAM durchgeführt. Im Forschungsvorhaben konnten im Bereich der anorganischen Parameter die CEN/TS 16170 (Elemente mit ICP-OES), CEN/TS 16171 (Elemente mit ICP-MS) und CEN/TS 16175-2 (Quecksilber mit CV-AFS) sowie im Bereich der organischen Parameter die CEN/TS 16181 (PAK mit HPLC und GC), die CEN/TS 16167 (PCB mit GC-MS und GC-ECD) und die CEN/TS 16190 (Dioxine, Furane und dl-PCB mit HR-GC-MS) für die Analyse von Klärschlamm, behandeltem Bioabfall und Boden erfolgreich validiert werden. Die validierten Verfahren stehen nun kurz vor der Verabschiedung als EN (Europäische Norm).
Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/Veröffentlichung Risikoanalyse der bodenbezogenen Verwertung kommunaler Klärschlämme unter Hygieneaspekten(2015) Julius Kühn-Institut; Institut für Umwelt- und Tierhygiene sowie Tiermedizin mit Tierklinik (Stuttgart)Die in Deutschland derzeit gültige Fassung der Klärschlammverordnung von 1992 (AbfKlärV, 1992) soll novelliert und dabei hygienischen Belangen mehr Rechnung getragenwerden. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, verschiedene Risikominderungsmaßnahmen im Hinblick auf ihre Eignung zur Verbesserung der Klärschlammhygiene zu prüfen und daraus Empfehlungen für die Ausgestaltung der AbfKlärV abzuleiten. Besonders persistente Schadorganismen und Krankheitserreger wurden in gezielten Untersuchungen auf deren Überlebensfähigkeit während einer thermischen Behandlung bzw. einer Langzeitlagerung von Klärschlamm und/oder anderen Wirtschaftsdüngern untersucht. Des Weiteren wurde das Verfahren der Hochdrucktemperatur-Pelletierung (HTP) geprüft. Untersucht wurde die Tenazität von Escherichia coli (EAHEC) Serovar O104:H4, thermoresistenter Parvoviren (Bovines Parvovirus, BPV) und von Sporen aerober und anaerober Sporenbildner (Bacillus globigii, Clostridium sporogenes) als Vertreter der Seuchenhygiene und Synchytrium endobioticum als Vertreter der Phytohygiene. Das Ergebnis einer Literaturrecherche ergab, dass der überwiegende Teil der vorrangig in Klärschlamm vor-kommenden Schadorganismen der Seuchen- und Phytohygiene durch die in den Entwürfen zur Novellierung der AbfKlärV in Anhang 2 aufgeführten Behandlungsverfahren inaktiviert werden kann. Ausnahmen bilden vor allem Quarantäneschadorganismen der Kartoffel bzw. Schadorganismen, die persistente Überdauerungsorgane bilden oder thermoresistent sind. Dies wurde durch eigene Untersuchungen bestätigt. So verringerte sich die Zeitspanne für eine vollständige Inaktivierung des Erregers EAHEC O104:H4 Serovar von 18 Stunden bei einer thermischen Behandlung von +53 ˚C auf 2 Stunden bei +60 ˚C und 1 Stunde bei +70 ˚C. Das bovine Parvovirus konnte, bei einer einstündigen Erhitzung von Klär-schlamm bzw. Gülle auf max. +80 ˚C, um 1-2 log10-Stufen bzw. 2,4 - 3,4 log10-Stufen verringert werden. Demgegenüber war eine Inaktivierung der untersuchten Sporenbildner erst bei einer Behandlung von +110 ˚C für dreißig Minuten bzw. +133 ˚C für zwanzig Minuten möglich. Die persistenten Dauersori des Kartoffelkrebserregers Synchytrium endobioticum konnten selbst bei 140˚ C über 2 Stunden nicht ausreichend inaktiviert werden, eine Langzeitlagerung im Klärschlamm führte jedoch zu einer deutlichen Reduktion vitaler Dauersori. Aus seuchen- und phytohygienischer Sicht wird eine Pflicht zur weitergehen-den Behandlung von Klärschlämmen empfohlen. Zum Schutz vor einer Verbreitung von Quarantäneschadorganismen der Kartoffel, sollte Klärschlamm nur dann zur landwirtschaftlichen Verwertung zugelassen werden, wenn keine risikoreichen Abwässer aus Industrie und Gewerbe in die Kläranlage eingeleitet worden sind.
Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Bestimmung der biogenen Kohlenstoffgehalte von Klärschlamm und Faulgas und Untersuchung von Abhängigkeiten zu Kläranlagen-Basisdaten, Abwasserwerten und Klärschlammzusammensetzung(Umweltbundesamt, 2022) Lorenz, Gesine D.; Voerkelius, Susanne; Huxol, Stephan; Hydroisotop GmbH (Schweitenkirchen); Deutschland. Umweltbundesamt; Garvens, Hans-JürgenDie Studie untersucht anhand einer begrenzten Anzahl an Proben von Klärschlamm (20) und Faulgas (14) aus kommunalen Kläranlagen die Verteilung von biogenem und fossilem Kohlenstoff und mögliche Abhängigkeiten von Basisdaten der Kläranlagen. Die Bestimmung des biogenen Kohlenstoffanteils der Klärschlämme und Faulgase erfolgt nach Verbrennung zu CO2 über die Bestimmung der Kohlenstoff-14(14C)-Gehalte mit Flüssigszintillationsspektrometrie. Bei den Faulgasen wurde bereits vorhandenes CO2 mit in die Messung einbezogen, da auch dieses aus dem Abbau der organischen Fracht der Abwässer stammt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass Klärschlämme aus kommunalen Anlagen mit untergeordneten gewerblichen Abwässern (<45 %, berechnet als mittlere Auslastung der Einwohnerwerte abzüglich der angeschlossenen Einwohnerzahl) ca. 80 % biogene Kohlenstoffanteile und Faulgase ca. 85 % biogene Kohlenstoffanteile aufweisen. Der fossile Kohlenstoff ist hierbei wahrscheinlich auf schwer abbau-bare synthetische Produkte bzw. fossile Rohstoffe zurückzuführen. Kommunale Abwässer mit hohem gewerblichen Anteil (>/= 45 %) können wesentlich geringere Anteile an biogenem Kohlenstoff aufweisen. Bestimmt wurden Anteile von ca. 28 bis 71 % im Klärschlamm und ca. 11 bis 88 % im Faulgas. Numerische Abhängigkeiten zwischen Parametern des Abwassers, der Klärschlämme, der Kanalisation, oder der Größe und Verfahren der Kläranlagen und dem Anteil an biogenem Kohlenstoff konnten nicht identifiziert werden. Charakterisierungen der Klärschlämme eines Klärwerks für den biogenen Kohlenstoffanteil anhand vorhandener Daten der Kläranlagen sind nur als grobe Unterteilung hinsichtlich starker Indirekteinleitungen (>7= 45 %) insbesondere aus Industrien der Gebiete Chemie, fossile Energieträger u.Ä. sowie untergeordneter Indirekteinleitungen der genannten Industrien möglich. Initiierung und Auftrag der Studie erfolgte durch das Umweltbundesamt Berlin (Deutsche Emissionshandelsstelle). Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Evaluation und Minderung klimarelevanter Gase aus Abfallverbrennungsanlagen(2018) Stöcklein, Frank; Tebert, Christian; Töfge, Kevin; Müller-BBM GmbH, Niederlassung Nürnberg; Institut für Ökologie und Politik; Deutschland. Umweltbundesamt; Gleis, Markus; Bachmann, AnneDas Forschungsvorhaben sollte dazu beitragen, die Datenlage hinsichtlich der Emission von klimarelevanten Gasen wie Lachgas (N2O), Methan (CH4) und fossiles Kohlendioxid bei der Verbrennung von Abfällen in den dafür zugelassenen Anlagen zu verbessern. Darüber hinaus sollten die Zusammenhänge zwischen der Bildung von Lachgas in Abhängigkeit vom Stickstoffgehalt des Abfalls, von der Verbrennungstemperatur und dem Sauerstoffgehalt in der Verbrennung insbesondere bei der Verbrennung von Klärschlämmen untersucht werden. Dazu wurden Messungen an unterschiedlichen Verbrennungsanlagen mit unterschiedlichen Abfällen durchgeführt, um die Bildung und Freisetzung klimaschädlicher Gase zu ermitteln.Veröffentlichung Bewertung konkreter Maßnahmen einer weitergehenden Phosphorrückgewinnung aus relevanten Stoffströmen sowie zum effizienten Phosphoreinsatz(2015) Montag, David Markus; Everding, Wibke; Malms, Susanne; RWTH Aachen. Institut für Siedlungswasserwirtschaft; Institut für Energie- und Umweltforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Roskosch, AndreaSchwerpunkte des Berichts bilden das Einsparpotenzial von Phosphor in Produkten und von phosphathaltigen Produkten sowie die Qualität der Rezyklate und deren Einsatz als Düngemittel in der Landwirtschaft bzw. in der Düngemittelindustrie. Außerdem