Document xz7eLEZVRJQBBve17D5ZnNp56

FOKUS Die analytischen Herausforderungen der neuen EU-Trinkwasserrichtlinie: Was kommt auf die Deutsche Wasserversorgung zu? Mit der neuen EU-Trinkwasserrichtlinie wird die Analytik in Zukunft an ein Risikomanagementkonzept anzupassen sein und dadurch flexibler werden mssen. Neue analytische Parameter sind zu bewltigen, vor allem liegt ein Fokus auf den perfluorierten Stoffen (PFAS). Herausforderungen bestehen vor allem bezglich der hohen Sensitivitt einiger Methoden. Die seit langem in der Diskussion befindliche und durch die Corona-Krise deutlich verzgerte neue EU-Trinkwasserrichtlinie [1] ist nach ihrer Verffentlichung im Dezember 2020 am 12. Januar 2021 in Kraft getreten. Angesichts der erlaubten zweijhrigen bergangszeit muss es in Deutschland bis sptestens zum 12. Januar 2023 eine neue Trinkwasserverordnung geben, die die seit 2019 geltende Fassung [2] ablsen wird. Angesichts der zum Teil massiven nderungen, die in die EU-Gesetzgebung eingeflossen sind, darf mit zum Teil erheblichen nationalen nderungen gerechnet werden, nicht zuletzt durch den Einfluss der Europischen Verbraucherschutzinitiative ,,Right to Water" aus dem Jahr 2013, bei der rund 2 Mio. EU-Brger gefordert hatten, dass das Recht auf Zugang zu Wasser und sanitrer Grundversorgung ein Menschenrecht sein und auch im EU-Recht verankert werden solle (www.right2water.eu). Der stark qualittsorientieren Sichtweise der Richtlinie ist nun eine prgnante Sichtweise des Wassermanagements sowie der Verbraucherinformation hinzugefgt worden. Somit sind die Hauptziele der Richtlinie, die menschliche Gesundheit vor den nachteiligen Einflssen durch Trinkwasser zu schtzen sowie den Zugang zu Trinkwasser und die Informationen ber Trinkwasser zu verbessern. In diesem Beitrag soll primr auf die wichtigsten Vernderungen bei der analytischen Trinkwasserberwachung eingegangen und es sollen wichtige neue Parameter und Prinzipen erlutert werden sowie die dadurch verursachten Herausforderungen an die Trinkwasserlabore. Einfhrung des risikobasierten Ansatzes fr die gesamte Versorgungskette Ein wesentlicher neuer Aspekt ist die konsequente Einfhrung eines risikobasierten Ansatzes und des Risikomanagements als zentrales Element der Steuerung aller Prozesse in der gesamten Versorgungskette von der ,,Quelle bis zum Wasserhahn" (,,Sourceto-Tap"-Ansatz). So haben die Wasserversorger wie auch die Verantwortlichen fr die Trinkwasserinstallationen mit unterschiedlichen, zum Teil langen bergangsfristen fr die Einfhrung eines Risikomanagements zu sorgen. Dies ist im Lebensmittelbereich bereits seit vielen Jahren als HACCP-Konzept [3] eingefhrt und fr den Wasserbereich ebenfalls seit 2009 durch die WHO als Water Safety Plan (WSP) [4] beschrieben. Nicht zuletzt kommt mit der neuen Richtlinie eine konsequente Ausweitung der risikobasierten Anpassung der Probenahmeplanung (RAP) nach 14 Absatz 2a - 2c TrinkwV [2]. Das Risikomanagement ist im Artikel 7 der EU-Trinkwasserrichtlinie [1] allgemein beschrieben. Es gelten dabei folgende Umsetzungsfristen in den drei Bereichen: Artikel 8: Einzugsgebiete von Trinkwassergewinnungsstellen (Umsetzung bis 12.07.2027), Artikel 9: Wasserversorgungssysteme (Umsetzung bis 12.01.2029), Artikel 10: Trinkwasser-Installationen (Umsetzung bis 12.01.2029). Mit den Risikomanagement-Anstzen wird es zu einer wesentlich dynamischeren und problemorientierteren analytischen berwachung kommen. Es wird weniger nach den starren Listen der Anlagen zur Verordnung zu untersuchen sein, sondern vielmehr wird sich das Parameterspektrum an regionalen Begebenheiten und Problemen orientieren mssen. Dieser Ansatz war bereits bei der RAP verfolgt worden. Jedoch war