Ausbreitungsrechnungen zu PCB-Emittenten im Dortmunder Hafen:
Die schwierige Rückverfolgung von der Belastung zu den Quellen
Dr. Sabine Wurzler, Dr. Heike HebbinghausLANUV NRW, [email protected]@lanuv.nrw.de
Presseschlaglichter:Der Westen: http://envio.derwesten.de/„Envio – der PCB SkandalDer Giftskandal um die Dortmunder Entsorgungsfirma Envio ist die bundesweit größte PCB-Katastrophe der letzten Jahrzehnte.“
WDR: http://www1.wdr.de/themen/archiv/sp_pcbskandal/envio104.html„Offene Rechnungen im PCB-Skandal Es war 2010 der große Umweltskandal in NRW: Die PCB-Verseuchung beim Dortmunder Entsorger Envio.“
Süddeutsche Zeitung: http://www.sueddeutsche.de/politik/skandal-um-firma- envio-das-gift-der-stadt-1.1131061
„Skandal um Firma Envio Das Gift der Stadt Vergiftete Hallen, verseuchte Maschinen, menschenleeres Gelände: Die Firma Envio soll in Dortmund jahrelang gefährliches PCB gelagert haben. [...] Die Behörden ermitteln nun gegen das Unternehmen, das noch 2009 einen Umweltpreis gewonnen hatte.“
Dr. Martin Kraft, Knut Rauchfuss – Umweltmedizin, Toxikologie, Epidemiologie
Polychlorierte Biphenyle (PCB)
• Technische Chemikalien mit 2 chlorierten Phenylringen, 209 Einzel-Verbindungen (Kongenere) möglich
• Eigenschaften: geringe elektrische Leitfähigkeit, hitzestabil, schwer entflammbar, stabil gegenüber Säuren, Laugen
• Anwendungen: u.a. Transformatorenöl, Schmiermittel, Hydrauliköl, Beschichtungen etc.
• Ubiquitär verbreitet, Anreicherung in der Nahrungskette• Seit 1989 Herstellung, Inverkehrbringen und Verwendung in
Deutschland verboten, bis 31.12.2010 Beseitigung PCB-haltiger Geräte
• Analytische Erfassung über Indikator-Kongenere, Bewertung dioxinähnlicher (dl) PCB über TEF Dioxine/Furane
• Gesundheitliche Wirkungen: Neuro- und Immuntoxizität, Reproduktionstoxizität, Schilddrüseneffekte, Leberveränderungen, Hauteffekte, krebsverdächtig
Dr. Martin Kraft, Knut Rauchfuss – Umweltmedizin, Toxikologie, Epidemiologie
Ursachen und Hintergründe• Die Fa. ENVIO zählte zu den größten PCB-Entsorgern in Europa und war
nach eigenen Angaben auf die Entsorgung und Verwertung PCB- kontaminierter Transformatoren (Kupfer!) spezialisiert (LTR2-Verfahren)
• Arbeits- und umweltschutzrelevante Vorschriften bei der Aufarbeitung von Tranformatoren mit PCB-haltigen Ölen wurden offensichtlich nicht ausreichend berücksichtigt
Foto: www.wdr.de/tv/monitor/sendungen/2010/0729/pcb.php5
Foto: www.envio-recyling.de
VorführenderPräsentationsnotizenDie Firma ENVIO betrieb am Standort Dortmunder Hafen eine Anlage zum Recycling vonPCB-haltigen Transformatoren und Hydrauliksystemen. Die Firma agierte weltweit. Aufgrundder gestiegenen Rohstoffpreise für Kupfer, Aluminium und Eisen war es lukrativ geworden,auch hoch belastete endgelagerte Transformatoren aus der Untertagedeponie Herfa-Neurodefür die Materialrückgewinnung aufzubereiten.Die Firma betrieb ein genehmigtes „Niedertemperatur-Spülverfahren“ mit Tetrachlorethylenzur Reinigung von PCB-belasteten Trafoteilen („LTR2-Verfahren: Low Temperatur Rinsingand Re-Use/Recovery“).Zunächst wurden den Transformatoren die PCB-haltigen Flüssigkeiten entnommen. Die Trafogehäusewurden bei ordnungsgemäßem Betrieb in der Anlage mit Tetrachlorethylengespült und getrocknet. In einer nachgeschalteten Destillationsanlage wurde das PCB vomReinigungsmittel getrennt. Die abgeschiedenen PCB-haltigen Öle sowie die PCBDestillationsfraktiongelangten zur endgültigen Entsorgung. Die Trafomaterialien Gehäuse(Stahlschrott), Spulen (Kupfer und Aluminium) und die Bleche des Trafokerns wurden alsSekundärrohstoffe zurück gewonnen. Das ganze Verfahren der Behandlung von PCBbelasteten Transformatoren war gemäß der Genehmigung durch die Aufsichtsbehörden nurin der Halle 1, der „schwarzen Halle“, erlaubt. Nur niedrig belastete oder gereinigteTransformatoren durften in einer weiteren Halle (Halle 55) bearbeitet werden. Niedrigbelastete bzw. bereits gereinigte Materialien durften darüber hinaus in einem Zelt auf demFirmengelände gelagert werden.
