Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Die Landeshauptstadt Stuttgart betreibt das Hauptklärwerk Mühlhausen (HKW) mit einer Ausbaugröße von 1.200.000 Einwohnerwerten. Der im HKW anfallende Klärschlamm wird vor seiner Verbrennung in zwei Faultürmen ausgefault. Mit dem in der Schlammfaulung erzeugten Klärgas werden zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) betrieben. Die Landeshaupstadt Stuttgart beabsichtigt nun die Errichtung und den Betrieb von drei BHKW. Diese sollen zusammen mit den technischen Nebeneinrichtungen ein einem neuen Gebäude (BHKW-Zentrale) untergebracht werden. Gleichzeitig sollen die zwei bestehenden BHKW stillgelegt werden.
Die thermische Behandlung des stickstoffreichen Abfallstoffs Klärschlamm erfolgt überwiegend in stationären Wirbelschichten. Die Betriebsführung dieser Anlagen fokussiert auf eine weitgehende Minderung der Stickoxidemissionen und berücksichtigt bisher nur teilweise die Minderung des klimarelevanten Abgasparameters Lachgas (N2O). Die Treibhausgaswirkung von N2O ist um den Faktor 300 höher im Vergleich zu CO2 und kann bei hohen Emissionen die Klimabilanz der Klärschlammverbrennung deutlich verschlechtern. Infolge der Umsetzung der Vorgaben der AbfKlärV wird zu den bestehenden Anlagen ein massiver Zubau an neuen Monoverbrennungsanlagen ( 30) erwartet, welcher bis 2029 weitgehend abgeschlossen sein soll. In diesem Zusammenhang bietet sich durch Anwendung geeigneter Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte die Möglichkeit, die Klimawirkung der thermischen Klärschlammbehandlung insgesamt zu mindern. Im Rahmen des Vorhabens sollen Emissionsdaten von NOx/N2O unter Berücksichtigung der angewandten Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte ermittelt und ausgewertet werden. Basierend hierauf werden Einsatzbereiche und Minderungseffizienzen primärer und sekundärer Schadgasminderungsmaßnahmen identifiziert und praktische Handlungsempfehlungen zur Minderung der NOx/N2O-Emissionen abgeleitet.
Die Hamburger Phosphorrecyclinggesellschaft mbH übernimmt die Rückstände aus der Abwasserbehandlung des Klärwerks Hamburg und verwertet diese thermisch in einer Klärschlammmonoverbrennungsanlage. In der Anlage werden jährlich etwa 125.000 Tonnen getrockneter Klärschlamm verbrannt. Dabei fallen Nährstoffe wie Phosphor in relativ konzentrierter Form in der Asche an, was grundsätzlich die Möglichkeit einer Rückgewinnung und Wiederverwertung bietet. Bisher wurden die aus der Verbrennung resultierenden 20.000 Tonnen Klärschlammasche auf Deponien verbracht. Ziel des Vorhabens ist es, den in der Klärschlammasche enthaltenden Phosphor in Form von Phosphorsäure in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Phosphorsäure wird aus bergmännisch abgebautem Phosphatgestein hergestellt, welches hohe Gehalte an Cadmium und Uran aufweist. Eine Schwermetallentfrachtung findet bei diesem Herstellungsprozess aktuell nicht statt, sodass die Schadstoffe mit den Düngemitteln auf die landwirtschaftlich genutzten Böden und somit in die Nahrungskette gelangen. Mit Hilfe der innovativen TetraPhos ® -Anlage der Hamburger Phosphorrecyclinggesellschaft mbH sollen der Phosphor in mehreren Prozessschritten durch Zugabe von Säure aus der Verbrennungsasche herausgelöst und gleichzeitig die Störstoffe abgetrennt werden. Die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm ist seit Inkrafttreten der novellierten Klärschlammverordnung für die nach Monoverbrennung anfallenden Aschen ab 2029 zwingend vorgeschrieben. Bei erfolgreichem Projektverlauf ist von einem hohen Multiplikatoreffekt des REMONDIS TetraPhos ® -Verfahrens für die gesamte Abwasserwirtschaft, insbesondere für Betreiber von Klärschlammmonoverbrennungsanlagen auszugehen. Mit dem Vorhaben können