Im Ablauf kommunaler Kläranlagen werden vermehrt Mikroschadstoffe nachgewiesen, da die Elimination in den bestehenden Reinigungsstufen konventioneller Kläranlagen nicht für eine weitergehende Entnahme ausreicht. Als Mikroschadstoffe werden organische Substanzen bezeichnet, die in den Gewässern im Konzentrationsbereich von wenigen Nanogramm- bis Mikrogramm pro Liter anzutreffen sind. Darunter fallen synthetische Substanzen, wie z. B. Pestizide, Arzneimittelwirkstoffe, Lebensmittelzusatzstoffe, Inhaltsstoffe von Kosmetika und Körperpflegemittel, aber auch Stoffe natürlichen Ursprungs, wie z. B. Hormone. Diese Stoffe gelangen punktuell über Anlagen der Siedlungsentwässerung wie bspw. kommunale Kläranlagen und Regenentlastungen sowie über diffuse Einträge von landwirtschaftlich genutzten Flächen in die Gewässer. Für viele Mikroschadstoffe stellt der Eintrag über das kommunale Abwassersystem den dominanten Eintragspfad dar.

Rechtliche Vorgaben für eine Nachrüstung der kommunalen Kläranlagen mit weitergehenden Reinigungsverfahren auf Basis stoff- oder stoffgruppenspezifischer Anforderungswerte bestehen bisher nicht. Allerdings sind in der EU-Richtlinie 2008/105/EG Umweltqualitätsnormen (UQN) genannt, die als Maßstab für den bis zum Jahr 2015 geforderten guten chemischen Zustand der Gewässer dienen sollen. Mit der Richtlinie 2013/39/EU wurden 12 neue Stoffe in die Liste der prioritären Stoffe aufgenommen und die bisherigen UQN teilweise angepasst. Die UQN für diese Substanzen treten ab dem Jahr 2018 in Kraft. Für Arzneimittel gibt es allerdings nach wie vor keine UQN. Lediglich die Östrogene 17?-Ethinylestradiol und 17? Estradiol sowie das Schmerzmittel Diclofenac wurden in die sogenannte Beobachtungsliste aufgenommen und sollen in den nächsten Jahren regelmäßig in Oberflächengewässern überwacht werden. Mit dem Durchführungsbeschluss 2015/495/EU wurden zudem die Makrolid-Antibiotika Erythromycin, Clarithromycin und Azithromycin in die Beobachtungsliste aufgenommen.

Vor diesem Hintergrund wird europaweit die Ausrüstung kommunaler Kläranlagen mit einer sogenannten 4. Reinigungsstufe diskutiert, wobei derzeit jedes Land seine eigene 'Mikroschadstoff-Strategie' entwickelt. Als Verfahren zur Elimination von Mikroschadstoffen werden die Ozonung oder die Aktivkohleadsorption mit nachgeschalteter Filtrationsstufe favorisiert, die jedoch den Energie- bzw. Ressourcenverbrauch der Kläranlagen deutlich erhöhen. Bei der Auswahl von geeigneten Maßnahmen spielen daher neben der Wirksamkeit insbesondere die damit verbundenen Kosten und Umweltbelastungen eine wesentliche Rolle. Die Zusammenhänge sind von besonderer Bedeutung für kleinere bis mittlere Kläranlagen, wie sie häufig in der Gro?region – v.a. in Teilen von Rheinland-Pfalz (bspw. Eifel und Hunsrück), dem nördlichen Saarland und Luxemburg (Ösling) sowie weiten Teilen der Wallonie (z.B. Region der Ardennen und Hohes Venn) und in Teil von Lothringen (z.B. Gebiet der Vogesen) - zum Einsatz kommen. Dies erfordert die Entwicklung innovativer Strategien für die Implementierung und den Betrieb der 4. Reinigungsstufen auf überregionaler Ebene zum Erhalt und Schutz der Umwelt sowie Förderung der Ressourceneffizienz.

Als für die Gro?region repräsentatives Projektgebiet für die Entwicklung derartiger Strategien sowie zur Erprobung innovativer und nachhaltiger Technologien zum Umgang mit Mikroschadstoffen, wurde das Flusseinzugsgebiet der ‚Sauer‘ als grenzüberschreitendes Gewässer der Länder Belgien, Deutschland und Luxembourg gewählt.