PCB im Dortmunder HafenSeit 2003 Untersuchungen zur Anreicherung organischer Verbindungen in Grünkohl und Gras durch LANUVGenereller Trend: Leichte Abnahme.
Seit 2006 erhöhte PCB-Werte an Messstation Dortmund-Eving
2008 erste Probenahmen in Kleingärten östlich des Dortmunder Hafensstark erhöhte PCB-Werte.
2009 Messraster mit insgesamt 13 Messpunkten mit Bioindikatoren im und um den Dortmunder Hafenebenfalls auffällig erhöhte PCB-Werte
Ludwig Radermacher, Immissionswirkungen
Ergebnisse der Graskulturexposition im Dortmunder HafenVergleich PCBgesamt 2009 - 2010
25
453 445
82
130120
406
23
90
4048 42
86
166
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Messpunkt 1 Messpunkt 4 Messpunkt 5 Messpunkt 6 Messpunkt 9 Messpunkt 10 Messpunkt 11
µg P
CB
6*5/
kg T
S
Mittelwert 2009Mittelwert 2010
Ludwig Radermacher, Immissionswirkungen
Ergebnisse der Graskulturexposition im Dortmunder HafenVergleich PCBgesamt 2009 - 2010
µg P
CB
6*5/
kg T
S
PCB im Dortmunder HafenAb 2010 Messung der PCB-Deposition mit Bergerhoff-InstrumentenBetriebsüberprüfung potenzieller Emittenten (7 Betriebe)
30. April 2010 unangekündigte Material- und Wischproben bei EnvioErgebnisse lagen am 5. Mai 2010 vorStilllegung von Envio
Fortführung der Messungen Zusätzlich Humanbiomonitoring
Lage der LANUV-Messpunkte: Staubniederschlag
Bruckmann et al., 2010, LANUV Jahresbericht
13 und 14 ab Messdatensatz 7 zusätzlich
Gemessene PCB-Deposition in µg/(m² d)
Mess- punkt
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
T1 0,29 0,49 2,81 2,36 1,27 1,61 1,46 1,78 1,0 0,23 0,83 0,17T2 0,04 0,65 1,81 0,6 0,72 0,17 0,76 0,86 0,25 0,0 0,13 0,0
1. Messperiode (T1): 31.03. bis 29.04.20102. Messperiode (T2): 29.04. bis 27.05.2010
Es handelt sich um PCB-Deposition. Damit ist nur partikelgebundenes PCB für die Ausbreitungsrechnung von Interesse.
Ab 21.05.2010 keine Emissionen aus gefassten Quellen von Envio mehr.
Messprogramm wurde fortgesetzt.
http://www.lanuv.nrw.de/umwelt/schadensfaelle/anlagen_2010.htm
http://www.lanuv.nrw.de/umwelt/schadensfaelle/anlagen_2010.htmhttp://www.lanuv.nrw.de/umwelt/schadensfaelle/anlagen_2010.htm
Lage der LANUV-Messpunkte: Staubniederschlag
Bruckmann et al., 2010, LANUV Jahresbericht
13 und 14 ab Messdatensatz 7 zusätzlich
Envio
Weitere Informationen finden Sie z. B. unterRadermacher, L., P. Altenbeck, M. Kraft, T. Delschen und E. Hiester, 2011: Ermittlung von PCB-Quellen im Dortmunder Hafen mittels Exposition von pflanzlichen Bioindikatoren. Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft, 4, 159-164
Bruckmann, P., E. Hiester, M. Klees und L. Radermacher, 2011: Die Umweltbelastung durch polychlorierte Biphenyle (PCB) im Dortmunder Hafen. Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft, 4, 159-164
LANUV-Jahresberichte 2010 + 2011:http://www.lanuv.nrw.de/veroeffentlichungen/jahresberichte/
Zahlen, Daten, Fakten:http://www.lanuv.nrw.de/umwelt/schadensfaelle/anlagen_2010.htm
http://www.lanuv.nrw.de/veroeffentlichungen/jahresberichte/http://www.lanuv.nrw.de/umwelt/schadensfaelle/anlagen_2010.htm
Die Rolle der AusbreitungsrechnungHier 2 Fragestellungen aus dem Fall Envio:
1.Firma Envio geschlossen, trotzdem an Messpunkt 3 weiterhin hohe PCB-Depositionswerte. Welchen Beitrag leistet eine andere Firma im Hafengebiet zu der PCB- Deposition?2.Aussage von Envio: Gemessene PCB-Depositionen stammen aus genehmigten Emissionen. Ausbreitungsrechnung zur Überprüfung
Die Herausforderungen ....• Emissionen: Korngrößenverteilung unbekannt, nur Messung
Gesamtstaub• Welcher Emissionswert? Genehmigter Grenzwert? Werte aus
Anlagenüberwachung (variable Jahresmittelwerte)?• Kennen wir alle relevanten Quellen?• Welche Meteorologie?• Gibt es Gebäudeeinflüsse?• .........