jährlich etwa 1.600 Tonnen Phosphor zurückgewonnen werden, die am Markt vielfältig einsetzbar sind. Als Abnehmer des rückgewonnenen Phosphors kommen neben der Düngemittelindustrie auch Unternehmen der Automobil-, Galvanik- und Chemiebranche in Betracht. Des Weiteren entstehen bei der Aufbereitung der Asche durch das Herauslösen des Calciums verwertbarer Gips, und nennenswerte Anteile der enthaltenen Eisen- und Aluminiumverbindungen werden in eine Lösung überführt, die auf der Kläranlage wiederum zur Phosphatelimination eingesetzt werden kann. Die übrig bleibende Asche wird deutlich volumenreduziert und kann auf Deponien abgelagert oder in der Baustoffindustrie als Zuschlagsstoff verwertet werden. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Hamburger Phosphorrecyclinggesellschaft mbH Bundesland: Hamburg Laufzeit: seit 2017 Status: Laufend
Presse KORREKTUR: 80 % des Klärschlamms aus kommunalen Kläranlagen im Jahr 2022 thermisch verwertet Thermische Verwertung von Klärschlamm nimmt stetig zu // Die am 18.12.2023 verbreitete Meldung muss aufgrund von Fehlern im ersten Absatz korrigiert werden. Die Korrekturen sind fett hervorgehoben. Seite teilen Pressemitteilung Nr. 485 vom 18. Dezember 2023 WIESBADEN – Der Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen in Deutschland wurde im Jahr 2022 zu gut 80 % (1,34 Millionen Tonnen) thermisch verwertet. Seit Beginn der Erhebung wurde damit erstmals die 80 %-Marke bei der thermischen Verwertung von Klärschlamm überschritten. Nach Angaben der Energiestatistik wurden im Jahr 2022 durch die Verbrennung von Klärschlamm 471,8 Millionen kWh Strom und 860,4 Millionen kWh Wärme erzeugt. Insgesamt wurden im Jahr 2022 deutschlandweit 1,67 Millionen Tonnen Klärschlamm entsorgt, das waren 3 % weniger als im Vorjahr. Wie das Statistische Bundesamt (Destatis) weiter mitteilt, stieg der Anteil des thermisch verwerteten Klärschlamms in den vergangenen Jahren stetig. 2012 lag er noch bei 55 % und zu Beginn der Zeitreihe im Jahr 2006 bei 47 %. Demgegenüber sank der Anteil des in der Landwirtschaft, im Landschaftsbau und anderer stofflicher Verwertung eingesetzten Klärschlamms im Jahr 2022 mit 0,32 Millionen Tonnen auf gut 19 % (2012: 45 %; 2006: 53 %). Lediglich 0,5 % des Klärschlamms wurden 2022 auf anderen Wegen entsorgt. Verschärfte Regeln zum Einsatz von Klärschlamm in der Landwirtschaft seit 2017 In der Klärschlammverordnung von 2017 wurden die Vorgaben zur Ausbringung von Klärschlamm in der Landwirtschaft verschärft, um den Eintrag von Schadstoffen wie zum Beispiel Arzneimittelrückstände oder Mikroplastik in die Böden zu verringern. Für eine bessere Ressourcennutzung wird ab 2029 zusätzlich die Phosphorrückgewinnung aus dem Klärschlamm verpflichtend. Diese Rückgewinnung ist nach derzeitigem technischem Stand hauptsächlich aus den Rückständen thermischer Verfahren möglich. Die höchsten Anteile an thermischer Verwertung in den Flächenländern hatten im Jahr 2022 Baden-Württemberg (99 %), Nordrein-Westfalen (93 %) und Bayern (89 %). Demgegenüber verzeichneten Thüringen (58 %), Niedersachsen (45 %) und Mecklenburg-Vorpommern (44 %) die niedrigsten Anteile unter den Flächenländern. Entsorgungswege des Klärschlamms aus der biologischen Abwasserbehandlung 2022 Land Klärschlamm- entsorgung insgesamt 1 Davon thermische Entsorgung 2 bodenbezogene (stoffliche) Verwertung 3 andere Entsorgung 4 1000 Tonnen Trockenmasse 1000 Tonnen Trockenmasse Anteil in % 1000 Tonnen Trockenmasse Anteil in % 1000 Tonnen Trockenmasse Anteil in % Die regionale Zuordnung erfolgt jeweils nach dem Standort der Abwasserbehandlungsanlage. 1: Ohne Abgabe an andere Abwasserbehandlungsanlagen. 