Ober- und Unterlauf der Elbe

Im Rahmen eines Elbe-Längsprofils werden zinnorganische Verbindungen von der Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe (ARGE ELBE) u. a. in den Messstationen

­ Schnackenburg (Strom-km 474,5)

­ Seemannshöft im Hamburger Hafen (Strom-km 628,9)

­ Grauerort (Strom-km 660,5) bestimmt. Oberhalb Hamburgs sind an Nebenflüssen der Elbe (Mulde, Saale) zwei Chemiebetriebe angesiedelt, die Organozinnverbindungen produzieren. Bei beiden Betrieben liegt der Schwerpunkt der eingeleiteten Stoffe nicht beim TBT, sondern bei anderen Organozinnverbindungen. Als Zwischenstufe von Abbauvorgängen kann TBT entstehen.

Da trotz Einstellung der TBT-Produktion weiter TBTbelastete Schwebstoffe über die Nebenflüsse in die Elbe eingetragen werden, wird als Ursache die Remobilisierung von Schlammablagerungen in Abwasserkanälen oder belasteter Altsedimente vermutet.

Ein Eintrag durch Schiffsbewegungen erfolgt auch im Unterlauf der Elbe. Das 3-Jahres-Mittel in Monatsmischproben 1996­1998 liegt in Seemannshöft am Ausgang des Hamburger Hafens bei 240 µg Sn/kg TS. Schon westlich des Hamburger Hafens macht sich die tideabhängige Durchmischung mit weniger belasteten marinen Wasserund Schwebstoffanteilen aus der Nordsee durch ein entsprechend niedrigeres Schadstoffniveau bemerkbar. In Grauerort zwischen Stade und Glücksburg beträgt das entsprechende 3-Jahres-Mittel für TBT 70 µg Sn/kg TS.

Bewertung der TBT-Problematik

Zur Bewertung der Schadstoffbelastung von Sedimenten hat die ARGE ELBE ein siebenstufiges Bewertungsschema aufgestellt. Auf der Konferenz der Umweltminister der ElbeAnliegerländer wurden 1996 folgende Klassengrenzen für TBT festgelegt:

­ Klasse I entspricht der Hintergrundbelastung der Sedimente. TBT darf nicht nachweisbar sein, da es natürlicherweise nicht vorkommt.

­ Klasse II stellt die aktuelle Zielvorstellung dar.

­ Klasse III gilt als stark belastet.

­ Bei Klasse IV (hoch belastet) ist die Baggergut-Umlagerung ausgeschlossen.

Im Rahmen einer Gesamtbetrachtung der Elbe ist für den Oberlauf ein wesentlicher Rückgang der TBT-Gehalte im Mündungsbereich der Mulde feststellbar.12) Am Hamburger Hafenausgang sind mit Klasse III­IV die TBT-Gehalte nach wie vor problematisch. Die Zielvorgabe der ARGE ELBE (Klasse II), die für die Mehrzahl der anderen Parameter eingehalten wird, wird dort nicht erreicht.

Die derzeitigen Tributylzinngehalte in und unterhalb von Hamburg sind für eine ganze Reihe von Organismen als toxisch einzustufen. Von Menschen werden organische Zinnverbindungen insbesondere über den Verzehr von Fischen und Meeresfrüchten aufgenommen. Eine gesundheitliche Gefährdung ist nur unter extrem ungünstigen Randbedingungen hinsichtlich der Höhe des Fischkonsums und Extrembelastung der Fische bzw. Meeresfrüchte zu besorgen. Allerdings liegen keine Informationen zu potenziellen Kombinationswirkungen der einzelnen Verbindungen vor, die aufgrund vermuteter ähnlicher Wirkungsmechanismen nicht unwahrscheinlich sind.

Aus diesen Gründen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Einträge zu minimieren bzw. gänzlich zu stoppen.

Für Baggergut-Umlagerungen auf Hamburger Gebiet ergibt eine Abschätzung eine TBT-Fracht von ca. 65 kg Sn, die 1998 mit einer Menge von rund 1 Mio. m3 Baggergut aus dem Hamburger Hafen gebaggert und vor Neßsand verklappt wurde. Demgegenüber steht im gleichen Zeitraum die an Land verbrachte Menge von 1,2 Mio. m3 schlickigem Material mit einem Anteil von 150 kg TBT-Sn als Entlastung von Elbe und Nordsee.