hierbei die Hauptmotivation eine mgliche Einsparung bei den Analysenkosten, die jedoch in fast allen Fllen im Vergleich zu den hohen Aufwendungen und Kosten des Risikomanagements eher minimal ausfielen. Daher sind nur sehr wenige RAP bei den Gesundheitsmtern beantragt worden. Auch wenn sich in Zukunft ein dynamischeres Bild bei den Analysenparametern ergeben wird, kommen dennoch eine Reihe konkreter neuer und vernderter Vorgaben auf die Wasserversorgung und die Laboratorien zu, die im Folgenden beschrieben werden sollen. Neue Parameter sowie wichtige nderungen in der berwachung Im Anhang I der neuen EU-Trinkwasserrichtlinie [1] sind die Mindestanforderungen fr die Parameterwerte (= Grenzwerte in Deutschland) festgesetzt. In Tabelle 1 werden die neuen Parameter mit ihren Werten vorgestellt. Im Bereich der anorganischen Parameter sind nun Chlorit und Chlorat als toxikologisch relevante Desinfektionsnebenprodukte aufgenommen worden sowie Uran als toxisches Schwermetall. Fr alle drei Parameter gibt es bereits nationale Regelungen. Das Uran ist in der TrinkwV [2] seit der Fassung vom 3. Mai 2011 mit einem niedrigeren Grenzwert von 10 g/L enthalten. Chlorit und Chlorat waren bisher nur in der 11-Liste der Aufbereitungsprodukte [5] mit zum Teil deutlich strengeren Regelungen enthalten. So ist beispielsweise Chlorat mit 30 gwf-Wasser|Abwasser 03|2021 FOKUS Tabelle 1: Neue Parameterwerte im Anhang I der EU-Trinkwasserrichtlinie 2020 [1] Parameter Parameterwert Anmerkungen Bisphenol A 2,5 g/l Chlorat, Chlorit Je 0,25 mg/l 0,70 mg/l gilt, wenn zur Desinfektion ein Desinfektionsverfahren, insbesondere Chlordioxid, zum Einsatz kommt, bei dem Chlorat entsteht. Halogenessigsuren (HAA5) 60 g/l Nur wenn Desinfektionsverfahren zum Einsatz kommen; fnf reprsentative Stoffe: Monochlor-, Dichlor- und Trichloressigsure und Mono- und Dibromessigsure Microcystin-LR 1,0 g/l nur bei Algenblte in der Ressource zu bestimmen (z.B. Talsperren) PFAS, gesamt 0,50 g/l wenn max. 3 Jahre nach Inkrafttreten gem. Art. 13 Abs. 7 technische Leitlinien verfgbar sind. Mitgliedstaaten knnen entscheiden, entweder einen oder beide der Parameter ,,PFAS gesamt" oder ,,Summe der PFAS" zu verwenden Summe der PFAS (PFAS20) 0,10 g/l Summe aus 20 Substanzen, (siehe Tabelle 3) nach Anhang III Teil B, Nr. 3, wenn max. 3 Jahre nach Inkrafttreten gem. Art. 13 Abs. 7 technische Leitlinien verfgbar sind Uran 30 g/l Bisher in Deutschland mit einem Grenzwert von 10 g/l Legionellen < 1.000 KBE/l In bestimmten Fllen Spezies-Bestimmung gefordert Somatische Coliphagen 50 PFU/100 ml Gilt fr Rohwasser. Parameter muss je nach Risikomanagement bestimmt werden. Weitere Vorgehensweise genannt einem Hchstwert von 70 g/l bei dauerhafter Dosierung von Chlordioxid belegt. Es bleibt abzuwarten, ob der Gesetzgeber nationale Verschrfungen der Werte aus gesundheitlichen Grnden anstreben wird. Auf die besonderen Herausforderungen der PFAS-Analytik wird weiter unten eingegangen. Die anderen organischen Parameter sind mit zum Teil genormten Methoden bestimmbar, aktuell sind mangels Nachfrage jedoch nur wenige Laboratorien darauf eingerichtet. Generell kann man in den Tabellen des Anhangs I der Richtlinie erkennen, dass bestimmte Parameter im Sinne einer vereinfachten Risikobetrachtung nur unter spezifischen Randbedingungen untersucht werden mssen. Dies trifft unter anderem auf die Halogenessigsuren, das Microcystin oder auch die somatischen Coliphagen zu, die ein Indikator fr die Anwesenheit von Viren im Trinkwasser sein sollen. Neben den Neuerungen wurden bei einigen bisher bereits bercksichtigten Parametern nderungen an den Parameterwerten bzw. den Definitionen (Anmerkungen) vorgenommen. Diese sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Flexibilisierung des Parameterspektrums durch eine Beobachtungsliste Um der Besorgnis der Verbraucher ber die Auswirkungen neu nachgewiesener Stoffe auf die menschliche Gesundheit durch die Verwendung von Trinkwasser nachzukommen, wurde neben der festen Liste an Parametern im Anhang I der Richtlinie [1] eine sogenannte ,,Beobachtungsliste" (Watchlist) eingefhrt, in der z.B.Stoffe mit endokriner Wirkung, Arzneimittel oder Mikroplastik aufgenommen werden knnen. Ein solches Instrument einer Beobachtungsliste ist auch im Umweltbereich der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) etabliert [8]. Das Instrument der Beobachtungsliste, die bis zum 12. Januar 2022 in der ersten Fassung erlassen werden wird, soll ermglichen, dynamisch zunehmende Erkenntnisse ber die Relevanz neu nachgewiesener Stoffe fr die menschliche Gesundheit zu bercksichtigen. Aktuell steht fest, dass -stradiol und Nonylphenol aufgrund ihrer endokrin wirkenden Eigenschaften und Risiken fr die menschliche Gesundheit in die erste Beobachtungsliste aufgenommen werden. Tabelle 2: Vernderte Parameterwerte im Anhang I der EU-Trinkwasserrichtlinie 2020 [1] Parameter Parameterwert (alt) Parameterwert (neu) Anmerkungen Antimon 5,0 g/l 10 g/l Blei 10 g/l 5 g/l Der Parameterwert ist sptestens zum 12. Januar 2036 einzuhalten. Bis zu diesem Zeitpunkt betrgt der Parameterwert 10 g/l Bor 1,0 mg/l 1,5 mg/l 2,4 mg/l gilt, wenn entsalztes Wasser verwendet wird bzw. bei geogener Belastung Chrom 50 g/l 25 g/l Der Parameterwert ist sptestens zum 12. Januar 2036 einzuhalten. Bis zu diesem Zeitpunkt betrgt der Parameterwert 50 g/l Pestizide Summe Pestizide 0,1 g/l 0,5 g/l 0,1 g/l 0,5 g/l Transformationsprodukte werden bei Metaboliten mitbetrachtet. Verschiedene Definitionen eingefhrt Selen 10 g/l 20 g/l 30 g/l bei geogenen Bedingungen www.gwf-wasser.de 31 FOKUS Tabelle 3: 20 Stoffe, die in die Summe der PFAS (PFAS20) laut Trinkwasserrichtlinie, Anhang III [1] eingehen C-Atome Carbonsuren Sulfonsuren 4 Perfluorbutansure (PFBA) Perfluorbutansulfonsure 5 Perfluorpentansure (PFPeA) Perfluorpentansulfonsure 6 Perfluorhexansure (PFHxA) Perfluorhexansulfonsure 7 Perfluorheptansure (PFHpA) Perfluorheptansulfonsure 8 Perfluoroctansure (PFOA)* Perfluoroctansulfonsure 9 Perfluornonansure (PFNA)* Perfluornonansulfonsure 10 Perfluordecansure (PFDA Perfluordecansulfonsure 11 Perfluorundecansure (PFUnDA) Perfluorundecansulfonsure 12 Perfluordodecansure (PFDoDA) Perfluordodecansulfonsure 13 Perfluortridecansure (PFTrDA Perfluortridecansulfonsure * vier PFAS von besonderer Besorgnis laut EFSA-Vorschlag [6, 7] (PFBS) (PFPeS) (PFHxS)* (PFHpS) (PFOS)* (PFNS) (PFDS) Anteil Proben [%] 100 90 80 70 60,4 60 50 40 30 20 10 0 < BG * PFAS 20 Isomere DWD * Datengrundlage: IWW und TZW * Zeitraum: 2018 bis 2020 * Matrix: Trinkwasser * Proben (N): 222 13,5 14,4 7,2 4,5 BG-10 10-50 50-100 PFC-Konzentration [ng/l] >100 Bild 1: Summe 20 PFAS gem EU-Trinkwasserrichtlinie [1] in Deutschen Trinkwssern; 222 Proben (2018-2020), Daten IWW Mlheim und TZW Karlsruhe Abbildung 2: Summe PFOA, PFOS, PFNA, PFHxS Anteil Proben [%] 100 90 80 73,4 70 * PFAS 4 Isomere EFSA * Datengrundlage: IWW und TZW * Zeitraum: 2018 bis 2020 * Matrix: Trinkwasser * Proben (N): 222 60 50 40 30 17,6 20 10 0,5 2,3 2,7 3,6 0 < BG BG - 5 5 - 10 10 - 50 PFC-Konzentration [ng/l] 50 - 100 > 100 Bild 2: Summe 4 PFAS gem EFSA-Vorschlag [6, 7] in Deutschen Trinkwssern; 222 Proben (2018-2020), Daten IWW Mlheim und TZW Karlsruhe Besondere Herausforderungen und Besorgnisse bei der berwachung der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) Fr die trinkwasserhygienisch und toxikologisch