Die Sauer (franz. Sûre) entspringt im Südosten von Belgien und weist eine Länge von insgesamt 173 km auf. Mit einem Einzugsgebiet von 4.259 km2 und einem mittleren Abfluss von 54 m3/s ist die Sauer das größte linke Nebengewässer der Mosel. Auf ca. 50 km bildet die Sauer die deutsch-luxemburgische Grenze, bis sie bei Wasserbillig in die Mosel mündet. Die Sauer bildet auf ihrer gesamten Flie?strecke die Vorflut für zahlreiche Einleitungen aus Regenentlastungen und Kläranlagen, die neben sauerstoffzehrenden Stoffen und Nährstoffen wir Stickstoff und Phosphor auch zahlreiche Mikroschadstoffe einleiten; daneben erfolgt ein diffuser Eintrag unterschiedlichster Belastungen, insbesondere aus der Landwirtschaft. Eine weitere besondere Problematik stellt der Eintrag von Fäkalbakterien durch eingeleitetes Abwasser dar; dies hat dazu geführt, dass in der ursprünglich als Badegewässer ausgewiesenen Sauer seit 2011 das Baden (nach luxemburgischer Rechtssprechung) offiziell verboten ist. Die wesentlichen grenzüberschreitenden Herausforderungen im gewählten Projektgebiet lassen sich wie folgt zusammenfassen:

(1) Es fehlen derzeit finanzierbare und nachhaltige Technologien zur Elimination von Mikroschadstoffen für kleine und mittelgro?e Kläranlagen Das Einzugsgebiet der Sauer ist sowohl auf belgischer als auch deutscher und luxemburgischer Seite her ländlich geprägt. Hieraus resultiert, dass neben einigen wenigen grö?eren Kläranlagen (wie bspw. die Kläranlage Bleesbrück, die zur Zeit auf eine Ausbaugrö?e von 130.000 Einwohnerwerte (EW) ausgebaut wird) vorwiegend kleine und mittelgro?e Kläranlagen (von Ausbaugrö?en mit wenigen 100 EW bis ca. 20.000 EW) im Projektgebiet zu finden sind. Für Kläranlagen dieser Grö?e eignen sich die derzeit verfahrenstechnisch etablierten Verfahren zum Abbau von Mikroschadstoffen jedoch nur sehr eingeschränkt, da sie bedingt durch ihre vergleichsweise hohen Investitionskosten sowie den bereits erwähnten hohen Energiemehrbedarf hier wenig wirtschaftlich erscheinen. Für Anlagen dieser Grö?enordnung fehlen somit geeignete und erprobte Technologien zum Abbau von Mikroschadstoffen. Diese sollen im Rahmen des EmiSure-Projektes durch Erprobung auf zwei Referenzanlagen (weiter-) entwickelt und erprobt werden. Die zur Erprobung vorgesehenen Technologien (bewachsene Bodenfilter mit speziellem Aufbau) bieten darüber hinaus die Möglichkeit, bakteriologische Belastungen (u.a. Fäkalkeime) sowie den Eintrag von Nährstoffen in die Gewässer zu vermindern. Die Technologien können dann – eine erfolgreiche Erprobung vorausgesetzt – auf einer Vielzahl von Anlagen in der Gro?region eingesetzt werden. (2) Es fehlen länderübergreifende Strategien zum Umgang mit Mikroschadstoffen in der Gro?region Die bisherige Praxis beim Umgang mit Mikroschadstoffeinträgen aus entwässer ungstechnischen Einrichtungen sieht wie folgt aus: da bislang keine direkten binden Vorgaben an die Elimination bestehen, die grundsätzliche Notwendigkeit einer Verminderung der Einträge jedoch von den meisten Experten befürwortet wird, entscheidet jeder Kläranlagenbetreiber (Syndicate, Verbände und Kommunen) für sich selbst wie mit dieser Problematik umgegangen werden soll (ob, wo, auf welchen Standorten, mit welchen Technologien eine weitergehende Elimination stattfinden soll). Länderübergreifende und transparente Strategien, wie sie im Rahmen des EmiSure-Projektes entwickelt werden sollen, bieten die Möglichkeit einer abgestimmten Vorgehensweise, bei der immissionsbasierte und ressourcenorientierte Lösungen entwickelt werden. Hierdurch wird grenzübergreifend der Gewässerschutz maximiert, sowie der Energie und Materialeinsatz sowie die monetäre Belastung minimiert. Eine derartige länderübergreifende und flussgebietsbezogenen Vorgehensweise wird auch von der Wasserrahmenrichtlinie gefordert, so dass das beantragte Projekt als Leuchtturmprojekt hierfür angesehen werden kann. Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass durch die im Rahmen des EmiSure-Projektes vorgesehenen Ma?nahmen zahlreiche grenzüberschreitende Herausforderungen gelöst bzw. Probleme reduziert werden können, und zudem die entwickelten Technologien und Strategien auf zahlreiche Regionen in der Gro?region übertragbar erscheinen. Aus diesem Grund zählt die Prüfung der Übertragbarkeit zu einem wesentlichen Arbeitspunkt im Rahmen des beantragten Projektes.