Mikrobizide Stoffe in biologischen Kläranlagen

In der Bundesrepublik Deutschland werden derzeit gut 2/3 aller kommunalen Abwässer vollbiologisch behandelt (GILLES, 1983), wobei nach heutigem technologischem Stand mit einem durchschnittlichen Reingungsgrad von 90 %, gemessen als BSB₅-Reduktion, zu rechnen ist. Ziel der Bundesregierung im Jahr 1971 (UMWELTPROGRAMM, 1971) war es, daß bis 1985/90 annähernd 90 % aller kommunalen Abwässer vollbiologisch gereinigt werden sollen, um die Gewässergüte der Vorfluter zu verbessern und die Trinkwasserversorgung langfristig sicherzustellen, da die biologische Selbstreinigungskraft der Gewässer allein nicht mehr ausreicht.

Seit der Entdeckung der Übertragungswege des Kindbettfiebers durch Semmelweis im Jahre 1847 und der Wundinfektionserreger durch Koch 1878, sowie durch die Untersuchungen von Lister, Anderson und Pasteur über die Fäulnis- und Gärungsvorgänge (1865) wurden die Forschungsarbeiten über die Hintergründe infektiöser Krankheiten und über die Bekämpfung von Fäulniserregern — initiiert auch durch die Hamburger Cholera-Epidemie 1882 — mittels Antiseptika und zur allgemeinen Abtötung von Mikroorganismen durch Desinfizientia — beide Begriffe werden heute meist synonym verwandt — entscheidend beeinflußt. War man früher davon ausgegangen, daß — aufgrund des penetranten Geruchs der Fäulniserscheinungen — giftige Stoffe in die Luft aufsteigen und in Form eines Miasmas andere, zuvor nicht Betroffene infizieren würden (deshalb der Einsatz von Weihrauch, der antiseptische Eigenschaften hat; von Essig; das Besprühen der Zimmerwände mit Kalk oder das Verbrennen von Wacholder zur Luftverbesserung; s. auch Mal-aria = schlechte Luft), konnten nun — entweder thermisch oder chemisch — Überträgermedien desinfiziert werden, sofern man geeignete keimtötende Wirkstoffe in ausreichender Konzentration über eine entsprechende Anwendungsdauer einsetzte.

Im Sinne der Kriterien zur Beurteilung des Verhaltens mikrobizider Stoffe in der Umwelt (vgl. Abschnitt 2.1.5) wird in diesem Kapitel zunächst auf die Produktionshöhe (Abschnitt 3.1) eingegangen, um anschließend die Verwendung mikrobizider Stoffe im Überblick (3.2. – 3.4) und anhand von Beispielen in ausgewählten Anwendungsbereichen (3.6) eingehender zu erläutern, wobei in Abschnitt 3.5 gesondert auf die für das Abwasser relevanten Emissionen aus einzelnen Einsatzbereichen eingegangen wird.

Schwerpunkt dieses Kapitels ist die Erfassung und Erläuterung von Ursachen und Ausmaß von in ihrer Funktionstüchtigkeit durch bestimmungsgemäß eingeleitete Stoffe beeinträchtigte biologische Kläranlagen. Dabei wird besonderes Gewicht auf die mikrobiziden Stoffe gelegt. In der Regel fallen mikrobi-zide Stoffe aufgrund ihres ständigen Gebrauchs kontinuierlich an und sind außer bei ihrer industriellen Produktion als bestimmungsgemäß (s. Abschnitt 4.2.1) eingeleitete Stoffe zu betrachten — es sei denn, Stapellösungen werden stoßweise abgelassen oder Stapelbehälter werden undicht (hier handelt es sich dann um einen Verstoß gegen das Wasserhaushaltsgesetz bzgl. Transport und Lagerung wassergefährdender Stoffe; § 18 WHG, 1976).

Die Ausführungen in Kapitel 4 haben deutlich gemacht, daß es in Kläranlagen meist zu spät ist, um auf beeinträchtigende Stoffeinleitungen zu reagieren: einerseits, weil die Ansprechzeiten der in Frage kommenden Meßgeräte zu lang sind, andererseits, weil kaum Möglichkeiten bestehen, spezifisch zu reagieren (Abschnitt 5.1). Das Hauptgewicht bei der Vermeidung von Beeinträchtigungen muß deshalb bei den Vorsorgestrategien (Abschnitt 5.2) ansetzen. Hierfür sind verstärkt Entwicklungsarbeiten notwendig, um den Erfordernissen auf der Anwenderseite gerecht zu werden, aber auch Forschungsarbeiten zur Untersuchung der Wirkung von Stoffeinleitungen auf biologische Klärsysteme, die in Abschnitt 5.3 erläutert werden. Aufbauend auf diesen Untersuchungen wird man gezielter mit erfolgversprechenden Gegenmaßnahmen und Vorsorgestrategien und auch mit administrativen Maßnahmen (Abschnitt 5.4) ansetzen können.

Eine Verbesserung der Gewässergüte und die langfristige Sicherstellung einer ausreichenden Trinkwasserqualität kann nur erreicht werden, wenn die Reinigungsleistung der inzwischen verstärkt ausgebauten biologischen Kläranlagen nicht durch die Einleitung von Substanzen gefährdet wird, die die Stoffwechseltätigkeit der Bakterien als Reinigungsträger bzw. als Nitrifikanten und die Protozoen als wichtige Organismen für die Entnahme von Schwebestoffen negativ beeinflussen oder gar ihre Entwicklung unterbinden. Je nach dem Grad der Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit von Kläranlagen steht zu befürchten, daß nicht nur die Verminderung leicht abbaubarer Substanzen wesentlich beinflußt wird, sondern auch die Verminderung schwer oder nicht abbaubarer Stoffe.