werden Verfahren zur P-Rückgewinnung identifiziert und bewertet, die Kosten und der Energieaufwand der Verfahren dargestellt sowie mögliche Umstellungen der Kläranlagen in Bezug auf eine erleichterte Phosphorrückgewinnung geprüft. Weitere zentrale Inhalte sind Mengenberechnungen zur Entwicklung der thermischen Klärschlammentsorgung und die Möglichkeit des Landfill Minings sowie die Langzeitlagerung der Klärschlammaschen. Anhand einer Expertenbefragung wurden Aspekte zur Markteinführung der Rezyklate diskutiert. Weiterhin werden bereits durchgeführte Maßnahmen zur Klärschlammentsorgung und P-Rückgewinnung aus dem Ausland dargestellt. Abschließend erfolgt eine Prüfung der rechtlichen Umsetzungsmöglichkeiten, u.a. zur Finanzierung und Subventionierung der P-Rückgewinnung sowie zur Abnahmeverpflichtung der produzierten Rezyklate.Veröffentlichung Arzneimittelrückstände in Rezyklaten der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlämmen(2019) Stenzel, Fabian; Jung, Rolf; Wiesgickl, Sonja; Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT; Wessling GmbH; Deutschland. Umweltbundesamt; Vogel, Ines; Konradi, SabineDerzeit bestehen Datenlücken zu Arzneimittelrückständen in Klärschlämmen und daraus erzeugten Phosphor-Recyclingprodukten (P-Rezyklate). Ziel des Projektes war es, Phosphorrückgewinnungs- und Karbonisierungsanlagen in Deutschland hinsichtlich folgender Arzneimittel Ciprofloxacin, Levofloxacin, Clarithromycin, Carbamazepin, 17-α-Ethinylestradiol, Diclofenac, Cefuroxim, Sulfamethoxazol, 17-β-Estradiol, Metoprolol und Bezafibrat zu untersuchen. Die Studie zeigt klar, dass Phosphor-Rückgewinnungsverfahren die Arzneimittelbelastung in P-Rezyklaten im Vergleich zu den Ausgangsmaterialien wie Klärschlamm signifikant reduzieren. Die Ergebnisse wurden auf einem technischen Workshop diskutiert.Veröffentlichung Sind Biozideinträge in die Umwelt von besorgniserregendem Ausmaß? Empfehlungen des Umweltbundesamtes für eine Vorgehensweise zur Untersuchung der Umweltbelastung durch Biozide(Umweltbundesamt, 2017) Deutschland. Umweltbundesamt. Fachgebiet IV.1.2 - Biozide; Deutschland. UmweltbundesamtÜber 43.000 Biozidprodukte sind derzeit auf dem deutschen Markt gemeldet, unter anderem Mittel zur Desinfektion, zum Holz- und Fassadenschutz, zur Nagetier- und Insektenbekämpfung oder Antifoulings. Alle Biozide wirken bestimmungsgemäß auf Lebewesen und können in die Umwelt gelangen. Obwohl manche Biozide schon in relevanten Konzentrationen in der Umwelt gefunden wurden, sind sie noch immer unzureichend in Monitoringstudien oder Routineüberwachungsprogrammen berücksichtigt. Das UBA hat deshalb Empfehlungen für künftige, konkrete Erhebungen der Umweltbelastung mit Bioziden entwickelt und zusätzlich Listen von priorisierten Biozidwirkstoffen und relevanten Transformationsprodukten generiert. Quelle: https://www.umweltbundesamt.deVeröffentlichung Biogenic and fossil carbon in sewage sludge and digester gas determined by isotope investigation(Umweltbundesamt, 2022) Lorenz, Gesine D.; Voerkelius, Susanne; Huxol, Stephan; Garvens, Hans-Jürgen; Deutschland. UmweltbundesamtSewage sludge and digester gas are used as fuels in various installations including those participating in the European Emissions Trading System (ETS). Monitoring of the emissions from such fuels shall include all carbon dioxide from fossil sources. We analysed the distribution of biogenic and fossil carbon and potential dependencies from available data on the wastewater input characterisation based on a number of samples of sewage sludge (20) and digester gas (14) from a wide variety of municipal wastewater treatment plants (WWTPs) in Germany. The biogenic carbon content of the sewage sludge and digester gas samples were determined by analysing the carbon-14 (14C) content using a liquid