Das Deutsche Untersuchungsprogramm Rhein (DUR)
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Einleitung
Der Zustand des Rheins und seiner Nebenflüsse wird maßgeblich durch die Einflüsse menschlicher Aktivitäten geprägt. Zunehmende Ansprüche sowie zahlreiche Einleitungen und Einwirkungen erfordern einen umfassenden Gewässerschutz, basierend auf einer laufenden Überwachung auch des Gewässerzustandes.
Beeinträchtigungen der Gewässer erfolgen häufig durch Einleitungen, die daher regelmäßig überwacht werden (Einleiterüberwachung). Zusätzlich ist eine Immissionsüberwachung erforderlich, um weitere Einflüsse zu erfassen und die Auswirkungen auf den Rhein zu verfolgen und zu beurteilen. Gegebenenfalls sind weiter weiter gehende Anforderungen an Einleitungen und sonstige Belastungsquellen zu stellen. Das Vorsorgeprinzip und eine vorausschauende Gesamtplanung verlangen eine großräumige und langfristige Beobachtung des Zustandes des Rheins und seiner wichtigsten Nebengewässer. Messungen und Probenahmen in Zusammenhang mit den nationalen Warn- und Alarmdiensten bleiben hier unberücksichtigt.
1. Ziele und Aufgaben
In Zukunft wird der Gewässerschutz in Europa maßgeblich von der Richtlinie 2000/60/EG (Wasserrahmenrichtlinie, WRRL) geprägt sein, die mit ihrer Veröffentlichung im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften am 22.12.2000 in Kraft trat. Die WRRL zeichnet sich vor allem durch zwei Aspekte aus: sie setzt zum einen konsequent den Gedanken um, ein Flusseinzugsgebiet als Ganzes zu betrachten, und sie fordert zum zweiten Instrumente einer integrativen Beurteilung und Bewirtschaftung. Dazu führt sie u.a. neue Bewertungskriterien und Bewertungsmaßstäbe ein.
Für die Fortsetzung der Datenerhebungen und Bewertungen von Bedeutung sind die Vorgaben für die Erfassung des Gewässerzustandes. Innerhalb von 15 Jahren ist der gute Zustand der Gewässer zu erreichen. Das setzt das Erreichen des guten ökologischen und des guten chemischen Zustandes voraus.
Der gute chemische Zustand ist dann erreicht, wenn die von der EU-Kommission noch festzulegenden Qualitätsnormen für prioritäre und prioritäre gefährliche Stoffe nach WRRL eingehalten werden. Wenn diese Stoffe im Flusseinzugsgebiet eingeleitet werden, sind sie zu überwachen. Werden weitere spezifische synthetische und nicht-synthetische Stoff in signifikanten Mengen in ein Flussgebiet eingeleitet, müssen die Konzentrationen soweit begrenzt werden, dass der gute ökologische Zustand erreicht wird. Hierzu sind Qualitätsnormen für die flussgebietsspezifisch relevanten Stoffe nach einem vorgeschriebenen Schema in der Verantwortung der Mitgliedsstaaten festzulegen und zu überwachen.
Der gute ökologische Zustand ist erreicht, wenn die Lebensgemeinschaften von wirbellosen Flussbettbewohnern (Makrozoobenthos), Plankton-Algen (Phytoplankton), Wasserpflanzen (Makrophyten), Algen der Gewässersohle (Phytobenthos) und Fischen in Zusammensetzung und Häufigkeit nur geringfügig von der des typspezifischen Referenzgewässers abweichen.
Die genannten EU-Vorgaben haben Konsequenzen für die Überwachungsprogramme. Für die Feststellung des guten chemischen Zustandes müssen die zu untersuchenden prioritären und prioritären gefährlichen Stoffe und die spezifischen Schadstoffe in geeigneter Weise in die Untersuchungsprogramme eingebunden werden. Einige der von der EU als prioritär vorgeschlagenen Stoffe werden bereits im DUR gemessen, bisher nicht berücksichtigte Stoffe müssen neu in das DUR aufgenommen werden, falls sie eingeleitet werden. Für die Feststellung des guten ökologischen Zustandes werden weitergehende biologische Untersuchungen erforderlich. Hier muss aber zunächst die Entwicklung geeigneter Bewertungsverfahren abgewartet werden.
