Projekt-206: Präzisierung von Qualitätszielen im Falle einer Anwendung bei der Einleitung von Punktquellen

Bei der Betrachtung der Immissionsansätze in den Ländern Österreich, Deutschland, Niederlande, England und Wales, Dänemark und den USA zeigt sich, dass es zu deutlichen Unterschieden hinsichtlich der Ausarbeitung und Umsetzung der Ansätze kommt. Inhaltlich finden sich bei einigen Komponenten (wie z.B. der Ausarbeitung von Umweltqualitätszielen) in den Ländern wie den USA, Dänemark und Holland zwar ähnliche Ansätze, insgesamt aber unterscheiden sich die in den europäischen Ländern praktizierten Immissionsansätze zum Teil deutlich. In Tabelle 4 sind die wesentlichen Daten für die einzelnen Länder bei der Bewertung von Einleitungen zusammengefasst. Dabei wurde versucht den aktuellen Status wiederzugeben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass es im Zuge der Umsetzung der EU-WRRL laufend zu Veränderungen kommt. Nach dem Vorbild der Literaturstudie werden die wesentlichen Verordnungen, die angewandten Umweltqualitätsstandards, die Methoden, die Bezugswasserführung, die Verwendung eines Mischzonenansatzes und die zum Einsatz kommenden Modelle aufgeführt. In Österreich wird bei der Festlegung von Konsensfrachten zur Begrenzung von Emissionen ausgehend von Grenzwerten in Fließgewässern zurzeit von einem Q95 als Bezugswasserführung und einer vollständigen Durchmischung der Einleitung ausgegangen. Das Strategiepapier des Bundesministeriums für Land - und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft „Wasserrahmenrichtlinie: Qualitätsziele für chemische Stoffe in Oberflächengewässern“ sieht vor, dass in Zukunft die Qualitätsziele in Fließgewässern in Österreich als Jahresmittelwerte eingehalten werden sollen. Dies ist ein Unterschied zu den Vorgaben, die im Entwurf zu einer Immissionsverordnung in den 90er Jahren überlegt wurde, da hier Grenzwerte mit dem 85 % bzw. 95 % Perzentilen der Messwerte - über zwei Jahre betrachtet - einzuhalten waren. Sollen Qualitätsziele im Jahresmittel eingehalten werden, stellt sich die Frage, welche Bezugswasserführung zum Einhalten der Qualitätsziele geeignet ist. Darüber hinaus ist zu überlegen inwieweit Mischzonen (Zonen unvollständiger Einmischung der Emission in das Fließgewässer) bei der Festlegung von Konsensfrachten zu berücksichtigen sind. MQ als Bezugswasserführung würde zu Konsensfrachten führen, die um einen Faktor 3 – 6 über jenen mit Q95 als Bezugswasserführung liegen. Bei ständiger Einleitung der Konsensfracht würden Qualitätsziele in Fließgewässern im Jahresmittel nicht eingehalten werden können, wenn die Konsensfrachten über das MQ abgeleitet werden. Q95 als Bezugswasserführung würde zur Festlegung von Konsensfrachten führen, bei denen auch bei konstanter Einleitung im Jahresmittel Qualitätsziele gesichert eingehalten werden können, wenn eine vollständige Durchmischung vorliegt. Allerdings führt eine Festlegung von Konsensfrachten über Q95 (bei Annahme einer vollständigen Durchmischung) zu strengeren Anforderungen (Faktoren von etwa 1,3 bis 2,5) als es erforderlich wäre, um bei ständiger Einleitung der Konsensfracht das Qualitätsziel auch in einem abflussarmen Jahr gerade noch einzuhalten. Ein Abfluss im Bereich von Q70 als Bezugswasserführung würde dagegen zu jenen Konsenswerten führen, die bei ständiger Einleitung und vollständiger Durchmischung nicht überschritten werden dürften, um das Qualitätsziel auch in Niedrigwasserjahren gerade einzuhalten. Eine vertikale Durchmischung nach einer punktförmigen Einleitung ist bereits nach relative kurzen Fließstrecken erreicht (< 200 m). Eine gesonderte Betrachtung einer vertikalen Einmischung erscheint daher nicht erforderlich. Auch die horizontale Einmischung von punktförmigen Einleitungen ist bei kleinen Fließgewässern von <10 m Breite bzw. bei mittiger Einleitung auch bei Fließgewässern < 20 m Breite nach einer Fließstrecke von < 1 km weitestgehend abgeschlossen. Eine gesonderte Betrachtung einer Mischungszone erscheint auch hier nicht erforderlich. Bei breiteren Gewässern kann sich eine unvollständige Durchmischung