Der Großteil der von oberstrom eingetragenen Feststoffund Schadstofffracht bewegt sich an Hamburg vorbei Richtung Nordsee bzw. kommt in Wattgebieten innerhalb des ElbeÄstuars zur Ablagerung. Für Stoffe wie TBT, die überwiegend an Schwebstoffe gebunden vorliegen, ist eine Abschätzung des Frachteintrags über die tidebeeinflussten Elbe-Abschnitte in die Nordsee derzeit nicht mit ausreichender Genauigkeit möglich.16) Eine Untersuchung schätzt die Einträge aus der Schifffahrt in die gesamte Nordsee auf ca. 41 Tonnen TBT-Sn pro Jahr.

9) Automatische Messung: Schwebstoffbürtiges Sediment bestimmt als Monatsmischprobe aus kontinuierlicher Probenahme

10) Als TBT-Belastung aus dem Oberlauf der Elbe wurde noch 1994 eine Jahresfracht von 31,3 kg Sn/a (ohne Aprilwert) transportiert, sie sank bis 1997 kontinuierlich auf 12,3 kg Sn/a (gemessen in Schnackenburg / Abflußwerte: Neu Darchau).

11) Angabe der Richtwerte in µg Sn/kg TS

12) Bericht der ARGE ELBE, Herkunft und Verteilung von Organozinnverbindungen in der Elbe und in Elbenebenflüssen, 1999, Datenstand 1997

13) Dabei sind Spitzenbelastungen im Hafenbereich nicht berücksichtigt.

14) Bericht des Umweltbundesamtes und des Bundesinstituts für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin, Berlin, Juni 2000, über eine fachöffentliche Anhörung vom 14. März 2000: Produktion und Verwendung zinnorganischer Verbindungen in Deutschland.

15) Dies sind weniger als 10 % der natürlich mit der Tide im Bereich bei Neßsand bewegten Schwebstofffrachten, aus: Handlungskonzept Umlagerung von Baggergut aus dem Hamburger Hafen in der Stromelbe.

16) Die an einem bestimmten Querschnitt im mittleren und unteren Ästuar ermittelten Frachten können mit Fehlern von einigen hundert Prozent behaftet sein. Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), Dynamik der Schwermetallbelastung in feinkörnigen Sedimenten und Schwebstoffen im Tidebereich von Ems, Weser und Elbe, 1998, S. 46 ff.

17) Isensee et. al., Emissions of Antifouling-Biocides into the North Sea ­ an Estimation, 1994

C. Maßnahmen gegen TBT-Eintrag in Gewässer:

1. Werften:

Seit Ende der achtziger Jahre wird die Reduzierung der durch den Umgang mit TBT-haltigen Antifouling-Farben in Hamburger Werften hervorgerufenen Gewässerbelastungen zielgerichtet betrieben.

So wurden für den Schiffsneubau und -reparaturbereich in den Jahren 1989 bis 1991 bei den Firmen Blohm+Voss AG, J. J. Sietas KG Schiffswerft GmbH u. Co. und KG Norderwerft Hamburg GmbH & Co. in immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren bzw. nachträglichen Anordnungen erstmalig einheitliche Auflagen zur Emissionsminderung bei der Durchführung von Beschichtungs-, Farbspritz- und Strahlarbeiten festgelegt, die insbesondere auch den Umgang mit TBT-haltigen Antifouling-Farben regeln. Daneben wurde die Einhaltung vergleichbarer Regelungen bei den restlichen (kleineren) Hamburger Werften im Rahmen der Betriebsüberwachung überprüft.

In der Folgezeit hatte die schrittweise Entwicklung beispielhafter umweltentlastender Maßnahmen bei der Firma Blohm+Voss AG als größtem Hamburger Betreiber mit der Zielsetzung Priorität, für das Gesamtproblem (Schiffsneubau und -reparatur) umfassende, nachhaltige Lösungen zu finden. Diese waren vor dem Hintergrund der Werftenkrise und anstehender Umstrukturierungen umzusetzen, weiter zu optimieren und schließlich auf die Hamburger Werften zu übertragen, bei denen ein mengenmäßig relevanter Umgang mit TBT-haltigen AntifoulingFarben zukünftig zu erwarten ist.

