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PFC im Wasser

Bild einer Kläranlage

Besonders hohe Belastungen mit Perfluorierten Verbindungen (PFC) sind in NRW erstmalig im Jahr 2006 in Einzugsgebieten von Möhne und Ruhr festgestellt worden. Die Stoffe waren im Hochsauerland aufgrund krimineller Abfallverbringungen, als „Biodünger“ getarnt, über landwirtschaftliche Nutzflächen in die Schutzgüter Boden, Grundwasser, Oberflächengewässer und nicht zuletzt auch in das Trinkwasser gelangt.

Landesweite PFC-Untersuchungen wurden darauf hin in Oberflächengewässern, im Trinkwasser sowie in Abwassereinleitungen aus kommunalen Kläranlagen und industriellen Direkteinleitungen veranlasst.

Oberflächengewässer

Routinemäßige PFC-Untersuchungen der Oberflächengewässer in NRW wurden nach Bekanntwerden der besonderen Belastungen im Frühjahr 2006 als erstes im Einflussbereich der mit Abfallgemischen der Firma GW Umwelt beaufschlagten Flächen gestartet.

  • Am stärksten davon betroffen waren die Ruhr, insbesondere das obere Ruhr- und Möhneeinzugsgebiet, sowie Zuflüsse zur Lippe. In diesen Bereichen wurde seither ein intensives Gewässermonitoring an strategisch ausgewählten Messstellen durchgeführt. In den betroffenen Gewässern bzw. Gewässerabschnitten wurde als Hauptkomponente vor allem PFOA festgestellt.

Landesweit wurden die PFC-Gewässeruntersuchungen ab Herbst 2006 nach einem Stufenplan auch auf weitere Gewässer in NRW ausgedehnt:

  • In der Folge wurden mindestens einmalig im Herbst 2006 landesweite Messstellen untersucht, die sich im Abstrom einer Kläranlage und im Zustrom auf ein Wasserwerk befinden. Inzwischen sind die Gewässer, die eine besondere Bedeutung für die Trinkwasserversorgung besitzen, mit mindestens einmaliger Stichprobe an geeigneter Messstelle untersucht worden.
  • Die gemäß Leitfaden Oberflächengewässer NRW zur Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie regelmäßig zu untersuchenden Überblicksmessstellen wurden ebenfalls auf PFC untersucht.
  • Landesweit liegen in Nordrhein-Westfalen Untersuchungen zu mehr als 400 Messstellen an über 100 unterschiedlichen Fließgewässern vor (Stand Herbst 2010).
    Auf diese Weise wurden im Gewässernetz NRW weitere Eintragsquellen für PFC identifiziert, denen jeweils weiter nachgegangen wurde. Reduzierungsmaßnahmen wurden insbesondere im Bereich der Abwassereinleitungen (industrielle und gewerbliche Indirekteinleiter) in großem Umfang umgesetzt.

Trinkwasser

Die Wasserwerke im Ruhreinzugsgebiet, bei denen Trinkwasser aus Möhne oder Ruhr gewonnen wird, wurden über einen langen Zeitraum regelmäßig untersucht. Soweit dies weiterhin erforderlich ist, werden diese Untersuchungen fortgeführt. Überall wird das Konzentrationsniveau auch weiterhin beobachtet

Einen Trinkwassergrenzwert nach Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001) für PFC gibt es nicht. Als Bewertungsmaßstab gilt nach Empfehlung der Trinkwasserkommission (TWK,2006) zunächst ein gesundheitlich duldbarer Leitwert (LW) von 0,3 µg/l (Summe aus PFOA und PFOS). Seither sind sowohl zu PFOA und PFOS wie auch zu anderen PFC weitere Daten erarbeitet und veröffentlicht worden, die Anlass für eine Fortschreibung der damaligen vorläufigen Bewertung gaben. In Deutschland haben aktuell (09/2016) zu PFOA und PFOS die Kommission Humanbiomonitoring des Umweltbundesamtes und, auch zu weiteren PFC, die LAWA -LABO-Kleingruppe „Ableitung   von   Geringfügigkeitsschwellenwerten  für   PFC“  des  Ständigen  Ausschusses „Grundwasser und Wasserversorgung“ der LAWA (LAWA-LABO-Kleingruppe PFC) humantoxikologische Bewertungen erarbeitet. Auf diese Bewertungen gründen die nunmehr vorliegenden Empfehlungen. Demnach gelten für PFOA und PFOS jeweils ein Trinkwasserleitwert in Höhe von 0,1 µg/L (UBA, 2016). Bis zu dieser Konzentration kann das Trinkwasser für alle Bevölkerungsgruppen lebenslang bedenkenlos getrunken werden.

Seit Inbetriebnahme der Aktivkohlefilteranlage beim Wasserwerk Möhnebogen und weiterer Maßnahmen zur Regulierung der PFC-Belastung der Ruhr sind in NRW seit August 2006 keine Überschreitungen der jeweils geltenden, gesundheitlich duldbaren Leitwerte oder gesundheitlichen Orientierungswerte im Trinkwasser festgestellt worden. Dies gilt nach heutiger Kenntnis und Datenlage auch für weitere – z.B. kürzer- und längerkettige - PFC-Verbindungen und für den PFOS-Ersatzstoff H4PFOS. Auch der langfristige Zielwert von 0,1 µg/l PFC wird mittlerweile im Trinkwasser aus Ruhr und Möhne eingehalten bzw. deutlich unterschritten.