jedoch über viele Kilometer hin ziehen. Eine Berücksichtigung dieser unvollständigen Durchmischung erscheint bei der Ableitung von Konsensfrachten erforderlich, soll die Gefahr einer Überschreitung von Qualitätszielen in der Einleitungsfahne bis weit unterhalb der Einleitung gering gehalten werden. Zieht man die Abschätzungen aus Kapitel 5.3 heran, so ist bei größeren Gewässern nach etwa 1 km mit einer durchmischten Breite von etwa 20 m bei seitlicher Einleitung und 40 m bei mittiger Einleitung zu rechnen. Bei Gewässern bis 100 m Breite müssten Anforderungen an die Konsensfracht daher etwa bis zu einem Faktor von 5 bei seitlicher Einleitung verschärft werden, um auch in der Einleitungsfahne (> 1 km unterhalb der Einleitung) die Einhaltung des Qualitätszieles absichern zu können. Eine Berücksichtigung einer unvollständigen Durchmischung kann bei der Ableitung von Konsensfrachten auf mehrere Arten erfolgen. Zum einen könnte generell eine relativ geringe Bezugswasserführung gewählt werden (z.B. Q95 oder weniger) um die Unsicherheiten in Hinblick auf die Einmischung abzufangen. Hier ist jedoch zu berücksichtigen, dass dies auch verschärfte Anforderungen an Einleitungen in kleine Gewässer, wo die Anforderungen, die an Einleiter zu stellen sind, bereits generell höher sind, bewirken würde, obwohl hier die Berücksichtigung einer unvollständigen Durchmischung von geringer Bedeutung ist. Alternativ wäre eine detaillierte Modellierung der Einleitungsfahne zur Berücksichtigung einer unvollständigen Durchmischung bei der Festlegung von Konsensfrachten für Punktquellen denkbar. Dies scheint jedoch für jeden Einzelfall weder vom erforderlichen Datenbedarf her noch von dem erforderlichen Arbeitsaufwand praktikabel zu sein. Daneben besteht aber auch die Möglichkeit eine unvollständige Durchmischung bei der Festlegung von Konsensfrachten an Hand von Faustformeln stark vereinfacht zu berücksichtigen (Kapitel 5.3). Die Berücksichtigung einer unvollständigen Durchmischung bei der Ableitung von Konsensfrachten ist vor allem bei großen Fließgewässern relevant und führt hier zu einer Verringerung der festgelegten Bezugswasserführung. Das heißt, dass bei der Ableitung der Konsensfracht nur ein Teil des Abflusses des Gewässers zur Verdünnung angesetzt wird. Während bei kleineren Gewässern in der Regel nur mit einem potenten Einleiter zu rechnen ist, ist bei großen Gewässern mit mehreren potenten Einleitern zu rechnen. In diesem Zusammenhang hätte eine Berücksichtigung einer unvollständigen Einmischung bei einem Einzeleinleiter den Vorteil, dass jedem einzelnen Einleiter nur ein Teil des Abflusses als Verdünnungspotential zugestanden wird, und es bei einer größeren Zahl von Einleitern weniger schnell zu Konflikten bei der Nutzung des vorhandenen Verdünnungspotentials kommt. Mittlere Einleitungsfrachten von Punktquellen liegen in der Regel deutlich unter den Maximalen. Aus verschieden Beispielen konnte abgeleitet werden, dass die mittlere Einleitungskonzentration etwa für Ammonium ca. um einen Faktor 4 – 30 unter der Maximalen liegt; für andere Parameter etwa um einen Faktor 1,5 bis 7. Wird das Einhalten von Qualitätszielen in Fließgewässern im Jahresmittel gefordert, so kann überlegt werden, ob diese zu erwartenden Faktoren bei der Festlegung von Konsensfrachten berücksichtigt werden können. Die Wahl der Bezugsgrößen zur Ableitung einer Konsensfracht ist nicht rein fachlich ableitbar. Die Festlegung muss im politischen Konsens aller Beteiligten unter Berücksichtigung der fachlichen Zusammenhänge gefunden werden. In Hinblick auf die Vorgangsweise zur Ableitung von Konsensfrachten aus Qualitätszielen für Fließgewässer sind folgende Schritte erforderlich: • Wahl einer geeigneten Bezugswasserführung • Festlegung von Fließstrecken, ab denen die Qualitätsziele einzuhalten sind. • Festlegung, ob und wie eine unvollständige Einmischung berücksichtigt werden soll. Die dargestellten Zusammenhänge können dazu Grundlage sein, die erforderlichen Entscheidungen jedoch nicht vorweg nehmen. Im Folgenden werden mögliche Optionen für eine Vorgangsweise dargestellt.