Beitragsserien: Integrative Umweltbewertung

Zusammenfassung

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DOI: http://dx.doi.org/10.1065/uwsf2003.06.058

Ziel und Absicht. Seit frühester Zeit finden tierische und menschliche Ausscheidungen als Düngemittel in der Landwirtschaft Verwendung. Dabei wird durch die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung einerseits Mineraldünger eingespart und damit die endliche Ressource Phosphor geschont; ihr wird folglich im Sinne einer Kreislaufwirtschaft ein Beitrag zu einer nachhaltigen Raumentwicklung unterstellt. Andererseits ist die bodenbezogene Klärschlammverwertung mit einer nicht unerheblichen, oft schwer kontrollierbaren Schadwirkung verbunden. Die gegenwärtige Diskussion um Nähr- und Schadstoffgehalte im Klärschlamm führt national wie international zu höchst unterschiedlichen Positionen. Dies erfordert eine Neubeurteilung vor dem Hintergrund der jeweiligen regionalen Gegebenheiten.

Methoden. Im Rahmen eines Stoffstrommanagements wurden die schad- und nährstoffseitige sowie die juristische Dimension des Klärschlammhaushaltes in Schleswig-Holstein einschließlich der daran beteiligten Akteure analysiert. Anschließend wurden Abwasserbehandlung, Verwertungspotentiale, gegenwärtige Verwertungspraxis und Verwertungskosten einander gegenübergestellt. Grundlage der Untersuchung bildete eine Befragung bei den kommunalen Kläranlagen, an die mehr als 10.000 Einwohnerwerte angeschlossen waren, womit 94% des in Schleswig-Holstein anfallenden Klärschlamms erfasst wurde.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen. Es zeigte sich, dass unter Anrechnung des anfallenden Wirtschaftsdüngers das auf Kreisebene ermittelte Verwertungspotential von Klärschlamm mit der gegenwärtigen Verwertungspraxis nicht übereinstimmt. Der tatsächliche Verwertungsort des Klärschlamms richtet sich vielmehr nach dem Effizienzkalkül der Entsorgungsfirmen. Mehraufwendungen für Transport können dabei durch geringere Transaktionskosten kompensiert werden. Die landwirtschaftliche Verwertung erweist sich nur als eingeschränkt phosphorschonend. Das Substitutionspotential von Klärschlamm für Mineraldünger liegt landesweit unter 10%, der monetäre Nutzen ist gesamtwirtschaftlich betrachtet von untergeordneter Bedeutung. Schadstoffeinträge in den Boden liegen mit Ausnahme der Parameter Kupfer und Cadmium höher als bei Wirtschafts- und Handelsdünger. Ferner stellen Umweltchemikalien mit Einschluss endokrin wirkender Substanzen ein schwer zu kalkulierendes Risiko dar.

Ausblick. Aus gesamtökologischen Gründen erweisen sich die thermischen Entsorgungsverfahren, wie der Einsatz von Klärschlamm in der Zementindustrie, in Steinkohlekraftwerken oder in Müllverbrennungsanlagen, bei vorheriger bzw. nachträglicher Phosphorrückgewinnung aus der Asche als vorteilhafter. Obgleich diese Entsorgungspfade derzeit teurer sind als die landwirtschaftliche Verwertung, wird sich die Kostendifferenz zwischen diesen Entsorgungsverfahren zukünftig vor dem Hintergrund einer Entlastung des Abfallmarktes einerseits und einer Grenzwertverschärfung für die landwirtschaftliche Verwertung andererseits verringern. Dies ermöglichst längerfristig eine Abkehr von der landwirtschaftlichen hin zu einer nachhaltigeren Verwertungspraxis im Sinne eines vorsorgenden Bodenschutzes.

Abstract

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Goal and Scope. At all times animal as well as human excrements have been used as organic fertilizers. Disposing of municipal sewage sludge on arable farmland means saving mineral fertilizer to conserve the exhaustible resource phosphorus; one can consider this kind of recycling management as a contribution to a sustainable regional development. However, the use of sludge implies a significant release of pollutants. Hence, in Germany as well as internationally, this is a controversial issue and therefore it needs to be re-evaluated under consideration of regional circumstances.

Methods. A material flow management framework is used to first analyse toxic, fertilizing and legal aspects of the "sludge metabolism" in Schleswig-Holstein, including involved participants. Then, the treatment of waste water as well as potential and actual recycling of domestic sewage sludge are regionally compared. The study is based on a survey of the municipal waste water treatment plants which serve more than 10.000 people including population equivalence; these plants cover about 94% of the sewage sludge in Schleswig-Holstein.

Results and Conclusions. After taking the phosphorus of manure into account, the modelled potentials of recycling on the scale of districts do not correspond with the actual use of sludge in agriculture. The disposal firms recycle the sludge where they can get the highest profit. By minimizing transaction costs, lager recycling distances can be compensated. The potential of phosphorus recycling is limited. The calculated state-wide amount is not more than 10% of the total phosphorus demand of the arable land, so the benefit is less important for the national economy. On the other hand, there is a significant discharge of pollutants mainly into the soil, where apart from copper and cadmium, the charge through sewage sludge is higher than through mineral fertilizer and manure. In addition, the risk of pollutants with endocrine disrupters is difficult to estimate.

Outlook. In respect of the net ecological effects, thermal utilization of sewage sludge, e.g. in clinker works, coal-fired power stations or waste incineration plants, combined with previous or additional phosphorus recovery from cinder, meets the criteria of sustainable material flows more than its use on arable land. Even though these disposal options are still more expensive, law induced adjustment of the waste market and more strict land application regulations will reduce their price differences. This will make a middle-term change from the agricultural use to a thermal recycling of sewage sludge possible to avoid soil impacts and fulfil the requirements of a sustainable development.