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Innerhalb des DWA-Fachausschusses KA-1 "Neuartige Sanitärsysteme hat sich die Arbeitsgruppe KA-1.8 ", F+E-Bedarf im Rahmen des vorliegenden Arbeitsberichts mit dem Bedarf für Forschung und Entwicklung im Bereich Neuartiger Sanitärsysteme (NASS) befasst. Unter NASS werden zwei grundlegende Ansatzpunkte subsummiert, die die Grenzen und Möglichkeiten der "konventionellen Siedlungsentwässerung zu erweitern versprechen. Zum einen wird die Verwertung von Abwasserinhaltsstoffen (Nährstoffe, organische Stoffe etc.) angestrebt, zum anderen soll auf einen aufwendigen und investitionslastigen Transport mittels großer Leitungen möglichst verzichtet werden. Grundgedanke ressourcenorientierter Sanitärsysteme ist die getrennte Erfassung und gezielte Behandlung von Teilströmen. NASS entsprechen derzeit noch nicht den allgemein anerkannten Regeln der Technik. Im Arbeitsbericht werden die bestehenden Defizite und erforderlichen Entwicklungen in den tangierten technischen Bereichen (vor allem Stoffstromerfassung und Separation, Sammlung, Transport und Ableitung sowie Stoffstrombehandlung) identifiziert sowie die relevanten systemübergreifenden Aspekte (zum Beispiel rechtliche Randbedingungen, Treiber und Hemmnisse, Akzeptanz und Bewertung) beleuchtet. Die systematische Zustandsanalyse zeigt, dass erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht. Für die erfolgreiche Einführung von NASS sind unter anderem Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben notwendig. Seitens der Politik sind wirkungsvolle Anreize und Lenkungsinstrumente zu schaffen.

Es wird gezeigt, wie der demografische Wandel Anpassungsmaßnahmen in der Wasserwirtschaft erfordert und genutzt werden kann, Innovationen in der Siedlungswasserwirtschaft einzuführen. Besonders eingegangen wird auf neuartige Sanitärsysteme. Zentrale Systeme werden dezentralen Lösungen gegenübergestellt. Die Themen Finanzierung und Gebührengestaltung sowie Fragen von Betrieb und Organisation werden breit diskutiert. Es wird der Schluss gezogen, dass Deutschland beim Umgang mit den Folgen des demografischen Wandels Vorbild für die Entwicklung in anderen Ländern sein kann und dies auch wirtschaftlich nutzen kann.

Die Bedeutung unterschiedlicher sozio-ökonomischer und ökologischer Einflussfaktoren auf den spezifischen Wasserverbrauch von Haushalten wurde anhand einer detaillierten ökonometrischen Analyse, die etwa die Hälfte aller deutschen Haushalte umfasst, untersucht. Für die Wasserver- und Abwasserentsorgung besitzt die künftige Entwicklung des Wasserverbrauchs auf Grund der damit verbundenen technischen und ökonomischen Konsequenzen große Bedeutung. Aus den Untersuchungen ergeben sich hinsichtlich der zukünftigen sozio-ökonomischen und ökologischen Entwicklungen folgende Konsequenzen für den spezifischen Wasserverbrauch von Haushalten: Die für Deutschland zu erwartenden Entwicklungen bei den Einflussfaktoren Haushaltsgröße, Durchschnittsalter (alternde Bevölkerung auf Grund des demografischen Wandels), Anzahl der Regentage im Sommer (auf Grund der zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels) und Einkommen werden zu einem Anstieg des spezifischen Wasserverbrauchs beitragen. Dem stehen mögliche Auswirkungen durch Veränderungen bei den Wasser- und Abwasserpreisen gegenüber. Hinsichtlich der künftigen Preisentwicklung sind unterschiedliche Einflussfaktoren zu berücksichtigen. Ein stärkerer Anstieg der Wasser- und Abwasserpreise würde dann zu einem Rückgang des spezifischen Wasserverbrauchs führen in Abhängigkeit von der Einkommensstruktur der Region. Für die Gesamtentwicklung des zukünftigen Wasserverbrauchs spielen die Veränderungen bei den Einflussfaktoren auf den spezifischen Wasserverbrauch, die Bevölkerungsentwicklung im Versorgungsgebiet sowie die Entwicklung bei den über das öffentliche Netz ver- und entsorgten Gewerbe- und Industriekunden eine Rolle. Auf Grund der sehr unterschiedlichen regionalen Entwicklungen beispielsweise hinsichtlich des demografischen Wandels oder der globalen Klimaveränderungen, aber auch hinsichtlich der zu erwartenden Preisveränderungen oder der Entwicklungen im Bereich Industrie und Gewerbe sind umfassende Analysen auf regionaler Ebene unter Berücksichtigung aller relevanter Randbedingungen weiterhin notwendig