Nach Klärung von Standortfragen (Standortsicherung der Norderwerft durch teilweise Übernahme von Hallen und Betriebsgelände der aufgegebenen Nachbarwerft Barthels & Lüders) und verhandlungskonform getroffenen Unternehmensentscheidungen (Anwendungsverzicht der Neubauwerft Sietas für TBT-haltige Antifouling-Farben) existieren in Hamburg seit Herbst 1998 noch drei relevante TBT-verarbeitende Werftbetriebe, und zwar mit Dockanlagen

­ im Kuhwerder Hafen (Neubauwerft Blohm+Voss GmbH / B+V GmbH),

­ an der Norderelbe / km 623,5 und im Werfthafen (Reparaturwerft Blohm+Voss Repair GmbH / B+V Repair) sowie

­ am nördlichen Reiherstieg (Reparaturwerft KG Norderwerft Hamburg GmbH & Co. / Norderwerft).

Bei den vorgenannten Werftbetrieben bedarf es geeigneter, zielgerichteter Maßnahmen, um die Gewässerqualität durch Minimierung der jeweiligen Eintrags-Quellen über den Wasserpfad (Dockabwassereinleitungen, Einträge durch Dockungsvorgänge) und den Luftpfad (Verwehungen bei Strahl- und Farbspritzarbeiten) entscheidend zu verbessern.

Die erforderlichen Maßnahmen umfassen schwerpunktmäßig

­ die vollständige Erfassung, schadstoffspezifische Behandlung und weit gehende Kreislaufführung aller behandlungsbedürftigen Dockabwässer über den derzeitigen Stand der Technik hinaus,

­ die kontrollierbare Sicherstellung effektiver Dockreinigungen vor Dockungsvorgängen,

­ den weitestgehenden Ersatz des konventionellen Feststoffstrahlverfahrens (Gritblasting) durch konsequente Anbietung/Anwendung des Hochdruckwasserstrahlverfahrens (Waterblasting),

­ die Weiterentwicklung bzw. Optimierung emissionsarmer Farbspritztechniken.

Blohm+Voss (Schiffsneubau und -reparatur)

Bei der B+V GmbH (Schiffsneubau) sind die Maßnahmen abgeschlossen.

Durch Überdachung/Einhausung der Docks werden Verwehungen bei Strahl- und Farbspritzarbeiten sowie Regenwasserkontaminationen weitestgehend vermieden. Anfallende Dockabwässer werden erfasst, gesammelt und bei Bedarf auf Grund von Einzelfallbeurteilungen nach Maßgabe der Umweltbehörde beseitigt (Schmutzwasserkanalisation, Mitbehandlung bei B+V Repair oder externe Entsorgung).

Bei B+V Repair werden alle kontaminierten Dockabwässer erfasst, nach dem Stand der Technik mehrstufig chemisch-physikalisch behandelt und weitgehend als Brauchwasser wiederverwendet. Überschüssiges Abwasser wird gereinigt in die Norderelbe eingeleitet.

Nach der Durchführung von Pilotversuchen im Jahr 2000 wird die vorhandene Dockabwasserbehandlungsanlage im Sommer 2001 großtechnisch erweitert, um die Organozinn- und Schwermetallgehalte in den einzuleitenden Dockabwässern gezielt zu minimieren.

Die Maßnahme, mit der u. a. die derzeitige TBT-Reinigungsleistung von ca. 85 % auf mehr als 99 % gesteigert werden soll, wird von der EU als Pilotvorhaben im Rahmen der „LIFE-Projekte" mit 500 000 DM und aus Mitteln der Freien und Hansestadt Hamburg aus dem Titel 8700.898.01 „Zuschüsse zur Verringerung der Schadstoffbelastung der Elbe" zusätzlich mit 350 000 DM bei veranschlagten Projektkosten von 1,7 Millionen DM gefördert.