Daneben sind selbstverständlich die bisher geltenden wasserwirtschaftlichen Kriterien für die Aufstellung eines Untersuchungsprogramms weiterhin gültig.
Für das Deutsche Untersuchungsprogramm Rhein ergibt sich hieraus die folgende Zielsetzung:
Langfristiges Erfassen der Beschaffenheit des Rheins und seiner wichtigsten Nebenflüsse im deutschen Rheineinzugsgebiet als Grundlage für eine Zustandsbeschreibung und für das Erkennen längerfristiger und großräumiger Entwicklungen, wobei auf der Umsetzung EG-Wasserrahmenrichtlinie ein besonderer Schwerpunkt liegt.
Aus dieser Zielsetzung ergeben sich folgende Aufgabenschwerpunkte :
L Langfristiges Erfassen der Gewässerbeschaffenheit zum relativen räumlichen und/oder zeitlichen Vergleich und
bewertende Zustandsbeschreibung, Vergleich mit vorgegebenen Maßstäben z. B.:
- Zielvorgaben
- Gewässerklassifizierungen
- Grenzwerten von Richtlinien, Qualitätszielen und Qualitätsnormen.
F Ermittlung von Transporten und Frachten zur Unterstützung von Trendaussagen
O Operationelles Monitoring, z. B. Chlorid-Reglement, Sauerstoff-Stützung
A Erkennen von besonderen kritischen Belastungssituationen, z. B. Alarmfälle
P Erfassen von steuernden Prozessen in Gewässern und Einzugsgebieten
(nach Bedarf; z. B. Messungen bei Extremwasserführung)
Die Zuordnung der einzelnen Aufgaben zu den Messstellen ist in der nachstehen-den Tabelle zusamengefasst:
2. Messstellennetz
Die Messstellen des Deutschen Untersuchungsprogramms Rhein sind so festgelegt, dass neben dem Rhein auch die wichtigsten Nebengewässer erfasst und großräumig Zusammenhänge erkennbar werden.
Um der jeweiligen Aufgabenstellung zu entsprechen, müssen an die Messstellen bestimmte Anforderungen hinsichtlich Messumfang, Messhäufigkeit und Beobachtungsdauer gestellt werden. Sie müssen eine statistisch gesicherte Aussage über
- die Gewässerbeschaffenheit im Bereich der Messstelle und
- den Stofftransport durch den die Messstelle enthaltenden Abflussquerschnitt sicherstellen.
3. Messprogramm
Bei der Aufstellung des Messprogramms wurde berücksichtigt, dass die erhobenen Daten aus Rationalisierungsgründen auch für andere Zwecke im nationalen und internationalen Bereich verwendet werden sollten. Hiermit werden Doppelmessungen für Kenngrößen (z. B. bei unterschiedlicher Probenahmeart) vermieden, die z. B. auch im Rahmen der EU-Richtlinien für Oberflächengewässer gemessen werden müssen.
3.1 Teilbereiche für die Messung
Stoffe, die fast vollständig gelöst sind, sollen nur in der Wasserphase, Stoffe, die fast vollständig an Schwebstoff adsorbiert sind, nur in der Schwebstoffphase und diejenigen Stoffe, die teilweise gelöst und teilweise absorbiert sind, in der Phase gemessen werden, in der sie analytisch sicherer nachzuweisen sind.
Als Kompartimente werden berücksichtigt:
- Wasser
- Schwebstoffe
- Sedimente
- Biologisches Material (chemische Rückstandsuntersuchung).
- hygienische Untersuchungen
- Arteninventar (z. B. Makrozoobenthos und Fischfauna)
- kontinuierliche Biotests
- Trophie (z. B. Chlorophyll a und Phaeopigmente)
Bei der Auswahl der zu untersuchenden Kenngrößen sind neben den Anforderungen der Wasserrahmenrichtlinie die Messungen für das Internationale Messprogramm Rhein an den internationalen Messstellen, sowie vor allem die Probleme am Rhein und in seinem Einzugsgebiet zu berücksichtigen.
Mit Blick auf die Aufgaben eines zukunftsorientierten DUR werden die Kenngrößen seit 1997 in ein Grundmessprogramm und ein erweitertes Messprogramm aufgeteilt.
Das Grundmessprogramm ist an allen Messstellen obligatorisch, sofern technisch durchführbar.