Hintergrund und Ziel Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entstehen in großen Mengen bei unvollständiger Verbrennung aus praktisch allen organischen Stoffen, z. B. bei Waldbränden, durch Hausfeuerungen, in Verbrennungsmotoren und beim Grillen oder Rauchen. PAK werden überwiegend über den Luftpfad verbreitet, nachdem in der Vergangenheit ihre Nutzung in Produkten stark eingeschränkt oder vollständig verboten wurde. Im Zusammenhang mit der Wasserrahmenrichtlinie werden die Einzelstoffe Anthracen, Fluoranthen und Naphthalin sowie die PAK als Stoffgruppe in der Liste der prioritären Stoffe aufgeführt. Hintergrund der Arbeit ist eine erste Zusammenstellung der PAK-Einträge in Gewässer und in diesem Zusammenhang die Erhebung aller Daten und Informationen zu der Gesamtberechnung in Deutschland. Material und Methoden Im Rahmen von verschiedenen, durch das Umweltbundesamt geförderten Forschungsvorhaben wurden durch das Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung aktuelle Daten zu PAK-Einträgen in Gewässer erhoben. Auf Basis der erhobenen Daten wurde unter Einsatz des Modells MONERIS eine erste Abschätzung der Relevanz der verschiedenen Quellen durchgeführt. Ergebnisse PAK gelangen durch die atmosphärische Deposition nicht nur direkt über Wasseroberflächen, sondern auch indirekt durch den Oberflächenabfluss über andere Pfade (z.?B. über den Niederschlagsabfluss von urbanen Flächen, Kläranlagen, Erosion) in erheblichem Umfang in Gewässer. Diskussion Obwohl bei einigen der betrachteten Pfade noch ergänzender Forschungsbedarf besteht, ergibt sich bei der Gesamtbetrachtung eine deutliche Relevanzverteilung. Schlussfolgerungen Die weitere Entwicklung der PAK-Einträge in Gewässer wird wesentlich davon abhängen, inwieweit im Bereich atmosphärischer PAK-Emissionen Maßnahmen zur Emissionsminderung umgesetzt werden. Zusätzlicher Forschungsbedarf besteht vor allem hinsichtlich der Emissionen durch PAK-Belastungen in Produkten, durch Binnenschifffahrt und Sportboote sowie durch den Pfad "Erosion". Empfehlungen und Perspektiven Bei der als "prioritär gefährlich" eingestuften PAK-Stoffgruppe sind entsprechend WRRL langfristig alle Einleitungen, Emissionen und Verluste zu beenden oder schrittweise einzustellen. Bis 2015 sind für alle prioritären Stoffe Qualitätsnormen (UQN) einzuhalten. Derzeit werden für viele PAK einschließlich Benzo(a)pyren die Zielvorgaben für Gewässer nur teilweise eingehalten. Emissionsminderungsmaßnahmen für PAK sind in unterschiedlichen Bereichen notwendig, vor allem jedoch im Bereich der diffusen atmosphärischen Einträge. Schlüsselwörter Atmosphärische Deposition - Hausbrand · Holzfeuerungsanlagen - MONERIS - PAK - Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe - Prioritäre Stoffe - Stoffeinträge in Gewässer - Wasserrahmenrichtlinie · WRRL

Im Zuge des demografischen Wandels und in schwer zugänglichen Regionen haben sich Kleinkläranlagen zu einer guten technischen Alternative zum öffentlichen Kanalsystem entwickelt. Trotz ausgereiften Miniklärwerken mit Membrantechnik und umfassender Automatisierung verbleibt ein Wartungsaufwand und somit eine potenzielle Fehlerquelle in den Händen des privaten Nutzers. Der Frage, inwieweit sich diese durch Contracting eliminieren lässt, geht jetzt ein aktuelles Forschungsprojekt nach.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts "Wirkungen des globalen Wandels auf den Wasserkreislauf im Elbegebie" (GLOWA Elbe) hat sich gezeigt, dass sowohl Kleinkläranlagen als auch Regenwasserversickerung und Flächenentsiegelung als dezentrale Ansätze für Abwasserentsorgung und Regenwassermanagement einen nennenswerten Beitrag zur Reduktion abwasserbedingter Nährstoffeinträge in die Gewässer des Elbegebiets leisten können. Allerdings ist der sinnvolle Einsatz dieser Maßnahmen an gewisse demographische und geologische Voraussetzungen geknüpft. Wo innerhalb des deutschen Elbegebiets der Einsatz der dezentralen Verfahren am wahrscheinlichsten ist, haben wir mittels eines numerischen Modells anhand von geographisch differenzierten Daten zur Entwicklung von Bevölkerung, Siedlungsflächen und versiegelten Flächen von heute bis zum Jahr 2020 in verschiedenen Szenarien ermittelt. Es zeigt sich, dass unter bestimmten Bedingungen große Teile Brandenburgs sowie der südliche Teil Mecklenburg-Vorpommerns Kerngebiete für den Übergang zu einer stärker dezentralen Abwasserwirtschaft werden können.

