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Neue Konzepte und Instrumente für die Überwachung und Reduzierung von Gewässerbelastungen

11.12.2019 Die im Jahr 2000 beschlossene EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) zielt darauf ab, die Fließgewässer Europas zu schützen. Bis zum Jahr 2027 sind die EU-Mitgliedstaaten verpflichtet, alle Gewässer in einen "guten ökologischen" und einen "guten chemischen Zustand" zu bringen.

Forschungsexpedition „Joint Danube Survey 3“: Auf der Donau wurden 2013 tausende Proben entnommen und aufbereitet.
© Foto: UFZ/André Künzelmann
Forschungsexpedition „Joint Danube Survey 3“: Auf der Donau wurden 2013 tausende Proben entnommen und aufbereitet.

Noch ist das ein weiter Weg. Dies liegt zum Beispiel daran, dass einige wenige Altstoffe, für die es derzeit keine geeigneten Möglichkeiten zur Belastungsminderung gibt, zu flächendeckenden Überschreitungen der Umweltqualitätsnormen in Deutschland sowie Europa führen und damit zu einem schlechten Gewässerzustand. "Gleichzeitig bleiben die täglich freigesetzten komplexen Mischungen aus Pflanzenschutzmitteln, Medikamenten und Industriechemikalien mit einem nicht zu vernachlässigendem Risiko für Mensch und Umwelt für den chemischen Zustand unserer Gewässer unberücksichtigt", sagt UFZ-Umweltchemiker Dr. Werner Brack, der das im vorigen Jahr zu Ende gegangene Projekt SOLUTIONS koordinierte.

Indikatorsystem fehlt Differenzierung

Das derzeitige Indikatorsystem der WRRL differenziere nicht zwischen unterschiedlich belasteten Flüssen und mache die tatsächlichen Verbesserungen der Wasserqualität durch Maßnahmen nicht sichtbar. Deshalb müsse es dringend weiterentwickelt werden. Anders, so Brack, seien die Ziele der WRRL nicht zu erreichen. Fünf Jahre forschten Wissenschaftler aus Europa in dem von der EU mit 12 Millionen Euro finanzierten Projekt. "Es hat sich gezeigt, dass die derzeitige Praxis, sich bei der Bewertung der chemischen Belastung auf einige wenige europaweit als prioritär definierte Stoffe und einige flussgebietsspezifische Schadstoffe zu beschränken, nicht geeignet ist, die Belastung als Ganzes zu erfassen", bilanziert Werner Brack. Derzeit sind in der WRRL nur 45 sogenannte prioritäre Schadstoffe gelistet, die in Gewässern mit guter Wasserqualität nicht oder nur in geringem Maße vorkommen. Allerdings gelangen mehr als 100.000 chemische Substanzen in Umwelt und Gewässer. Die derzeit angewendeten Indikatoren zur Bewertung der Wasserqualität ermöglichten es nicht, Brennpunkte der Belastung zu identifizieren und geeignete Managementmaßnahmen auf den Weg zu bringen. In SOLUTIONS habe man deshalb neue Konzepte und Instrumente für die Überwachung und Reduzierung der Belastung durch komplexe Gemische entwickelt.

Handlungsempfehlungen in 15 Policy Briefs

Wie politische Entscheidungsträger diese umsetzen können, haben die Forscher in insgesamt 15 Policy Briefs festgehalten. So empfehlen die Wissenschaftler zum Beispiel, Stoffe in toxischen Mischungen auch bei der Priorisierung von Chemikalien im Rahmen der WRRL zu berücksichtigen. Bislang basieren die Priorisierung von Chemikalien und die Festlegung EU-weiter prioritärer und flussgebietsspezifischer Stoffen nur auf einzelnen Chemikalien. In einem anderen Policy Brief beschreiben sie, wie Nutzer die in SOLUTIONS entwickelte Toolbox RiBaTox verwenden können, um Probleme bei der Überwachung, Modellierung, Folgenabschätzung und Management von chemischen Gemischen in Oberflächengewässern zu lösen.

Effektbasierte Verfahren anwenden

Dabei sollten Überwachungsmethoden zum Einsatz kommen, die die komplexen Mischungen ins Visier nehmen – also effektbasierte Verfahren, bei denen repräsentative Gewässerorganismen wie Algen, Kleinkrebse, Fischembryos und geeignete Zellsysteme zeigen, wie giftig der jeweilige Chemikaliencocktail ist. Damit könnten toxische Belastungen erkannt werden, selbst wenn die zugrunde liegenden Chemikalien nicht bekannt sind oder unterhalb der analytischen Nachweisgrenze liegen. Diese Methoden sollten durch chemische Screening-Verfahren mit hochauflösender Massenspektrometrie ergänzt werden. Mit deren Hilfe kann festgestellt werden, welche Stoffe die Mischungen enthalten und um neu auftretende Chemikalien zu entdecken und Verschmutzungstrends in den Gewässern zu verfolgen. Damit lassen sich auch wertvolle Informationen zum Vorkommen von Stoffen sammeln, die heutzutage zwar detektiert, aber noch nicht identifiziert werden können. Um diese umfangreichen Daten zu hunderten und tausenden von Stoffen im Gewässer zur Risikobewertung der Chemikaliencocktails nutzen zu können, schlagen die Autoren zudem den Aufbau einer europäischen Dateninfrastruktur vor. Diese könne helfen, die  Datenmengen zu sammeln, für Wissenschaft und Behörden zugänglich zu machen, auszuwerten und auszutauschen.

"Die Policy Briefs sollen den Entscheidungsträgern den Zugang zu wissenschaftlichen Informationen erleichtern, die für den Schutz der europäischen Wasserressourcen erforderlich sind", sagt Werner Brack. Dies sei eine wichtige Grundlage für die Gesundheit der Menschen in Europa und für gesunde Ökosysteme, die wichtige Dienstleistungen für die Bevölkerung erbringen.

https://www.solutions-project.eu
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