Untreated stormwater runoff can be an important source of pollutants affecting urban surface waters. For example, in Berlin each year 78% or 54 million m³ of stormwater are discharged mostly untreated into receiving surface waters. Beside “classic” stormwater pollutants (e.g. suspended solids, COD, phosphorous or heavy metals), trace organic substances such as biocides, plasticizers, flame retardants and traffic related micropollutants (e.g. vulcanizing accelerators originating from tire wear or combustion by-products such as PAHs) started to come into focus in recent years (Zgheib et al. 2012, Gasperi et al. 2014). To evaluate for the first time city-wide annual loads of these trace organic substances entering urban surface waters through stormwater discharge, an event-based, one-year monitoring program was set up in the city of Berlin.

Micropollutant concentrations found in stormwater runoff were extrapolated to annual loads at the scale of the city of Berlin (impervious connected area of ~170 km2). Extrapolation was done by city structure, i.e., it was assumed that concentration patterns found in one of five specific city structure types is representative for every area of this structure type. Preliminary results show that micropollutants of several substance types can enter Berlin surface waters at loads in the order of kg/yr via stormwater runoff: plasticizers (e.g., sum of Di-iso-decylphthalate and Di-iso-nonylphthalate at 770 kg/yr), flame retardants (e.g., tris(2-butoxyethyl) phosphate (TBEP) at 89 kg/yr), biocides from different sources (e.g., Glyphosate at 17 kg/yr and Mecoprop at 30 kg/yr), vulcanizing accelerator benzothiazole (as sum of benzothiazole and metabolites methylthiobenzothiazole and hydroxybenzothiazole at 65 kg/yr) and combustion byproduct polycyclic aromatic hydrocarbons PAH 16 (sum of 16 EPA PAH at 107 kg/yr). These loads are in a similar order of magnitude as micropollutants that enter Berlin surface waters via (treated) sewage, such as pharmaceutical residues carbamazepine and ibuprofen with estimated annual loads of 436 kg/yr and 35 kg/yr, respectively.

Im Zusammenhang mit der Wasserqualität von Niederschlagsabflüssen wird seit einigen Jahren vermehrt die Rolle organischer Mikroverunreinigungen aus Baumaterialien diskutiert. Einer der bekanntesten Vertreter ist das Biozid Mecoprop, welches als Durchwurzelungsschutz in bitumenhaltigen Dachabdichtungen eingesetzt wird und die Qualität von Gewässern und Böden beeinträchtigt. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen einer einjährigen Messkampagne das Auswaschverhalten eines 18 Jahre alten Gründachs sowie zweier neuer, unbegrünter Versuchsdächer untersucht. Darüber hinaus wird der potenzielle Rückhalt von Mecoprop in einem Retentionsbodenfilter quantifiziert. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Mecoprop auch nach vielen Jahren noch in relevanten Konzentrationen vom Gründach ausgewaschen wird (Mittelwert: 1,3 µg L-1). Im Regenabfluss von neuen, unbegrünten Bitumenbahnen wurden sogar 100fach höhere Konzentrationen festgestellt. Der Retentionsbodenfilter kann zwar mit einer Reinigungsleistung von 59% zu einer Reduktion der Frachten ins Gewässer beitragen. Eine wesentliche Verbesserung der Wasserqualität ließe sich aber vor allem durch den Verzicht auf mecoprophaltige Dachabdichtungen erreichen.

Integrated planning of stormwater management requires a quantitative description of positive and negative effects of possible measures. We suggest quantifying these effects with generic performance indicators within eight categories: building physics and services, landscape quality, urban climate, biodiversity, groundwater, surface water, direct costs and indirect environmental costs. First results indicate that the defined performance indicators allow an objective pre-selection of measures based on their ability to reach local stormwater management goals. The final selection of measures should be based on an evaluation for a specific city quarter (to reduce indicator uncertainty) and reviewed by local stake holders.