Der Wassereinsatz von Industriebranchen kann über die wirtschaftliche Aktivität und einen spezifischen Wasserintensitätsfaktor, der branchenspezifisch die technische Entwicklung sowie strukturelle Veränderungen abbildet, erfasst werden. Für die hinsichtlich des Wassereinsatzes wichtigsten Branchen wurde anhand der Vergangenheitsentwicklung dieser Intensitätsfaktor ermittelt. Um Aussagen über die künftige Entwicklung des Wassereinsatzes in der Industrie treffen zu können, wurden die relevanten technischen Entwicklungslinien identifiziert, Patentrecherchen durchgeführt und Umwelterklärungen ausgewertet. Im Rahmen einer Umfeldanalyse wurden zusätzlich Unternehmen befragt, und es wurden rechtliche, ökonomische und organisatorische Randbedingungen untersucht. Anhand der Ergebnisse konnten Aussagen über die zu erwartende Entwicklung des spezifischen Wasserintensitätsfaktors getroffen werden.

Die deutsche Wasserwirtschaft sieht sich mittelfristig mit dein Klimawandel und den bevorstehenden demographischen Veränderungen bedeutenden Herausforderungen gegenüber In einer Umfrage hat das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung in Abstimmung mit der DWA die derzeitige technische Ausgestaltung der Abwasserinfrastruktur im deutschen Teil des Elbgebietes untersucht und ist der Frage nachgegangen, inwieweit sich diese absehbaren Veränderungen bereits in technischen Anpassungen seitens der Abwasserentsorger niederschlagen. Es zeigt sich, dass die realisierten oder beabsichtigten Anpassungen bei Kapazität und eingesetzten Techniken sich hauptsächlich an rechtlichen Rahmenbedingungen und Kostensenkungspotenzialen orientieren. Besonderer Handlungsbedarf besteht im Bereich der Kleinkläranlagen, bei denen mehr als die Hälfte nicht dem Stand der Technik entsprechen. Nach den Angaben der Entsorger soll die Hälfte der dezentralen Abwasseranlagen durch einen Anschluss an die zentrale Infrastruktur ersetzt werden. Bei der Abwasserableitung sehen 42 Prozent der Befragten derzeit oder zukünftig Engpässe in der Kanalisation, bei 27 Prozent der Befragten erfolgen bereits Maßnahmen zur Flächenabkopplung vom Kanal, bei weiteren 9 Prozent sind Maßnahmen geplant.

Kompenenten der konventionellen Wasserinfrastruktursysteme haben sehr lange Nutzungsdauern von teilweise 50 Jahren. Unter welchen Rahmenbedingungen werden diese Systeme in den kommenden Jahrzehnten betrieben? Einschneidende Veränderungen sind bereits zu erkennen: der Klimawandel bringt Veränderungen bei den Niederschlagsmengen und bei der Niederschlagsverteilung mit sich, der demographische Wandel wird zu deutlichen Veränderungen bei den Nutzerzahlen der Systeme führen, und neue ökologische Anforderungen beispielsweise hinsichtlich der Regenwasserbewirtschaftung oder auch der Elimination zusätzlicher Schadstoffe sind absehbar.

In this paper we econometrically analyze the impact of several economic, environmental and social determinants for the average per capita demand for water and sewage in about 600 water supply areas in Germany. Besides prices, income and household size, we also consider the effects of population age, the share of wells, and rainfall and temperature during the summer months on water demand. We also attempt to explain regional differences in per capita residential water consumption, which is currently about 30 % lower in the new federal states than in the old states. Our estimate for the price elasticity of -0.229 suggests that the response of residential water demand in Germany is rather inelastic, but no significant difference could be found between both regions. In contrast, the income elasticity in the new states is found to be 0.685 which is more than double that of the old states. Differences in prices and income alone explain the largest part of the current gap in residential water use between the two regions. Our results further suggest that household size, the share of wells and summer rainfall have a negative impact on water demand. In contrast, higher age appears to be associated with higher water use. We also find (weak) evidence for an impact of rainfall but not of temperature on residential water use. Our findings imply that future research should include analyses of household- level data to further explore the effects of socio-economic determinants, and analyses of panel data to adequately study the effects of climate change on residential water use.

Kompenenten der konventionellen Wasserinfrastruktursysteme haben sehr lange Nutzungsdauern von teilweise 50 Jahren. Unter welchen Rahmenbedingungen werden diese Systeme in den kommenden Jahrzehnten betrieben? Einschneidende Veränderungen sind bereits zu erkennen: der Klimawandel bringt Veränderungen bei den Niederschlagsmengen und bei der Niederschlagsverteilung mit sich, der demographische Wandel wird zu deutlichen Veränderungen bei den Nutzerzahlen der Systeme führen, und neue ökologische Anforderungen beispielsweise hinsichtlich der Regenwasserbewirtschaftung oder auch der Elimination zusätzlicher Schadstoffe sind absehbar.