Das Hochdruckwasserstrahlverfahren wird seit mehreren Jahren umfassend, mittlerweile mit Drücken bis zu 2500 bar, funkferngesteuert (Dockmaster, Unterbodengerät) und handbetrieben eingesetzt. Neben der weit gehenden Vermeidung von Strahlmittel- und Strahlrückstandsverwehungen wird damit eine Abfallreduzierung um mehr als 98 % erreicht.

Der im Rahmen eines „EU-LIFE-Projektes" entwickelte Prototyp einer funkferngesteuerten Farbbeschichtungsanlage mit integrierter Oversprayabsaugung (Paintmaster) wird bei der Farbbeschichtung senkrechter Schiffsaußenhautbereiche (ca. 60 % der Schiffsaußenhautfläche) seit Mitte 1998 regelmäßig eingesetzt. Hier soll in den nächsten 2 bis 3 Jahren parallel zu den prototypspezifischen Funktionskontrollen und -optimierungen sukzessive eine Nachrüstung mit variablen Beschichtungsköpfen und Trägergeräten erfolgen, um den Beschichtungsanteil entscheidend zu erhöhen. KG Norderwerft Hamburg GmbH & Co. Bei der Norderwerft werden kontaminierte Dockabwässer seit Dezember 1998 (Ausrüstung Dock II) bzw. Oktober 1999 (Ausrüstung Dock I) erfasst, in Dock-Kaskadenspeichertanks gesammelt und bei Bedarf auf Grund von 18) Je nach Technik, Windverhältnissen und Sorgfalt können 5 bis 30 % der eingesetzten Farbe verloren gehen.

Einzelfallbeurteilungen nach Maßgabe der Umweltbehörde beseitigt (Mitbehandlung bei B+V Repair oder externe Entsorgung). Im Sommer 1999 wurde im Auftrag der Umweltbehörde mit Kosten von 125 000 DM aus dem Titel 8700.898.01 „Zuschüsse zur Verringerung der Schadstoffbelastung der Elbe" am Beispiel des Dock II der Einfluss verschiedener betrieblicher Randbedingungen bei Reparaturwerften auf die Belastung von Dockabwässern untersucht und, darauf aufbauend, im November 1999 ein Dockabwasserbehandlungskonzept im Auftrag der Norderwerft entwickelt.

Im Sommer 2000 wird eine Dockabwasserbehandlungsanlage mit vergleichbaren Einrichtungen und Zielsetzungen wie bei B+V Repair errichtet. Die großtechnische Anlage, deren Inbetriebnahme im August 2000 vorgesehen ist, wurde unter Berücksichtigung der betriebsspezifischen Randbedingungen auf mittleren bzw. kleineren Reparaturwerften geplant und wird als Pilotvorhaben für diesen Einsatzbereich von der Umweltbehörde mit 245 000 DM aus dem Titel 8700.898.01 „Zuschüsse zur Verringerung der Schadstoffbelastung der Elbe" bei veranschlagten Projektkosten von 490 000 DM gefördert.

Das Hochdruckwasserstrahlverfahren wird seit März 2000 mit Drücken bis zu 2500 bar sowohl auf Trägergeräten mit pneumatischer Anpressautomatik (Triple Vacu Jet) als auch handbetrieben seitens der Werft den Reedern zur umfassenden Anwendung angeboten.

Weiterhin ist der Einsatz eines stark verbesserten Farbbeschichtungsverfahrens (luftunterstütztes Airless-Spritzen (Aircoat) mit elektrostatischer Aufladung und Materialvorwärmung) vorgesehen, das die Vorteile der bisher getrennt beschrittenen Verfahrenswege (luftunterstütztes Airless-Spritzen / temperiertes Spritzen / elektrostatisches Spritzen) in sich vereint. Nach mittlerweile erfolgter praxisbezogener Weiterentwicklung wird das Verfahren derzeit bei der Neubauwerft Sietas großtechnisch im praktischen Betrieb getestet. Bei erfolgreichem Testverlauf ist geplant, das Verfahren mit betriebsspezifischer Komponentenauswahl noch im Sommer 2000 zu beschaffen und einzusetzen.