scintillation counter (LSC) after combustion to CO2. CO2 already present in the digester gas samples was included in the analysis as this CO2 also originates from the degradation of the contents of sewage. Based on the results, we suggest the input to municipal WWTPs should be characterised by the share of sewage from industry compared to total water input expressed as inhabitants equivalent. The results of the study show that if the share of sewage from industry is below 45%, sewage sludge contains about 76% biogenic carbon while the respective digester gas contains about 83% biogenic carbon. The sewage from municipal WWTPs with higher percentages of industrial wastewater (>/= 45 %) can show significantly smaller proportions of biogenic carbon. Biogenic carbon content of about 28% to 71% were determined in sewage sludge from such wastewater plants, while the respective digester gas contained about 11% to 88% biogenic carbon. The origin of the respective carbon content was not investigated. Sources like cleaning agents and detergents and other persistent synthetic substances among others, were considered as contributors to the fossil carbon in the sewage. Wastewater from industries processing chemicals etc. and fossil fuels in particular, are responsible for higher proportions of fossil carbon in the sewage sludge and digester gas. Wastewater from food processing, paper, gastronomy and the hotel sector all show the same proportion of biogenic carbon as domestic sewage. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Abschätzung zusätzlich aus Abwasser und Klärschlämmen kommunaler und gewerblicher Herkunft extrahierbarer Wertstoffe(Umweltbundesamt, 2022) Sichler, Theresa; Adam, Christian; Ehm, Jan-Hendrik; Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung; RWTH Aachen. Institut für Siedlungswasserwirtschaft; Deutschland. Umweltbundesamt; Roskosch, AndreaDieses Vorhaben beschäftigt sich mit Umsetzungsfragen der 2017 novellierten Klärschlammver ordnung und stellt eine Folgenabschätzung der verschärften Regelungen zur bodenbezogenen Klärschlammverwertung (Dünge- und Abfallrecht) für Nährstoffpotenziale in Klärschlamm und Abwasser vor. Nach Berechnungen aus dem Vorhaben auf Basis detaillierter Einblicke in die Rohdaten der Klärschlammberichte (Qualität und Mengen bodenbezogen verwerteter Klär schlämme) für das Jahr 2016, sind in kommunalen Klärschlämmen rund 54 Mio. kg Phosphor enthalten; dies entspricht rund 57 % des mittleren jährlichen Mineraldüngerabsatzes. Die Frach ten weiterer Nährstoffe wie Stickstoff, Magnesium und Kalium liegen hingegen im Vergleich zum Mineraldüngerabsatz nur im einstelligen Prozentbereich. Damit fallen potenzielle Verluste durch abnehmende bodenbezogene Verwertung im Vergleich zum Anstieg der nach AbfKlärV ab 2029 verpflichtenden Phosphorrückgewinnung (Steigerung um mehr als 240 %) kaum ins Ge wicht. Von der Rückgewinnungspflicht sind Abwasserbehandlungsanlagen ausgenommen, deren Klärschlamm weniger als 20 g P/kg Trockenmasse enthält. Um den Vollzug dieser Regelung zu klären, wurden im Vorhaben die monatlichen Schwankungen des Phosphorgehalts im Klär schlamm von 9 Abwasserbehandlungsanlagen untersucht. Auf Basis der vorliegenden Ergeb nisse wird über ein Jahr eine monatliche Beprobung und Bestimmung empfohlen mit Gültigkeit des 75. Perzentils: Wenn 75 % der Phosphorgehalte unterhalb von 20 g P/kg Trockenmasse lie gen, ist die Unterschreitung der Grenze rechtssicher. In einem Ringversuch an einem Klär schlamm und Eigenuntersuchungen an 15 Klärschlämmen wurden zudem die nach AbfKlärV gleichwertigen Aufschluss- und Messverfahren untersucht. Für die Bestimmung von Phosphor in Klärschlamm wird daraus folgend der Königswasseraufschluss in der Mikrowelle mit Bestim mung an der ICP-OES empfohlen Quelle: Forschungsbericht