relevante Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) wurden gleich zwei Summengrenzwerte in die Trinkwasserrichtlinie aufgenommen (siehe Tabelle 1). Dies sind: Summe der PFAS (PFAS20) = 0,10 g/l fr die Summe von 20 explizit im Anhang III Teil B, Nr. 3 genannter Stoffe, wobei diese eine Kettenlnge von C4 bis C13 haben und jeweils die korrespondierenden Carbon- und Sulfonsuren umfassen. In Tabelle 3 sind die Stoffnamen und gebruchlichen Abkrzungen aufgefhrt. PFAS, gesamt = 0,50 g/l fr die Gesamtheit aller per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, wobei hier theoretisch mehrere Tausend Substanzen dazu zhlen wrden. Fr beide Flle wurde festgelegt, dass der Parameterwert erst gilt, sobald standardisierte analytische Methoden fr die berwachung entwickelt wurden. Die Mitgliedstaaten knnen anschlieend entscheiden, entweder einen oder beide der Parameter ,,PFAS gesamt" bzw. ,,Summe der PFAS" fr die berwachung zu verwenden. Bis zum 12. Januar 2024 wird die Kommission hierfr die Analyseverfahren einschlielich Nachweisgrenzen und Hufigkeit der Probennahmen festlegen mssen. Und bis zum 12. Januar 2026 mssen die Mitgliedstaaten die ntigen Manahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass die neuen Grenzwerte fr Trinkwasser 32 gwf-Wasser|Abwasser 03|2021 FOKUS auch eingehalten werden. Das gilt auch fr die neuen Parameterwerte fr Bisphenol A, Chlorat, Chlorit, Halogenessigsuren, Microcystin-LR und Uran. Daher wurde beim Europischen Normungsgremium CEN TC 230 krzlich ein Normungsprojekt unter deutscher Leitung gestartet. Auf Basis der deutschen DIN 38407-42 [9] aus dem Jahr 2011 sowie der ISO 21675 [10] aus 2019 wird eine neue Europische Norm fr die Einzelstoffanalytik der 20 Stoffe (siehe Tabelle 3) erarbeitet, die von der Kommission als verbindliches Verfahren festgelegt wird. Hier wird es insbesondere darum gehen, dass alle 20 Stoffe mit ausreichender Empfindlichkeit und Messunsicherheit gemessen werden knnen. Dazu fordert die Trinkwasserrichtlinie im Anhang III, Teil B eine Bestimmungsgrenze fr PFAS20 von 30 ng/l und eine Messunsicherheit von 50 % am Parameterwert. Das bedeutet, dass ein einzelner Stoff mit einer Bestimmungsgrenze von 1,5 ng/l zu messen ist. Fr die Summenmethode fr den Parameterwert ,,PFAS, gesamt" besteht dagegen keine Perspektive fr eine sinnvolle und ausreichend empfindliche Methode, sodass davon ausgegangen werden kann, dass nur der analytisch und auch aus toxikologischer Sicht sinnvollere Parameter PFAS20 in die berwachungspraxis Eingang findet. Es muss davon ausgegangen werden, dass es in einigen Fllen in den Wasserwerken Probleme mit den PFAS gibt, da Befunde nicht selten sind. Hierzu wird in Bild 1 eine Auswertung von Analysendaten aus den Jahren 2018 bis 2020 gezeigt. Es sind Trinkwasserproben (N = 222) erfasst, die beim TZW Technologiezentrum Wasser in Karlsruhe und im IWW in Mlheim gemessen wurden. Wie gut zu erkennen ist, gibt es in rund 40 % der Flle Befunde ber der Bestimmungsgrenze und bei 13,5 % der Proben lag das Ergebnis ber dem zuknftigen Grenzwert von 0,10 g/l. Die Aussagen dieser Statistik sind jedoch nicht zwangslufig reprsentativ fr Deutschland, weil berdurchschnittlich mehr Analysen bei Wasserversorgern mit bekannten PFAS-Belastungen durchgefhrt wurden. Trotzdem drften die PFAS in der nchsten Zeit ein wichtiges Thema fr die Wasserversorgung werden und neue Herausforderungen an den Ressourcenschutz sowie an die Aufbereitungstechnik stellen. Von noch grerer Besorgnis ist eine von der EFSA (Europische Behrde fr Lebensmittelsicherheit) herausgegebene Stellungnahme [6, 7], dass fr die PFAS-Belastung aus allen Lebensmitteln eine tolerierbare wchentliche Aufnahmemenge (TWI) von nur 4,4 ng/kg Krpergewicht