HerangehensweiseVerwendetes Modell: Austal2000, Version 2.4.7, Ausbreitungsmodell nach TA-Luft für Genehmigungsverfahren
Modellgebiet: ca. 2,5 x 2,5 km²
2 Ausbreitungsrechnungen: 1)Alle Partikel als PM10 (PM-2) 2)Alle Partikel größer als PM10 (PM-u) Damit maximale und minimale Deposition. Irgendwo dazwischen sollte der tatsächliche Wert liegen.
PM10 sind Partikel mit aerodynamischem Durchmesser von 10 µm.
Welchen Beitrag leistet eine andere Firma im Hafengebiet zu der PCB-Deposition?
Emission als Zeitreihe während der Betriebszeiten mit dem maximalen StundenmittelwertMögliche Quellen:Kamin einer Schredderanlagediffuse Quellen, über die keine Informationen vorliegen
Meteorologie: Zeitreihe, Werl 1987
Modellierungesstrategie:Ohne diffuse Quellen. Haupteinfluss diffuser Quellen im Nahbereich.
PCB-Deposition in g/(m² d)
PM-2 PM-u
Vorsicht: Unterschiedliche Ausschnitte + Skalen!
PM-u ca. 10-fache Deposition im Vergleich zu PM-2
Zusammenfassung: Beitrag einer anderen Firma im Hafengebiet zu der PCB-Deposition
angenommene Korngrößenverteilung
Maximalwert der PCB- Deposition in g/(m² d)
PCB-Deposition an Messpunkt 3 in g/(m² d)
100 % PM-2 (Durchmesser kleiner 10 µm)
1,226*10-7 8,641*10-8
100 % PM-u (Durchmesser größer 10 µm)
1,243*10-6 9,347*10-7
Depositionsmaximum ca. 300 m östlich der Quelle.
Tatsächliche Emissionen vermutlich hauptsächlich PM-2 (Filter). PCB-Depositionen bei 100% PM-2 entsprechen ca. 6% des gemessenen PCB-Depositionswertes am Messpunkt 3 (1,81 *10-6 g/(m² d)). Diese gefasste Quelle ist nicht Hauptverursacher der Belastung.
Aussage von Envio: PCB-Depositionen stammen aus genehmigten Emissionen. Ausbreitungsrechnung zur Überprüfung
Anfrage der Bezirksregierung Arnsberg: 1.Welchen Beitrag liefern die PCB-Emissionen aus den gefassten Quellen der Firma Envio zu den gemessenen PCB-Depositionen? 2.Sind die Abschätzungen der Firma realistisch?
Durchführung von Ausbreitungsrechnungen.
Aussage von Envio: Belastungen stammen aus genehmigten Emissionen.Annahme von Envio: Alle Emissionen werden innerhalb des Hafengebietes deponiert. Aussage von Envio:Genehmigte Emissionen verursachten die gemessenen Depositionen.
Einschätzung des LANUV:Deposition wird dabei stark überschätzt.Es wird nur ein Bruchteil des emittierten PCBs deponiert.Ausbreitungsrechnung für eine belastbarere Aussage notwendig.
Eigene Berechnung:Es treten Gelände- und Gebäude-Einflüsse auf.Meteorologie: Dortmund Eving 2001, Zeitreihe
Es gab 2 Betriebszustände mit unterschiedlichen Quellen. 1. Zustand bis 29.04.20102. Zustand 29.04. bis 20.05.2010 (eine Quelle mehr)
Es werden nur die gefassten Quellen berücksichtigt.
