© 2018 Deutscher Bundestag WD 8 - 3000 - 049/17 Zu Umweltauswirkungen durch Treibstoffschnellablass Sachstand Wissenschaftliche Dienste Die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages unterstützen die Mitglieder des Deutschen Bundestages bei ihrer mandatsbezogenen Tätigkeit. Ihre Arbeiten geben nicht die Auffassung des Deutschen Bundestages, eines seiner Organe oder der Bundestagsverwaltung wieder. Vielmehr liegen sie in der fachlichen Verantwortung der Verfasserinnen und Verfasser sowie der Fachbereichsleitung. Arbeiten der Wissenschaftlichen Dienste geben nur den zum Zeitpunkt der Erstellung des Textes aktuellen Stand wieder und stellen eine individuelle Auftragsarbeit für einen Abgeordneten des Bundestages dar. Die Arbeiten können der Geheimschutzordnung des Bundestages unterliegende, geschützte oder andere nicht zur Veröffentlichung geeignete Informationen enthalten. Eine beabsichtigte Weitergabe oder Veröffentlichung ist vorab dem jeweiligen Fachbereich anzuzeigen und nur mit Angabe der Quelle zulässig. Der Fachbereich berät über die dabei zu berücksichtigenden Fragen. Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 2 Zu Umweltauswirkungen durch Treibstoffschnellablass Aktenzeichen: WD 8 - 3000 - 049/17 Abschluss der Arbeit: 28. Dezember 2017 Fachbereich: WD 8: Umwelt, Naturschutz, Reaktorsicherheit, Bildung und Forschung Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 4 2. Belastungsmenge 5 3. Belastungsart und Auswirkung 6 3.1. Mineralölkohlenwasserstoffe (Alkane+Alizyklen) 10 3.2. Cycloalkane 10 3.3. Aromate 10 Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 4 1. Einleitung Immer wieder ereignen sich Notfallsituationen, in denen Kerosin abgelassen wird (Treibstoffnotablass ), in Deutschland beispielsweise jüngst der in den Medien diskutierte Fall vom 8. September 2017 über Rheinland Pfalz.1 Treibstoffnotablass (engl. fuel dumping) zählt neben einer Reihe anderer Punkte zu einem der durch Flugverkehr bedingten umweltrelevanten Probleme2: 1 Ausgewählte Presseberichte: Die Rheinland-Pflaz vom 13. September 2017: https://www.rheinpfalz.de/lokal/artikel /flugzeug-laesst-75-tonnen-kerosin-ueber-pfalz-ab-1/; SWR aktuelle vom 22. November 2017: https://www.swr.de/swraktuell/rp/kaiserslautern/treibstoff-ueber-kaiserslautern-abgelassen-50-tonnen-schwerer -kerosinregen/-/id=1632/did=20672764/nid=1632/4oei0y/index.html; Focus online vom 20. Noveber 2017: http://www.focus.de/regional/rheinland-pfalz/bezirksverband-pfalz-einzigartige-natur-und-kulturlandschaftkerosin -gefaehrdet-pfaelzerwald_id_7868416.html; Der Mobilitätsmanger vom 14. Oktober 2017: http://dmm.travel/news/artikel/lesen/2017/10/wenn-es-hochgiftiges-kerosin-regnet-82726/ [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. 2 Quelle: Ben Daley, Air Transport and the environment, Seite 14, Routledge, ISBN-10: 0754672867, 2016 - 274 Seiten. Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 5 Die tatsächliche Belastung für Mensch und Umwelt werden seit Langem kontrovers diskutiert. Für 2018 wird ein neues, durch die Umweltminister von Bund und Ländern beauftragtes Gutachten zur Belastung durch Fuel Dumping erwartet.3 Momentan läuft die Ausschreibung des Umweltbundesamtes mit dem Titel „Wissenschaftliche Erkenntnisse zu Rückständen / Ablagerungen von Kerosin nach sogenanntem Fuel Dumping“.4 2. Belastungsmenge Im Oktober vergangenen Jahres äußerte sich die Bundesregierung in einer Antwort auf eine kleine Anfrage von Bündnis 90/Die Grünen (BT-Drucksache 18/9917 „Ablassen von Treibstoff durch Militärflugzeuge und zivile Luftfahrzeuge“) zu den Auswirkungen abgelassenen Treibstoffs auf die Erdoberfläche: „Der weitaus größte Teil des Nebels sinkt jedoch nicht zu Boden, sondern verdunstet noch in den höheren Luftschichten und verbleibt in der Atmosphäre, bis er durch die Strahlungsenergie der Sonne in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt wird. Bei einem Treibstoffschnellablass in der Mindestflughöhe von 1 500 Metern, bei Windstille und einer Bodentemperatur von 15° Celsius sind es rechnerisch ca. 8 Prozent der insgesamt abgelassenen Treibstoffmenge , die den Erdboden erreicht. Damit lässt sich eine theoretische Bodenbelastung von 0,02 Gramm Kerosin pro Quadratmeter ermitteln.