Die mit einer zentralen Enthärtung von Trinkwasser verbundenen ökologischen und ökonomischen Vor- und Nachteile wurden systematisch untersucht und bewertet. Im Mittelpunkt stand dabei die Frage, ob eine zentrale Enthärtung von Trinkwässern mit vergleichsweise hoher Härte sinnvoll ist. Dabei ergab eine Bewertung aus ökologischer Sicht, dass durch eine zentrale Enthärtung unter den untersuchten Randbedingungen deutliche Vorteile durch Verminderung ökotoxikologisch relevanter Emissionen resultieren. Eine zentrale Enthärtung bedingt einen höheren Aufwand bei der Wasseraufbereitung, meist verbunden mit einer entsprechenden Anhebung des Wasserpreises. Demgegenüber ergeben sich aus ökonomischer Sicht deutliche Kosteneinsparungen bei der Verwendung von weicherem Wasser im Haushalt.

Der Wasserverbrauch im produzierenden Gewerbe in Deutschland ist deutlich zurückgegangen (seit 1991 bis 2001 um ca. 18%). Die höchsten Minderungen ergaben sich dabei in den Branchen Energieversorgung, Kohlenbergbau, Chemische Industrie und Metallerzeugung, außerdem auch im Bereich der Land- und Forstwirtschaft. Gleichzeitig erhöhte sich der Anteil des weitergehend behandelten Abwassers von 47% in 1991 auf 89% in 2001. Insbesondere durch die verbesserte Abwasserbehandlung und den stattgefundenen Strukturwandel wurden die durch die industriellen Abwässer in die Gewässer eingeleiteten Schadstofffrachten erheblich reduziert: Bspw. wurden die Schwermetallfrachten der industriellen Direkteinleiter in Gesamtdeutschland im Zeitraum 1985 bis 2000 um ca 90% reduziert. Entsprechend den Anforderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie müssen zukünftig verstärkt die Gewässerbelastungen durch die prioritären Stoffe untersucht und verringert werden.

Die Nutzung von Trinkwasser in Versorgungsgebieten mit einem hohen Härtegrad ist für die Verbraucher mit zusätzlichem Aufwand für den Einsatz von Waschmitteln oder Energie sowie für das Reinigen oder den vorzeitigen Ersatz von Geräten, Armaturen oder Leitungen verbunden. Zentrale Enthärtungsanlagen bieten sowohl unter ökologischen als auch ökonomischen Gesichtspunkten deutliche Vorteile, kommen bisher aber nur vereinzelt zum Einsatz. Eine systematische Untersuchung der Vor- und Nachteile einer zentralen Enthärtung in Eichstetten, einer kleinen Gemeinde in Süddeutschland zeigt, dass dort eine zentrale Enthärtung sowohl aus ökonomischer als auch ökologischer Sicht sinnvoll wäre. Eine Umfrage zur Zahlungsbereitschaft für weicheres Wasser ergibt jedoch lediglich einen Betrag in Höhe von durchschnittlich ca. 3 % der Wasserbezugskosten, wodurch sich die Kosten einer zentralen Enthärtung unter den gegebenen Randbedingungen nicht decken ließen. Mit Hilfe eines ökonometrisch geschätzten Tobit-Modells wird explizit untersucht, welchen Einfluss sozioökonomische und technische Faktoren auf die Höhe der Zahlungsbereitschaft für weicheres Wasser in Eichstetten ausüben. Demnach spielen eher Qualitäts- und Gesundheitsaspekte, das ökologische Bewusstsein sowie der Wohlstand der Befragten eine Rolle. Einsparung von Kosten, die infolge von Rohrschäden entstehen könnten, oder ein geringerer Aufwand beim Reinigen von Geräten oder Armaturen erwiesen sich hingegen nicht als statistisch signifikant.

Die Kosten und Wirkungen (Kosten-Wirksamkeit) unterschiedlicher Maßnahmen sind ein entscheidendes Kriterium für deren Auswahl im Rahmen eines Flussgebietsmanagements. Die Ergebnisse der hier beschriebenen Untersuchungen zeigen, dass im Bereich der Regenwasserbehandlung und -bewirtschaftung effiziente Maßnahmen zur Verfügung stehen, um beispielsweise die Einträge von Schwermetallen in die Gewässer zu verringern. Bei den Kosten-Wirksamkeiten ergeben sich häufig erhebliche Bandbreiten aufgrund von Unsicherheiten bei der Quantifizierung, aber auch in Abhängigkeit von den jeweiligen Randbedingungen. Eine Prioritätensetzung ist daher nur unter Einbeziehung dieser Randbedingungen möglich, die für ein konkretes Flussgebiet möglichst genau ermittelt und berücksichtigt werden müssen. Nachstehend werden die Vorgehensweise bei der Abschätzung der Kosten-Wirksamkeit von Maßnahmen der Regenwasserbehandlung und -bewirtschaftung erläutert und für die Gesamtsituation in Deutschland Ergebnisse dargestellt. Die Ergebnisse können als Grundlage für konkrete Anwendungen im Rahmen eines Flussgebietsmanagements dienen.