Werftbetriebe und Umweltbehörde prüfen derzeit, mit welchen Maßnahmen eine effektive Dockreinigung vor Dockungsvorgängen sichergestellt werden kann. Die Umweltbehörde plant, im Sommer 2000 weitere qualitätssichernde Regelungen einzuführen.

Umfrage zum TBT-Einsatz in Hamburger Werften

Für die Jahre 1995 und 1999 wurde der Verbrauch an TBThaltigen Antifouling-Farben jeweils durch schriftliche Abfragen bei den Hamburger Schiffswerften detailliert ermittelt.

Demgegenüber betrug der Gesamtverbrauch an zinnfreien Antifouling-Farben 86,7 t im Jahr 1995 und 117,6 t im Jahr 1999.

Durch die vorgenannten Abfrageergebnisse wird die gewählte Vorgehensweise und die Prioritätensetzung bestätigt.

2. TBT in Sedimenten und Baggergut

Entnahme erhöht belasteter Hafensedimente Anhand der Gehalte von Organozinnverbindungen im Hamburger Hafen nach der ARGE ELBE-Einstufung wird deutlich, dass die Sedimente z. B. des Vorhafens, des nördlichen Reiherstiegs, des Hansahafens und des Baakenhafens aufgrund ihrer hohen TBT-Gehalte von einer Umlagerung ausgeschlossen sind.

Derzeit ist die TBT-Belastung des Elbeschlicks der bestimmende Parameter für die Landentsorgung des Baggerguts.

Das Hamburger Baggergutkonzept ist ausführlich in der vom 26. September 1999 dargestellt.

Wesentliches Merkmal des Konzeptes zur Unterbringung nicht umzulagernden Baggergutes ist die Trennung des im Baggergut enthaltenen Sandes von dem schadstoffbelasteten Schlick. Das Baggergut wird nach Möglichkeit verwertet sowie falls erforderlich gesichert abgelagert. Für die Beseitigung auch höher mit Organozinnverbindungen belasteten Baggerguts stehen in Hamburg zwei modernen Deponiestandards entsprechende Schlickhügel zur Verfügung.

Der Prozess der Schadstoffverteilung und die damit einhergehende Schadstoffbelastung von Elbe und Nordsee wird vermindert, wenn Sedimente nicht nur zur Sicherung der Wassertiefen gebaggert, sondern auch dem Gewässer in Bereichen mit erhöhter Belastung (z. B. in der Umgebung von Werften) zur Verminderung der bioverfügbaren Schadstoffmenge entnommen werden. Dadurch verbessert sich die Sedimentqualität insgesamt.

Vorgesehen ist, im nördlichen Reiherstieg eine Entnahme hochbelasteter Sedimente durchzuführen.

Dort befindet sich auch der Standort der Norderwerft.

Ergänzend zu den bei der Werft durchgeführten und geplanten Maßnahmen zur Verhinderung von TBT-Einträgen kann so eine nachhaltige Verbesserung dieses Hafenabschnittes erreicht werden.

TBT-Reduzierung im Baggergut

Zurzeit stehen keine großtechnischen Verfahren zur speziellen TBT-Reduzierung von Baggergut zur Verfügung. Die Entwicklung neuer Verfahren mit dem Ziel, Baggergut so weit von TBT zu befreien, dass es auch nach strengen Richtwerten verwertet, abgelagert oder im Gewässer umgelagert werden kann, ist deshalb erforderlich.

In einem seit Herbst 1999 laufendem Projekt der Technischen Universität Hamburg-Harburg wird über 3 Jahre ein mögliches Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Hafenschlick erprobt. An den Kosten von mehr als zwei Millionen Mark beteiligen sich neben der TU Harburg (410 000 DM) und der EU (Life-Projekt: 900 000 DM) auch das Hafenamt Bremerhaven (360 000 DM) und die Freie und Hansestadt Hamburg mit 490 000 DM aufgeteilt auf die Titel 7500.742.04 „Unterbringung von Baggergut und Trockenaufhöhungen" (350 000 DM) und 9890.971. „Komplementärmittel für EU-Vorhaben", Einzelplan 9.2 (140 000 DM).