Für das erweiterte Messprogramm ist vom jeweiligen Messstellenbetreiber im Einzelnen zu prüfen, welche Kenngrößen an den jeweiligen Messstellen relevant und in das Messprogramm aufzunehmen sind. Dabei ist zu berücksichtigen, welche Messungen für das Internationale Messprogramm Rhein erforderlich sind.
Für das Untersuchungsjahr 2005 wurden nach 2002, 2003 und 2004 zum vierten Mal - im Vorgriff auf die noch zu erwartenden Festlegungen hinsichtlich der Kriterien für Probenahme und Analytik, die zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie getroffen werden müssen - die Stoffe aufgenommen, denen nach derzeitigem Stand als prioritäre und prioritär gefährliche Stoffe im Rahmen der Übersichtsüberwachung ein besonderes Augenmerk gelten muss.
3.2.1 Wasserphase
Das Grundmessprogramm Wasser umfasst die in Anhang 2.1 einschließlich der Probenahmeart und -häufigkeit zusammengestellten Kenngrößen.
Das erweiterte Messprogramm ist in Anhang 2.2 dargestellt.
3.2.2 Schwebstoffphase
Die Kenngrößen, die im Deutschen Untersuchungsprogramm Rhein in der Schwebstoffphase gemessen werden, sind in Anhang 2.3 (Grundmessprogramm), und Anhang 2.4 (erweitertes Messprogramm) zusammengestellt.
3.2.3 Biologische Untersuchungen
Mindestens einmal im Jahr wird an den Messstellen der Saprobienindex (Grad der organischen Belastung, ermittelt anhand des biologischen Besiedlungsbildes) bestimmt und in den Hauptzahlen dokumentiert.
3.2.4 Weitere Untersuchungen
Weitere Untersuchungen werden von den Ländern sowie von Bundesbehörden im Rheineinzugsgebiet durchgeführt.
- Sediment-Untersuchungen sollten an Messstellen durchgeführt werden, die geeignet sind, das DUR zu ergänzen.
- Hygienische Untersuchungen werden im Rahmen der Länder-Messprogramme durchgeführt und seit 1997 auch in den die Zahlentafeln des DUR mit erfasst.
- Arteninventare sollen in Zukunft die biologischen Untersuchungsergebnisse ergänzen.
- Fisch-Untersuchungen werden gemäß dem Fisch-Messprogramm der IKSR durchgeführt.
3.3 Messfrequenz und Probenahmeart
Messfrequenz und Probenart hängen davon ab, zu welcher Kategorie die Messstelle gehört. Die physikalisch-chemischen Messungen erfolgen kontinuierlich bzw. im Abstand von 2 oder 4 Wochen gemäß Probenahmekalender (Anhang 1). Die Verantwortung für die Probenahmefrequenz und -art liegt beim Betreiber der jeweiligen Messstelle im Rahmen des Deutschen Untersuchungsprogramms Rhein.
Kenngrößen, Probenahmeart und -frequenz sind in den Anhängen 2.1 bis 2.4, die zugehörigen Messverfahren sowie Bestimmungsgrenzen in den Anhängen 4.1 und 4.2 zusammengestellt.
Die zeitliche Zuordnung von digital erfassten Messwerten, die Auswertung und die Statistik erfolgen auf der Grundlage der mitteleuropäischen Zeit (MEZ). Lediglich örtliche Beobachtungen und andere Aufzeichnungen erfolgen ggf. nach der mitteleuropäischen Sommerzeit (MESOZ).
4. Anweisungen für die Messungen
4.1 Probenahme und kontinuierliche Messungen
An den Messstellen erfolgt die Probenahme in der Regel automatisch. Hierzu wird dem Gewässer kontinuierlich Wasser entnommen. Aus dem Wasserstrom werden in der gemäß Untersuchungsprogramm und Probenahmekalender vereinbarten Häufigkeit Proben zur Untersuchung entnommen.
Falls ausnahmsweise die Möglichkeit der kontinuierlichen Wasserentnahme nicht besteht, ist die Probe an der Messstelle in einer Tiefe von ca. 0,5 m so zu entnehmen, dass sie nicht durch oberflächen- oder bodennahe Wasserschichten beeinträchtigt wird.