Berechnete PCB-Depositionen an den LANUV- Messpunkten für den Zeitraum bis 29.04.2010 (Zustand 1)
Messpunkt LANUV
PCB- Deposition in g/(m²*d) bei 100 % PM-2
PCB- Deposition in g/(m²*d) bei 100 % PM-u
Gemessene PCB- Deposition in g/(m² d)
2 1.27E-08 3.53E-08 4.9E-073 2.23E-07 1.04E-06 2.81E-064 2.59E-08 1.08E-07 2.36E-065 3.92E-08 1.52E-07 1.27E-066 4.01E-08 1.58E-07 1.61E-067 1.12E-08 3.36E-08 1.46E-068 3.34E-08 1.27E-07 1.78E-069 1.67E-08 4.81E-08 1.0E-06
10 3.67E-09 7.49E-09 2.3E-0711 1.10E-08 2.73E-08 8.3E-0712 3.53E-09 7.29E-09 1.7E-07
Messpunkt 1 liegt außerhalb des Rechengebietes.Messzeitraum T1: 31.03. bis 29.04.2010
Berechnete PCB-Depositionen an den LANUV- Messpunkten für den Zeitraum 29.04.2010 bis 20.05.2010 (Zustand 2)
Messpunkt LANUV
PCB- Deposition in g/(m² d) bei 100 % PM-2
PCB- Deposition in g/(m² d) bei 100 % PM-u
Gemessene PCB- Deposition in g/(m² d)
2 3.82E-08 2.67E-07 6.5E-073 3.87E-07 3.88E-06 1.81E-064 7.42E-08 7.07E-07 6.0E-075 1.13E-07 8.21E-07 7.2E-076 1.18E-07 9.26E-07 1.7E-077 3.56E-08 2.58E-07 7.6E-078 1.01E-07 7.17E-07 8.6E-079 5.42E-08 2.90E-07 2.5E-07
10 1.32E-08 5.27E-08 0.011 3.73E-08 1.65E-07 1.3E-0712 1.24E-08 4.56E-08 0.0
Messpunkt 1 liegt außerhalb des Rechengebietes.Messzeitraum T2: 29.04. bis 27.05.2010
PCB-Deposition in g/(m² d) für Zustand 1
PM-2 PM-u
Vorsicht: Unterschiedliche Skala!
PCB-Deposition in g/(m² d) für Zustand 2
PM-2 PM-u
Vorsicht: Unterschiedliche Skala!
FazitDie Berechnung erklärt maximal die Hälfte der gemessenen PCB- Deposition.Es müssen noch weitere Quellen vorhanden sein.Diese Quellen sind vermutlich diffus. Für sie liegen keine Emissionsdaten vor.Entsprechende diffuse Quellen wurden bei der unangekündigten Begehung entdeckt.
Schlussfolgerungen:Es ist wichtig, die korrekten Emissionsdaten zu kennen.
Die Ausbreitungsrechnungen zeigen: Alleine anhand der gefassten Quellen lässt sich die gemessene PCB- Belastung nicht erklären.Diffuse Quellen spielen hier eine Rolle.PCB-Deposition trat auch außerhalb des Firmengeländes von Envio auf.Die Abschätzung von Envio über die PCB-Deposition bei genehmigtem Betriebszustand ist irreführend.
Ausbreitungsrechnungen können bei der Verursacheranalyse und bei der Abschätzung des betroffenen Gebietes unterstützen.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Ausbreitungsrechnungen zu PCB-Emittenten �im Dortmunder Hafen: �Die schwierige Rückverfolgung �von der Belastung zu den QuellenPresseschlaglichter:Polychlorierte Biphenyle (PCB)Ursachen und HintergründePCB im Dortmunder HafenFoliennummer 6Foliennummer 7PCB im Dortmunder HafenLage der LANUV-Messpunkte: StaubniederschlagGemessene PCB-Deposition in µg/(m² d)Lage der LANUV-Messpunkte: StaubniederschlagWeitere Informationen finden Sie z. B. unterDie Rolle der AusbreitungsrechnungDie Herausforderungen ....HerangehensweiseWelchen Beitrag leistet eine andere Firma im Hafengebiet zu der PCB-Deposition?PCB-Deposition in g/(m² d)Zusammenfassung: Beitrag einer anderen Firma im Hafengebiet zu der PCB-DepositionAussage von Envio: PCB-Depositionen stammen aus genehmigten Emissionen. � Ausbreitungsrechnung zur ÜberprüfungAussage von Envio: Belastungen stammen aus genehmigten Emissionen.Eigene Berechnung:Berechnete PCB-Depositionen an den LANUV-Messpunkten für den Zeitraum bis 29.04.2010 (Zustand 1)�Berechnete PCB-Depositionen an den LANUV-Messpunkten für den Zeitraum 29.04.2010 bis 20.05.2010 (Zustand 2)�PCB-Deposition in g/(m² d) für Zustand 1Foliennummer 25FazitSchlussfolgerungen:Foliennummer 28