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Abschätzung der Einträge von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen in deutsche Gewässer

Aktuelle Datengrundlage
Deposition of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface waters - state of knowledge
 
: Götz, T.; Hillenbrand, T.; Marscheider-Weidemann, F.; Fuchs, S.; Scherer, U.

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Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung : UWSF. Zeitschrift für Umweltchemie und Ökotoxikologie 21 (2009), Nr.5, S.433-442
ISSN: 0934-3504
ISSN: 1865-5084
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer ISI ()
atmospheric deposition; MONERIS; PAHs; polycyclic aromatic hydrocarbon; priority substance; residential heating; substance input into surface water; water framework directive; WFD; wood firing plant; wood pellet heating appliance

Abstract
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

 

Background, aim, and scope Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) result from incomplete combustion of almost every organic materials, e. g. due to forest fires, residential heating, combustion engines, grilling, or smoking. PAH are predominantly distributed over the air-path. Their usage in products (e.?g. moth-balls) has been limited strictly or completely forbidden in the past. In the context of the EU Water Framework Directive (WFD), the single substances anthracene, fluoranthene and naphthalene, as well as PAHs as group of substances, are listed as "priority" substances. Background of this work is a first compilation of sources of PAH emissions, and in this context, the collection of all relevant data and information to calculate the total emissions into surface waters in Germany.
Materials and methods Within the scope of diverse research projects, funded by the German Environmental Agency, the available data material concerning PAH input in surface waters has been analyzed by the Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research. On the basis of the collected data, a first evaluation of relevance of the different sources has been conducted using the model MONERIS.
Results As a result of the atmospheric deposition, PAHs enter, to a large extent, surface waters directly or indirectly through surface runoff (e.g. urban areas, wastewater treatment plants, erosion).
Discussion Although there is still additional research need for some of the covered PAH sources, a noticeable distribution pattern of relevance emerges.
Conclusions The scenarios, based on the currently known sources, show that the implementation or the neglect of emission reduction measures in the field of diffuse air-borne PAHs are crucial for the further development of the deposition of PAHs in surface waters. More far-reaching studies are necessary, e.g. concerning emissions from inland navigation/motor boats, the inhomogeneous source "products", or the path "erosion".
Recommendations and perspectives According to the EU-WFD, all depositions, emissions and losses of "priority hazardous" classified substances, such as the group of PAHs, have to be stopped or gradually finished in the long term. Until the year 2015, environmental quality standards (EQS) have to be met for all "priority substances". Presently, the EQS often are not completely fulfilled for many substances of the PAH group, including benzo(a)pyrene. Reduction measures are necessary within diverse areas, especially concerning diffuse atmospheric emissions (e.g. "residential heating").

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-110264.html