Die Versorgung mit hartem Wasser hat für den Verbraucher Nachteile: Kalkablagerungen verursachen einen erhöhten Reinigungsaufwand und einen höheren Energieaufwand für die Warmwasserbereitstellung. Hartes Wasser kann außerdem den Waschmittelverbrauch und die Schwermetall-Emissionen aus den Trinkwasserinstallationen erhöhen. Eine Enthärtung des Trinkwassers, ob zentral im Wasserwerk oder dezentral im Haushalt, ist allerdings aufwändig. Ziel dieser Untersuchung war es, die mit einer Enthärtung verbundenen ökologischen und ökonomischen Vor- und Nachteile systematisch zu untersuchen. Im Mittelpunkt stand dabei die Frage, ob eine zentrale Enthärtung von Trinkwasser hoher Härte sinnvoll ist oder nicht. Die Ergebnisse der ökologischen Bewertung ergaben für eine Enthärtung unter den untersuchten Randbedingungen deutliche Vorteile. Die ökonomischen Analysen zeigen, dass für die Haushalte insgesamt Einsparungen zu erwarten sind.

Privatisierung und Liberalisierung stehen in einem engen Zusammenhang zueinander. Die derzeit diskutierte Aufhebung der Gebietsmonopole bei der Wasserversorgung, d.h. ein Wettbewerb nicht nur um Versorgungsgebiete sondern in den Versorgungsgebieten, d.h. um die einzelnen Verbraucher, wird von mir sehr kritisch bewertet. Bei Einleitung unterschiedlicher Trinkwässer in vorhandener Netze sind erhebliche trinkwasserhygienische Probleme zu erwarten. Dies gilt natürlich ebenso für die Durchleitung von Trinkwässern durch die Netze. Dadurch entstehen Überwachungs- und Haftungsprobleme, die derzeit noch nicht abzuschätzen sind. Teil I der Broschüre enthält eine umfassende Darstellung der Umweltaspekte, die bei privatrechtlichen und öffentlich-rechtlichen Organisationsformen von Bedeutung sind. Damit soll nicht nur der Einstieg in das Thema erleichtert sondern auch eine Entscheidungshilfe an die Hand gegeben werden, falls eine Übertragung der Wasserver- oder Abwasserentsorgung auf einen privaten beabsichtigt ist. In Teil 2 der Broschüre finden sich die Positionen von aktiv Betroffenen, die aus der eigenen Erfahrung zu diesem Themenbereich Stellung nehmen.

Mit der Wasserrahmenrichtlinie (2000/60/EG) wurde ein neues Instrument geschaffen, das u.a. die Überwachung und Reduktion der Einleitung gefährlicher Stoffe aus Punktquellen und diffusen Quellen entsprechend der Richtlinie 76/464/EWG ersetzt, harmonisiert und weiterentwickelt. In Artikel 16 der Wasserrahmenrichtlinie sind "Strategien gegen die Wasserverschmutzung" festgelegt, die spezifische Maßnahmen gegen die Gewässerverschmutzung durch einzelne Schadstoffe und Schadstoffgruppen verlangen, die ein erhebliches Risiko für die aquatische Umwelt und durch die aquatische Umwelt (z.B. durch Trinkwasserentnahme) darstellen. Für diese prioritären Stoffe sind gemeinschaftsweite Qualitätsnormen und Emissionskontrollen festzulegen. Entsprechend der Vorgabe in Artikel 16 der Wasserrahmenrichtlinie wurde in der Entscheidung des Europäischen Parlaments und des Rates vom November 2001 eine Liste von 33 prioritären Stoffen festgelegt. Sie unterscheidet in 11 prioritäre gefährliche Stoffe, 14 Stoffe zur Überprüfung der Identifizierung als "prioritäre gefährliche Stoffe" und 8 prioritäre Stoffe. Für die zu überprüfenden Stoffe hat die Kommission der EU spätestens 12 Monate nach Verabschiedung der Liste einen Vorschlag zur endgültigen Einstufung (prioritär gefährlich oder prioritär) zu unterbreiten. Für die prioritär gefährlichen Stoffe sollen die geplanten Maßnahmen auf die Beendigung oder schrittweise Einstellung von Einleitungen, Emissionen und Verlusten in die Gewässer innerhalb von 20 Jahren, bei den prioritären Stoffen auf eine schrittweise Reduzierung der Einträge abzielen. In diesem Vorhaben wurden für die 33 Stoffe bzw. Stoffgruppen die verfügbaren Daten für die Bundesrepublik Deutschland aufgearbeitet und nach einem einheitlichen Raster in diesem Bericht dargestellt. Das Raster umfaßt folgende Punkte: Nomenklatur und Stoffeigenschaften, Monitoring-Ergebnisse, Produktion und Verwendung dieser Stoffe, stoffspezifische Regelungen, Emissionspfade und Handlungsmöglichkeiten zur Minderung der Einträge in die Gewässer. Basisjahr für die Darstellung ist das Jahr 2000, sofern hierfür entsprechende Informationen vorlagen. Teilweise mußte auch auf ältere Daten zurückgegriffen werden.

