BWK Elbetag MikroModell Magdeburg, 16.11.2017 ‐ Seite 1 Reduzierung von Mikroschadstoffen in Oberflächengewässern durch Maßnahmen in Abwassersystemen Zwischenergebnisse des Projektes MikroModell Peter Krebs, Gerold Fritsche und Sara Schubert, TU Dresden 1. BWK Elbetag Magdeburg, 16. November 2017
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BWK Elbetag MikroModell Magdeburg, 16.11.2017 ‐ Seite 1
Reduzierung von Mikroschadstoffen in Oberflächengewässerndurch Maßnahmen in Abwassersystemen
Zwischenergebnisse des Projektes MikroModell
Peter Krebs, Gerold Fritsche und Sara Schubert, TU Dresden
1. BWK Elbetag Magdeburg, 16. November 2017
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Das Projekt
Eintragspfade
Monitoring
Stoffflussmodellierung
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Wieso noch ein Projekt zu Mikroschadstoffen ?
Aufwändige Messkampagnen im Abwasser und Gewässer
Räumlich und zeitlich gut aufgelöste Stoffflussmodellierung unter Verwendung von Verschreibungsdaten zur Einschätzung von Quellen und Pfaden zur Untersuchung verschiedenster Maßnahmen
Möglichst schlanke Parametrisierung des Stoffflussmodells Wenige Annahmen und Variablen, aber großes Aussagepotential Daten durch Mustererkennung gewinnen
Zusätzlich Untersuchung akuter Belastungen und deren Auswirkungen Sehr hohe zeitliche und räumliche Auflösung notwendig Gekoppelte Modellierung Kanal – Kläranlage – Fließgewässer
Zielstellung Stoffflussmodell
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Eingangsdaten Modell Einwohner (Mikrozensus) Krankenhaus Bettenzahlen Verschreibungsmengen Pharmaka Versichertenzahlen Kläranlagen + Anschlusszahlen Gewässernetz Verknüpfung über PLZ oder
Gemeinde
Herangehensweise
Eingangsdaten Gewässerbilanz Konzentrationsdaten:
1003 Messstellen 14 tägig – vierteljährlich
Durchflussdaten 216 Messstellen täglich
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Sächsisches Landesamt für Umwelt, 2016
Flussgebiete als Bilanzräume Zuflüsse nach Sachsen / aus Sachsen heraus als Randbedingung Umwandeln in gerichtetes Netzwerk (Topologie und Fließrichtung) Verknüpfung mit Messstellen, Kläranlagen, Flächendaten Daten für ∑ 12.916 km Fließgewässerlänge aufbereitet
Datenaufbereitung: Gewässernetz
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Beispiel: Einzugsgebiet Chemnitz 17.02.2014
Interpolation von Durchflüssen für Qualitätsmessstellen automatisierte Optimierung des Interpolationsverfahrens Frachten aus gemessenen Konzentrationen und gemessenen / interpolierten
Durchflüssen
Frachtbilanzierung
Predicted Load [µg/d] with normalized Standard Errors
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Das Projekt
Eintragspfade
Monitoring
Stoffflussmodellierung – Abwassersystem
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Stoffflussmod
ell
Verschreibungen, wöchentlich
Messung von Konzentrationen im Ablauf der Kläranlage
Messung von Konzentrationen in der Kanalisation
Abfluss im Fließgewässer
Konsum
Ausscheidungsrate
Transport in der Kanalisation
Elimination in den Kläranlagenprozessen
Konzentration im Fließgewässer
Stoffflussmodell für Pharmazeutika
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Das Risiko ist häufig im Sommer am höchsten, da der Abfluss im Fließgewässer niedrig ist geringe Verdünnung
Antibiotikakonzentrationen im Fließgewässer
(Marx et al., 2015)
20052006
2007 20092010
2011
Inde
x (‐)
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Ausblick
Weitere Messkampagnen
Stoffflussmodell kalibrieren
Szenarien und Maßnahmen im Modell abbilden
Zeitlich hoch auflösende, gekoppelte Modellierung für akute Belastungen
Ökotoxikologische Untersuchungen zur Bewertung • des Stoffgemisches inkl. Metabolite! • der Auswirkungen von Maßnahmen • akuter Belastungen aus Mischwasser‐ und Regenwassereinleitungen
Ökonomische Bewertungen
Rechtliche Möglichkeiten aufzeigen
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Versorgungsatlas 2012
Ambulante Antibiotikaverordnung bei Erwachsenen (15‐69 Jahre alt)
Besten Dank für die Aufmerksamkeit
Besten Dank an die Förderer: DBU, SMUL, Gelsenwasser AG, Betreiber Dresden, Chemnitz, Plauen