2: Durch thermische Behandlung (Monoverbrennung), thermische Mitbehandlung (zum Beispiel in Kraftwerken und in anderen industriellen Feuerungsanlagen) oder wenn das thermische Verfahren unbekannt ist. 3: In Landwirtschaft, bei landschaftsbaulichen Maßnahmen sowie in Vererdung und Kompostierung. 4: Hierzu zählen Mengen, bei denen die weitere Entsorgung nicht bekannt ist. Deutschland 1 667,1 1 336,6 80,2 322,9 19,4 7,6 0,5 Baden-Württemberg 212,0 210,7 99,4 0,3 0,2 1,0 0,5 Bayern 279,0 248,2 88,9 29,8 10,7 1,1 0,4 Berlin 50,2 50,2 100,0 0,0 0,0 - - Brandenburg 61,3 47,1 76,7 14,1 23,1 0,1 0,2 Bremen 17,9 15,2 85,0 2,7 15,0 - - Hamburg 45,1 45,1 100,0 0,0 0,0 - - Hessen 142,2 108,2 76,0 34,1 24,0 - - Mecklenburg-Vorpommern 32,0 14,2 44,3 17,8 55,7 - - Niedersachsen 164,8 74,3 45,1 85,3 51,7 5,3 3,2 Nordrhein-Westfalen 351,4 327,1 93,1 24,3 6,9 - - Rheinland-Pfalz 79,4 39,6 49,9 39,8 50,1 0,0 0,0 Saarland 17,8 14,3 80,3 3,5 19,7 - - Sachsen 64,8 52,0 80,3 12,8 19,7 - - Sachsen-Anhalt 48,8 30,0 61,5 18,8 38,5 - - Schleswig-Holstein 67,4 41,5 61,6 25,8 38,3 0,1 0,1 Thüringen 32,9 19,1 58,0 13,8 42,0 - - Weitere Informationen: Die Daten zur Erhebung über die öffentliche, biologische Klärschlammentsorgung sind in den Tabellen „ Abwasserentsorgung – Klärschlamm “ auf der Themenseite „ Wasserwirtschaft “ im Internetangebot des Statistischen Bundesamtes sowie in der Datenbank GENESIS- Online ( Tabelle 32214-0001 ) abrufbar. Kontakt für weitere Auskünfte Statistiken der Wasserwirtschaft und der klimawirksamen Stoffe Telefon: +49 611 75 8950 Zum Kontaktformular Zum Thema Wasserwirtschaft
Umweltministerium bringt nachhaltige Phosphorrückgewinnung aus Rückständen der Klärschlammverbrennung der Thermische Verwertung Mainz GmbH auf den Weg „Das Phosphorrecycling aus Klärschlamm hat nicht nur zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben ab 2029 geführt, sondern – viel wichtiger – zur Sicherstellung der Rohstoffversorgung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen eine zentrale Bedeutung“, betonte Umweltstaatssekretär Michael Hauer. „Die Anstrengungen der TVM – mit einem Einzugsgebiet von Klärschlämmen weit über die Stadt Mainz hinaus – hinsichtlich Investitionen in die Anlagentechnik sind vorbildlich und besitzen bundesweiten Pilotcharakter“, unterstrich Hauer das Engagement des Ministeriums. Durch die geplante Erweiterung der Verbrennungsanlage um eine Aufbereitung der Verbrennungsrückstände wird der Kreislauf vom kommunalen phosphorhaltigen Abwasser bis zum hochwertigen Düngemittel geschlossen. Die vorgeschaltete Monoverbrennung sorgt für eine sichere Zerstörung der organischen Schadstoffe und durch die Aufbereitung werden sowohl anorganische Schadstoffe entfrachtet, als auch die Pflanzenverfügbarkeit des Düngers erhöht. Das Umweltministerium unterstützte die TVM bei den notwendigen Abstimmungen mit den Genehmigungsbehörden (LfU, SGD, SAM) und leistet so auch einen Beitrag zur Verfahrensbeschleunigung und zum Bürokratieabbau. Michael Hauer hofft, dass die künftige Landesregierung das bisherige Engagement fortsetzen wird.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 69 |
| Kommune | 2 |
| Land | 25 |
| Weitere | 18 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 13 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 2 |
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 46 |
| Text | 33 |
| Umweltprüfung | 15 |
| unbekannt | 14 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 55 |
| Offen | 51 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 105 |
| Englisch | 24 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Bild | 4 |
| Dokument | 25 |
| Keine | 53 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 37 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 79 |
| Lebewesen und Lebensräume | 90 |
| Luft | 57 |
| Mensch und Umwelt | 108 |
| Wasser | 77 |
| Weitere | 108 |