According to international agreements, encouraging all partners to diminish the emission of priority pollutants into North- and Baltic Sea significantly within a time period of 1985 to 2000, the aim of this project was to quantify the changes in the emission situation for both heavy metals and lindane within the mentioned period. To reach this aim the total emissions of heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) and the pesticide lindane ( y-HCH) into the German river systems were quantified for the periods of 1983-1985, 1993-1995 and 1999/2000. For the quantification of the emissions via point sources a nation-wide survey on heavy metal data of municipal wastewater treatment plants and industrial direct discharges was carried out. The input via diffuse pathways was calculated using an adapted version of the model MONERIS. This model accounts for the significant transport processes, and it includes a Geographical Information System (GIS) that provides digital maps as well as extensive statistical information. For a comparison of the calculated heavy metal emission with the measured heavy metal load at monitoring stations the losses of heavy metals due to retention processes within the river systems have to be considered. Therefore heavy metal retention was calculated according to the retention function given by Vink/Behrendt (2002). For the large river basins a good correspondence could be found between estimated and measured heavy metal loads in rivers. The total emission into the German river basins decreased for each metal during the period of 1985 to 2000. The reduction varies between 36 and 85 % mainly caused by the decline of emissions via point sources. Today's emissions of heavy metals into river basins of Germany are dominated by the input via diffuse pathways. The most important diffuse pathways are paved urban areas (Cd, Cu, Hg, Pb, Zn), erosion (Pb, Cr) and groundwater (As, Ni). Since the application of the pesticide lindane is illegal today a reduction of lindane input of 67 % was achieved for Germany within the period of 1985 - 1999/2000. Nevertheless there are significant emissions of lindane via diffuse pathways into German river systems due to the persistence of lindane in the environment.

Unsere heutige Gewässerlandschaften zeigen überwiegend mangelhafte Gewässerstrukturen. Deren Verbesserung ist ein entscheidender Baustein, um die von der EU-Wasserrahmenrichtlinie vorgegebenen Qualitätsziele für Oberflächengewässer erreichen zu können. Für die Auswahl effizienter Renaturierungsmaßnahmen besitzt deren Kosten-Wirksamkeit zentrale Bedeutung. Die hier vorgestellten Analysen zeigen deutliche Vorteile der Maßnahmenkombinationen, welche die Eigendynamik von Gewässern unterstützen. Im Rahmen des Informationssystems "ISAR" sind die Untersuchungsergebnisse auch über das Internet verfügbar.

Für eine flächendeckende Gesamtdarstellung des Umweltzustandes in Deutschland sollten die auf Bundesebene verfügbaren Informationsbausteine in einem Dokumentationssystem bereitgestellt werden. Der im Lauf der Bearbeitung erweiterte und modifizierte Themenkatalog umfasste ca. 150 Positionen. Die Ordnung dieses Themenkataloges ist an den Pressure-State-Response-Ansatz angelehnt. Zur Ermöglichung von Trendaussagen sollte dort, wo möglich und sinnvoll, ein Darstellungszeitraum von mindestens zehn Jahren von 1990 bis 2000 gewählt werden. Da die verfügbaren empirischen Zeitreihen meist nicht weiter als bis zum Jahr 1998 reichten, waren darauf aufbauende Projektionen der mittelfristigen Entwicklung über einen Zeitraum von zwei Jahren oder mehr erforderlich. In zwei ausgewählten Themenbereichen waren auch über das Jahr 2000 hinausgehende Szenarien zu erstellen, nämlich Szenarien der Emissionen von Treibhausgasen und Vorläufersubstanzen sowie Szenarien für den Bereich Verkehr und verkehrsbedingte Umweltbelastungen bis zum Jahr 2020. Basis für die Dokumentenverwaltung ist die im Umweltbundesamt entwickelte Datenbank, Grundbestand an Berichtsdaten (kurz: \'84DB Grunddaten"), die für die Zwecke von Umwelt Deutschland and auszubauen And zu befüllen war.