Die Entnahme von Mischproben erfolgt aus dem geförderten Wasserstrom mit Hilfe kontinuierlicher Probenahmegeräte. Die Mischproben werden zeitproportional entnommen, kontinuierlich tiefgefroren oder jeweils als Tagesmischprobe von 0.00 Uhr bis 24.00 Uhr entnommen, umgehend tiefgefroren und bei -18°C gelagert. Die Tagesmischproben werden nachträglich nach den Erfordernissen des Untersuchungsprogramms zu 14- bzw. 28-Tages-Mischproben vereinigt. Die Konservierung der Proben erfolgt im Übrigen gemäß den jeweiligen Vorschriften für die Analytik (DEV, DIN, ISO, vgl. Anhang 4).
Den Messsonden zur Erfassung der kontinuierlich messbaren Kenngrößen, die in Anhang 2.1 mit K gekennzeichnet sind, sowie den kontinuierlichen Biotestgeräten wird ein Teilstrom des Förderstroms zugeleitet.
Bei Ausfall der kontinuierlichen Messeinrichtungen werden diese Kenngrößen aus Einzelproben bzw. nicht gefrorenen Mischproben bestimmt.
Schwebstoffproben werden mittels Durchlaufzentrifugen gewonnen, deren Kenndaten in Anhang 3 mit erfasst sind.
4.2 Abfluss-Ermittlung
Die Abflusswerte an den Bezugspegeln werden von der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung ermittelt und von der Bundesanstalt für Gewässerkunde in Form von Tagesmittelwerten zur Verfügung gestellt.
4.3 Messungen und Analysen
Die Messung der einzelnen Kenngrößen erfolgt aus für die jeweiligen Kenngrößengruppen gesondert entnommenen und ggf. entsprechend vorbehandelten Teilproben.
Alle Kenngrößen werden bei den Untersuchungen grundsätzlich nach DIN-Vorschriften bzw. gebräuchlichen und erprobten Analysenverfahren bestimmt.
Abweichungen von den DIN-Vorschriften sind in begründeten Fällen (z. B. beim Einsatz automatischer Geräte bei der Serienanalyse) zulässig, sofern die Gleichwertigkeit des angewendeten Analysenverfahrens nachgewiesen ist. Abweichungen von der angegebenen Methodik sind zu dokumentieren.
5. Datenerfassung, -auswertung und -publikation
Die Messdaten werden von den Betreibern anhand der vereinbarten einheitlichen Datenerfassungsmaske unter Angabe der jeweiligen Bestimmungsgrenze erfasst und jeweils zum Abgabetermin gemäß Probenahmekalender, spätestens zum ersten Vorlagetermin des folgenden Messjahres, der Gütestelle Rhein sowie parallel allen interessierten Messstellenbetreibern zugesandt. Von der Obfrau werden die Messdaten der einzelnen Messstellen zusammengefasst und den Datenführenden Stellen sowie den Wasserwerken zur Verfügung gestellt.
Die Abflussdaten werden von der Bundesanstalt für Gewässerkunde im 8-Wochen-Rhythmus zur Verfügung gestellt.
Die langfristige Erfassung und Pflege der Daten erfolgt über die hydrologische Datenbank (HYDABA) bei der BfG.
Im jährlichen Turnus werden "Zahlentafeln der physikalisch-chemischen Untersuchungen" in Form einer datenbankbasierten CD-ROM herausgegeben. Als pdf-Dateien enthält die CD-ROM u. a. auch Gesamttabellen je Messstelle für die untersuchten Kompartimente, die in ihrer äußeren Form den bisherigen Druckausgaben der Zahlentafeln entsprechen. Diese Tabellen enthalten Mittelwerte, Perzentile, Extremwerte und mittlere Transporte sowie Hauptzahlen. Sie werden durch grafische Darstellungen sowie Tabellen der hygienischen Untersuchungen und der Saprobien-Indizes ergänzt. Alle Dateien werden über Homepage der DK www.dk-rhein.de auch ins Internet gestellt.
 Karten der Messstellen |
Verantwortlich: Deutsche Kommission zur Reinhaltung des Rheins (DK)
Gütestelle Rhein
Am Rhein 1
67547 Worms
Tel.: 06241/92111-0
Fax: 06241/92111-49
E-Mail: rgs.worms@luwg.rlp.de
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