und Woche fr die Summe der Stoffe PFOA, PFNA, PFHxS, PFOS (siehe Tabelle 3) festzulegen sei. Legt man diese Empfehlung zugrunde, kann abgeschtzt werden, dass ein solcher TWI von Erwachsenen zu rund 15 % durch Trinkwasser ausgeschpft wird. Daher gibt es berlegungen, dass ggf. neben dem neuen Europischen Grenzwert fr die PFAS20 ein nationaler Trinkwasserleitwert fr die Summe der vier Stoffe im einstelligen Nanogrammbereich vorstellbar ist. Dazu wurde gerade bei der Trinkwasserkommission eine Expertengruppe eingerichtet, die dazu beraten wird. Hierzu wird in Bild 2 eine angepasste Auswertung der Analysendaten aus den Jahren 2018 bis 2020 gezeigt. Es sind die gleichen Proben erfasst wie bei Bild 1, nur wird hier die Summe aus den vier Stoffen PFOA, PFNA, PFHxS, PFOS gebildet. Es ist zu erkennen, dass bei rund 17,6 % der Proben die Gehalte im Bereich bis zu 5 ng/l lagen und bei 9 % der Proben lagen die Gehalte ber 5 ng/l, also ber einem eventuellen Trinkwasserleitwert. Literatur [1] ,,Richtlinie (EU) 2020/2184 des Europischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 2020 ber die Qualitt von Wasser fr den menschlichen Gebrauch (Neufassung)." Amtsblatt der Europischen Union L 435: S. 1 - 62. [2] TrinkwV 2019; 4. Verordnung zur nderung der Trinkwasserverordnung vom 20 Dezember 2019 ,, Bundesgesetzblatt, Teil I 2019(52): S. 2934. [3] Bekanntmachung der Kommission zur Umsetzung von Managementsystemen fr Lebensmittelsicherheit unter Bercksichtigung von PRPs und auf die HACCP-Grundstze gesttzten Verfahren einschlielich Vereinfachung und Flexibilisierung bei der Umsetzung in bestimmten Lebensmittelunternehmen (2016/C 278/01), Amtsblatt der Europischen Union, 30.7.2016; C 278(1) [4] Bartram, J., L. Corrales, et al. (2009). Water Safety Plan Manual - Step by Step Risk Management for Drinking-Water Suppliers World Health Organization (WHO), Genf [5] Umweltbundesamt (2020). Bekanntmachung der Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gem 11 der Trinkwasserverordnung - 22. nderung - (Stand: Dezember 2020), Umweltbundesamt, Dessau-Rolau: 1 - 30 [6] EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM) (2018-03); Risk to human health related to the presence of perfluorooctane sulfonic acid and perfluorooctanoic acid in food, EFSA Journal, https://efsa. onlinelirary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2018.5194 [7] EFSA CONTAM Internet-Update vom 17.09.2020; https://www.efsa.europa.eu/de/news/pfas-food-efsa-assesses-risks-and-sets-tolerable-intake [8] DURCHFHRUNGSBESCHLUSS (EU) 2018/840 DER KOMMISSION vom 5. Juni 2018 zur Erstellung einer Beobachtungsliste von Stoffen fr eine unionsweite berwachung im Bereich der Wasserpolitik gem der Richtlinie 2008/105/EG des Europischen Parlaments und des Rates und zur Aufhebung des Durchfhrungsbeschlusses (EU) 2015/495 der Kommission, Amtsblatt der Europischen Union L 141: S. 9 - 12. [9] ISO 21675:2019-10; Wasserbeschaffenheit - Bestimmung von polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in Wasser - Verfahren mittels Flssigkeitschromatographie/Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) nach Festphasenextraktion [10] DIN 38407-42:2011-03 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung - Gemeinsam erfassbare Stoffgruppen (Gruppe F) - Teil 42: Bestimmung ausgewhlter polyfluorierter Verbindungen (PFC) in Wasser - Verfahren mittels Hochleistungs-Flssigkeitschromatographie und massenspektrometrischer Detektion (HPLC-MS/MS) nach Fest- Flssig-Extraktion (F 42) Autoren: Dr. Ulrich Borchers Dr. Laura Wiegand IWW Rheinisch-Westflisches Institut fr Wasser Beratungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH www.iww-online.de www.gwf-wasser.de 33