Die Entwicklung neuer, nachhaltiger Konzepte und Techniken für den Umgang mit Wasser im häuslichen Bereich mit dem Ziel einer weitgehenden Trennung der verschiedenen Abwasserteilströme ist derzeit das Ziel unterschiedlicher Untersuchungen im nationalen wie im internationalen Raum. Eine umfassende ökologische Bewertung dieser neuen sowie der konventionellen Konzepte ist allerdings schwierig und steht bislang noch aus. Anhand eines konkreten, gerade fertiggestellten Wohn- und Bürogebäudes werden die ökologisch bedeutsamen Energie- und Stoffströme beim Bau und Betrieb eines beispielhaft ausgewählten, traditionellen Abwassersystem und verschiedener alternativer Systemvarianten nach der Ökobilanzmethode untersucht, ausgewertet und miteinander verglichen. Bei den wassergebundenen Umweltkategorien trägt der Betrieb der untersuchten Abwasserkonzepte in bedeutendem Umfang zum einwohnerspezifischen Gesamtpotential in Deutschland bei. Das bilanzierte konventionelle Abwassersystem scheidet hierbei deutlich schlechter ab als die alternativen Varianten. Dagegen ist bei den energetischen Ressourcen und den luftgebundenen Emissionen der Anteil der Abwasserentsorgung am einwohnerbezogenen Gesamtpotential in Deutschland niedrig, und die Unterschiede zwischen den verschiedenen Systemen sind deutlich geringer. Die Bauphase trägt nur in diesen Kategorien in gewissem Maße zu den Äquivalenzfrachten bei.

Die vorhandenen ökologischen Defizite von Fließgewässern sind das Ergebnis unterschiedlicher Einflüsse (stofflich, hydrologisch/hydraulisch, morphologisch). Um längerfristig einen nachhaltigen und finanzierbaren Gewässerschutz in Deutschland realisieren zu können, ist eine effiziente und integrierte Vorgehensweise unbedingt erforderlich. Für den Bereich der mangelhaften Gewässerstrukturen wird beispielhaft eine Methode zur Ableitung der Effizienz von Maßnahmen zur Gewässerstrukturverbesserung unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten erarbeitet und erprobt. Eine Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die zur Quantifizierung der Wirkungen auf die anerkannte Strukturgüteklassifizierung der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser zurückgreift, stellt aus Sicht der Autoren das geeignete Bewertungskriterium das. Die Wirksamkeitsbewertung erfolgt ausgehend vom Gewässertyp praxisnah für ausgewählte Maßnahmenbündel auf Basis eines Szenarioansatzes. Diejenigen Maßnahmen, die verstärkt auf die eigendynamische Selbstentwicklung der Gewässer setzten, zeigen in Relation zu den erfolgreichen Kosten besonders große Wirkung.

Für die Branchen Papiererzeugung, Textilveredlung und Ledererzeugung wurden im Rahmen einer flächendeckenden Befragung Daten zur Abwassersituation, zu den eingesetzten Abwasserreinigungsverfahren und zu den spezifischen Abwassermengen in Deutschland erhoben. Diese Werte dienten der Überprüfung von Standardwerten, die in der EU Anwendung bei der Bewertung chemischer Stoffe finden. Berechnet als 10 Perzentilwerte betragen die Volumenströme der industriellen Kläranlagen der Direkteinleiter aller drei Branchen zum Teil nur ein Viertel des EU-Standardwerts von 2.000 m(exp 3)/d. Dieser Wert bezieht sich auf eine standardisierte Kläranlage in der EU, an die 10.000 Einwohner mit 200 l/d Abwasser angeschlossen sein sollen. Bei den Auswertungen für die gesamten Branchen liegen die Vorfluter-Verdünnungsfaktoren bei 20-70 % des EU-Standardwertes, mit Ausnahme der vollgerbenden Lederbetriebe, diese erreichen den Standard-Vorfluter-Verdünnungsfaktor von 10. Der Standardwert für den EU-Volumenstrom für Kläranlagen wird bei den Indirekteinleitern in allen Branchen überschritten.

Die Entwicklung neuer, nachhaltiger Konzepte und Techniken für den Umgang mit Wasser im häuslichen Bereich ist derzeit das Ziel unterschiedlicher Untersuchungen im nationalen wie im internationalen Raum. Anhand eines neu errichteten Wohn- und Bürogebäudes werden die ökologisch bedeutsamen abwasserspezifischen Stoffströme eines traditionellen Abwassersystems und verschiedener alternativer Systemvarianten untersucht und miteinander verglichen. Am Beispiel ausgewählter Stoffflüsse wird exemplarisch dargestellt, wie durch die Einführung alternativer Sanitärkonzepte die Verteilung der abwasserspezifischen Stoffe auf die Umweltkompartimente Wasser und Boden in erheblichem Maße beeinflußt werden kann. Die hier untersuchten wassergebundenen Stoffströme aus dem privaten Bereich tragen wesentlich zu den einwohnerspezifischen Gesamtmengen in Deutschland bei. Dabei zeigen die Ergebnisse, daß beim Wasserverbrauch und bei den Emissionen der ausgewählten Abwasserinhaltstoffe in die Oberflächengewässer das bilanzierte konventionelle Abwassersystem deutlich schlechter abschneidet als die alternativen Varianten.