 

 

Abwasser

Ende 2006 hat das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz NRW veranlasst, dass landesweit alle Abwassereinleitungen von kommunalen Kläranlagen mit mehr als 2000 Einwohnern auf PFOA und PFOS zu untersuchen sind.

Bei Überschreitung des Orientierungswertes von 0,3 µg/l (Summe PFOA+PFOS), bzw. 1,0 µg/l (Summe aller gemessenen PFT bzw. PFC) erfolgt eine Ursachenermittlung und werden Minderungsmaßnahmen bei den Indirekteinleitern durchgeführt. Entsprechendes gilt, wenn bei signifikant erhöhter Konzentration (oberhalb der jeweiligen Referenzwerte) die ermittelte PFC-Fracht für die Summe PFOA+PFOS den Wert 10 g/Tag bzw. für die Summe aller gemessenen PFC den Wert 35 g/Tag übersteigt

Insgesamt wurden die Abwassereinleitungen von über 570 kommunalen Kläranlagen, mehr als 80 industriellen Direkteinleitungen und ca. 300 Indirekteinleitern auf PFOA und PFOS sowie weitere PFC untersucht. Intensive Spezialmessungen wurden zur Ursachenermittlung und Erfolgskontrolle bei den einleitenden Betrieben und im Kanalnetz durchgeführt. Mittlerweile konnten die PFC-Emissionen insgesamt erfolgreich und in den Gewässern und Trinkwasserressourcen signifikant gesenkt werden

Die Maßnahmen zur Minderung oder Vermeidung der PFC-Emissionen und auch die rechtlichen Rahmenbedingungen sind branchenspezifisch unterschiedlich und stellen unterschiedliche Ansprüche an die Umsetzung. In der Regel basieren die Maßnahmen auf freiwilligen Vereinbarungen.

Um die genannten Anforderungswerte zu erreichen, waren z.T. lange Erprobungsphasen und umfängliche Reinigungsmaßnahmen erforderlich, bis die Maßnahmen dauerhaft wirksam wurden.

Relevante PFC-einleitende Branchen sind in NRW insbesondere im Bereich der Galvanik, speziell der Kunststoffgalvanik sowie Oberflächenveredelung und Metallverarbeitung zu finden. Hierbei wurde als Hauptkomponenten PFOS und PFBS festgestellt.

Vorübergehend sehr hohe PFOS-Emissionen aus Kläranlagen konnten außerdem nach Einsatz PFC-haltiger Löschmittel festgestellt werden. Im Laufe der letzten Jahre wurden jedoch zunehmend polyfluorierte Tenside, sog. Polyfluoralkylbetaine als wesentliche Fluortensidkomponenten zusammen mit H4PFOS u.a. in Löschwässern festgestellt. Mitte November 2016 wurden so anlässlich eines Großbrandes in der chemischen Industrie, in deren Abwassereinleitungen in den Rhein, polyfluorierte Tenside gefunden.

Da PFC auch in der Spezialchemie (z. B. Photochemie) und in hydraulischen Flüssigkeiten eingesetzt werden, kommen PFC-haltige Abwässer aus diversen weiteren Branchen sowie Deponien hinzu. Weiterhin können PFC als Verunreinigungen aus Fluorcarbonharzbeschichtungen von Papieren, Verpackungen, Bekleidungen, Kabelummantelungen festgestellt werden. Die Zusammensetzung ist dabei unterschiedlich: In Abwässern aus der Textilbranche und von Großwäschereien beispielsweise war überwiegend PFOA festzustellen, teilweise sind aber auch PFOS, sowie kürzer- und längerkettige Perfluocarbonsäuren nachweisbar. Während in den vorgenannten Branchen die PFC-Emissionen seit 2006 sehr deutlich gesenkt werden konnten, sind im Sickerwasser und Abwasser einiger Deponien noch immer vor allem kürzerkettige PFC festzustellen.

Als Ersatzstoffe für PFOS gewinnen vor allem die 6:2 Fluortelomersulfonsäure (H4PFOS), sowie die Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) hinsichtlich aktuell messbarer Abwasser- und Gewässerbelastungen an Bedeutung. Diese Stoffe sind ebenfalls nicht abbaubar und lassen sich mit sorptiven Verfahren nur mit sehr hohem Aufwand aus dem Rohwasser entfernen.

Neun Jahre nach Beginn der Untersuchungen und nach ständiger Erweiterung des Spektrums der Überwachungskriterien sind -  einschließlich der in die Bewertung aufgenommenen Ersatzstoffe (wie z.B. H4PFOS) - Überschreitungen noch immer bei einzelnen kommunalen Kläranlagen, Industriekläranlagen und Deponien zu verzeichnen (Stand: September 2016).