Der Regenwasserabfluss von versiegelten Flächen kann zu erheblichen Beeinträchtigungen von Flüssen und Seen führen. Durch das schnelle Ableiten des Regenwassers bleibt das positive Potenzial für die Stadtbevölkerung und die Umwelt zudem oft ungenutzt. Für eine nachhaltige Regenwasserbewirtschaftung stehen eine Vielzahl von Maßnahmen auf Gebäude-, Quartiers- und Kanaleinzugsgebietsebene zur Verfügung. Im laufenden BMBF-Projekt KURAS werden diese Maßnahmen hinsichtlich Ihrer stadträumlichen, klimatischen, ökologischen und ökonomischen Effekte umfassend untersucht. Daraus werden Empfehlungen für Planer und Behörden für den Umgang mit Regenwasser im städtischen Raum abgeleitet. Beispielhaft für den verfolgten Bewertungsansatz werden im vorliegenden Beitrag Indikatoren vorgestellt, mit denen die Maßnahmeneffekte auf drei ausgewählte Wirkungsbereiche (Biodiversität, Grundwasser und Oberflächengewässer) quantifiziert werden können. Erste Ergebnisse zeigen bereits, wie unterschiedlich Maßnahmen wirken können und wie wichtig die Berücksichtigung lokaler Schutz- und Entwicklungsziele bei der Maßnahmenauswahl ist. Aus der starken Streuung einzelner Bewertungsindikatoren kann zudem ein bedeutender Einfluss von Standortfaktoren und der konkreten Umsetzung einer Maßnahme abgeleitet werden, der bei der Planung ebenfalls berücksichtigt werden sollte.

In recent years, organic micropollutants have been detected in urban storm runoff in several European studies. As rain water runoff in Berlin and other German and European cities is often discharged untreated in separated sewer systems, urban stormwater is a large potential source of micropollutants affecting receiving surface waters. As a consequence, it is important to know the local extent of the issue to be able to evaluate potential measures. In this study, a one year monitoring programme is conducted in the city of Berlin to estimate yearly loads of micropollutants from urban stormwater entering Berlin surface waters. Five different catchment types typical for Berlin were determined after analysis of GIS data (old building areas <1930, newer building areas >1950, single houses with gardens, roads and commercial areas) and monitoring points were selected fulfilling a number of criteria (including representativeness of catchment type, accessibility, sufficient flow, manhole size). Samples are taken using automatic samplers and a sampling strategy was developed to obtain best possible representative composite samples representing the average concentration of the sampled storm event. Results will then be used with measured flow data to calculate micropollutant loads of individual catchment types. A runoff model for Berlin applied to the individual catchment types and coupled with pollutant concentration relationships will be used to extrapolate results to city scale.

Um einen guten Gewässerschutz zu gewährleisten und die Europäische Wasserrahmenrichtlinie umzusetzen, sollten stofflich oft unterschätzte Niederschlagsabflüsse aus dem Trennsystem behandelt werden. Vor allem Straßenabflüsse von stark befahrenen Straßen, Kreuzungen und Abflüsse von viel genutzten Parkplatzflächen weisen eine hohe Schadstoffbelastung auf. Besonders im dicht besiedelten urbanen Raum ist eine zentrale Behandlung von Straßenabflüssen zum Beispiel mit Retentionsbodenfiltern oder Regenklärbecken mit Sedimentationswirkung aus Platzgründen nicht immer möglich. Um dennoch behandlungsbedürftiges Niederschlagswasser zu reinigen, stellen dezentrale Technologien eine Alternative dar. Es existieren unterschiedliche Anlagen auf dem Markt, welche auf dem Prinzip der Abscheidung durch Sedimentation, Filtration und Adsorption oder auf einer Kombinationen dieser Verfahren basieren. Am Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der TU Berlin wird zur Zeit in enger Kooperation mit der Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh, dem Kompetenzzentrum Wasser Berlin, den Berliner Wasserbetrieben und der Berliner Stadtreinigung das Projekt „Dezentrale Reinigung von Straßenabflüssen“ durchgeführt. Im Rahmen des Projekts werden verschiedene Technologien zur dezentralen Reinigung von Straßenabflüssen im öffentlichen Straßenraum in Berlin (Clayallee) sowie auf einem Betriebshof der Berliner Stadtreinigung untersucht. Dazu werden bereits vorhandene Schächte im Straßenraum umgerüstet bzw. neu errichtet und um zusätzliche Probenahmemöglichkeiten ergänzt und mit automatischen Messeinrichtungen ausgerüstet. Ferner erfolgt die Aufnahme betrieblicher Daten.. Parallel dazu wurde ein Teststand im Technikum des Instituts für Bauingenieurwesen der TU Berlin aufgebaut, an dem die dezentralen Systeme unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen auf ihre hydraulische Leistungsfähigkeit und ihr stoffliches Rückhaltevermögen getestet werden.

Das Projekt soll mögliche Entlastungseffekte für die Berliner Gewässer durch Einsatz geeigneter Maßnahmen zur Reinigung von Straßenabläufen aufzeigen.