Für die Branchen Papiererzeugung, Textilveredelung und Ledererzeugung wurden vom Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung im Rahmen einer flächendeckenden Befragung Daten zur Abwassersituation, zu den eingesetzten Abwasserreinigungsverfahren und zu den spezifischen Abwassermengen erhoben. Diese Werte dienten der Überprüfung von Standardwerten, die in der EU-Anwendung bei der Bewertung chemischer Stoffe finden. Außerdem wurde der Einsatz verschiedener prozeßintegrierter Techniken zur Verringerung der Abwasseremissionen mit abgefragt. Durch die sorgfältige Vorbereitung der Fragebögen, die Unterstützung der Verbände und durch konsequente Nachfragen wird ein Rücklauf von 60-70 % erreicht. Aufgrund dieser hohen Rücklaufquote können die erhaltenen Ergebnisse als repräsentativ für die einzelnen Branchen angesehen werden.

Über mehr als zwei Jahre wurden im Klärwerk Darmstadt-Eberstadt detaillierte Untersuchungen zu dem dort erstmals in Deutschland eingesetzten erweiterten Phostrip-Verfahren durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind Grundlage für einen Vergleich dieses Verfahrens mit anderen P-Eliminationsverfahren (chemische Fällung, Hauptstromverfahren mit und ohne unterstützende Fällung), der die besonderen Vorteile des Verfahrens deutlich macht. Die wichtigsten Eigenschaften des erweiterten Phostrip-Verfahrens sind dabei die hohen Reinigungsleistung, die hohe Prozeßstabilität aufgrund der weitgehenden Abkoppelung der P-Rücklösung vom Hauptstrom und der Möglichkeit einer Schlammzwischenspeicherung im Nebenstrom, die gute Regelbarkeit des Prozesses sowie die verfahrensintegrierten Möglichkeiten zur Elimination der P-Rückbelastungen aus den Schlammwässern. Außerdem bestehen bessere Verwertungsmöglichkeiten für den im Nebenstrom getrennt anfallenden Fällschlamm.

Im Rahmen eines Verbundsforschungsvorhabens wurde im Klärwerk Darmstadt-Eberstadt das in Deutschland erstmals eingesetzte erweiterte Phostrip-Verfahren detailliert untersucht. Bei diesem Verfahren bestehen durch den zusätzlich vorhandenen Nebenstrom mehr Möglichkeiten zur Beeinflussung der biologischen Prozesse sowohl bei der P- als auch bei der N-Elimination. Die Ergebnisse der Untersuchungen und deren Umsetzung innerhalb eines optimierten Betriebskonzepts ergaben einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Prozeßstabilität. Durch den Nebenstrom stehen grundsätzlich verschiedenen zusätzliche Steuerungselemente für den Betrieb einen Klärwerks zur Verfügung, aufgrund derer das Verfahren besonders geeignet erscheint für Anlagen mit großen Schwankungen bei den aufzunehmenden Abwassermengen und/oder bei den Zulauffrachten sowie bei der Gefahr toxischer Stöße. Außerdem bieten sich verfahrensintegrierte Möglichkeiten zur Verringerung der P-Rückbelastung aus dem Bereich der Schlammbehandlung an so wie eine Verwertung des getrennt anfallenden P-Fällschlamms. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden zwischenzeitlich durch die Ergebnisse des Zentralklärwerks Darmstadt (Inbetriebnahme des Nebenstroms im November 1997) bestätigt. Within the framework of a group research project, detailed studies into the extended Phostrip process werde undertaken at the Darmstadt-Eberstadt sewage treatment plant, the first plant in Germany where this process is used. The additional secondary flow that is produced in this process opens up more possibilities to influence the biological processes of both phosphorus and nitrogen removal. The outcomes of the study and their application within the framework of an optimized operational concept have led toa high efficiency and high process stability. Thanks to the secondary flow, different additional control elements for the operation of the sewage treatment plant are available, and so öthis process seems to be particularly suitable for plants with major flu ctuations in sewage flow and/or inlet loadings, and where there is a risk of toxic surges. In addition, other possibilities of reducing the P return load from the sludge treatment section can be integrated into the process, and the P precipitation sludge, which occurs sepertely, can be put other uses. Meanwhile the outcomes of these studies were confirmed by the results achieved at the central sewage treatment plant in Darmstadt (start-up of secondary flow in November 1997.