“ Diese Angaben stützen sich auf eine Veröffentlichung des Ministerium für Stadtentwicklung, Wohnen und Verkehr des Landes Brandenburg im Zuge des Planfeststellungsbeschluss vom 13. August 2014 für den Ausbau des Verkehrsflughafens Schönefeld (Az.: 44/1-6441/1/101).5 Des Weiteren wird in der Antwort verwiesen auf Untersuchungen des TÜV Rheinland und eine „Studie des National Research Council, Kanada“. Diese Angaben beziehen sich auf eine kleine Anfrage aus dem Jahr 1997 (BT-Drucksache 13/69386). Hierin antwortet das Bundesministerium für Verkehr am 12. Februar 1997 auf die Frage „Gibt es Untersuchungen zur Belastung von Pflanzen , Boden und Luft durch das Ablassen von Kerosin in Notfällen (sog. fuel dumps)? Falls ja, welche, von wem, mit welchen Ergebnissen?“: „Der TÜV Rheinland hat eine diesbezügliche Untersuchung durchgeführt und kommt zu dem Ergebnis, daß bei konservativer Abschätzung eine Summenkonzentration von maximal 0,2 mg/m3 entsteht und zu einer vernachlässigbaren Kontamination des Bodens führt. Diese grundsätzlichen Annahmen werden durch eine Studie des National Research Council, Kanada bestätigt.“ 3 Quelle: https://www.swr.de/swraktuell/rp/gefahr-von-oben-wieder-kerosin-ueber-rheinland-pfalz-abgelassen/- /id=1682/did=20274526/nid=1682/38ttz5/index.html [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. 4 Detaillierte Informationen zur Ausschreibung im Internet verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt .de/sites/default/files/medien/1661/dokumente/fkz_3717_51_102_0_anzeigentext_oea_10_2017.pdf 5 BT-Drucksache 18/9917: Antwort der Bundesregierung: „Ablassen von Treibstoff durch Militärflugzeuge und zivile Luftfahrzeuge“ vom 6. Oktober 2016. 6 Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN: Kerosinverrieselung bei einer Flugzeug-Notlandung über der Eifel, BT-Drucksache 13/6938 vom 13.02.1997. Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 6 3. Belastungsart und Auswirkung In der bereits erwähnten Antwort der Bundesregierung vom 6.10.2016 werden folgende Hauptbestandteile des Flugturbinenkraftstoffes angegeben: Alkane (20 - 60 Gew. Prozent), Cycloalkane (20 - 60 Gew.), Aromate (12-20 Gew. Prozent, z.B. Benzol), Heteroverbindungen < 1 Gew. Prozent, Additiv (FSII7) 0,1 - 0,2 Vol. Prozent. Im Zuge des Planfeststellungsverfahrens für den Flughafenausbau Frankfurt am Main wurde 2006 eine Stellungnahme der Anhörungsbehörde publiziert. Hierin entgegnet die Fraport AG Vorwürfen, dass eine „erhebliche Beeinträchtigungen von Umwelt oder Bevölkerung“ nicht auszuschließen sei, wie folgt: „Im Übrigen seien bisher nach Treibstoffnotablässen - trotz des Einsatzes empfindlicher Analyseverfahren - in keinem Fall Verunreinigungen durch Kerosin in Pflanzen - und Bodenproben aus den betroffenen (im Übrigen flughafenfernen) Gebieten festgestellt worden. Auch im normalen Flugbetrieb sei die Freisetzung von unverbranntem Kerosin unerheblich . Im Nahbereich des Flughafens liege die Gesamtkohlenwasserstoffimmission auf dem gleichen Niveau wie auch sonst in städtischen Bereichen. Der Flugverkehr habe daran keinen entscheidenden Anteil (G13.1, S. 105, 10 bis 20 µg/m3). Eine Beeinträchtigung von Pflanzen durch Kerosin sei daher nicht zu erwarten.“ Zudem wurde die laut Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG8) vorgesehene Umweltverträglichkeitsprüfung durchgeführt.9 Darin werden die Auswirkungen auf Tiere, Pflanzen, Boden, Wasser, Luft, Klima und Landschaft10 analysiert.11 Es wird hierin von betriebsdingt „erheblichen nachteiligen Umweltauswirkungen für das Schutzgut Mensch“ geschrieben, aber auch festgehalten, dass durch ein Maßnahmenkonzept zur Kompensation Funktionsverluste und -beeinträchtigungen für Pflanzen und Tiere ersetzt bzw. ausgeglichen werden könnten. In diesem Kapitel wird allerdings nicht gesondert auf den Treibstoffschnellablass eingegangen, sondern vielmehr direkte Auswirkungen durch den Flughafen-Ausbau und -Betrieb angesprochen. Auf die Auswirkungen durch Treibstoffschnellablass wird in einem gesonderten Kapitel eingegangen :12 7 Fuel system icing inhibitor (FSII) ist ein Zusatzstoff zu Flugzeugtreibstoffen, um die Eisbildung zu verhindern. 8 Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung in der Fassung der Bekanntmachung vom 24. Februar 2010 (BGBl. I S. 94), das zuletzt geändert am 8. September 2017 (BGBl. I S. 3370). 9 Quelle: https://wirtschaft.hessen.de/sites/default/files/HMWVL/plafe_teil_c_entscheidungsgruende_ii.pdf [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. 10 Ebd. Seiten 335-471. 11 Quelle: https://wirtschaft.hessen.de/sites/default/files/HMWVL/plafe_teil_c_entscheidungsgruende_ii.pdf [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. 12 Quelle: http://fluglaerm.gigu.de/elemente/pdf/planfeststellung/2132_2503_%20Entscheidungsgrunde.pdf [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 7 Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 8 Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 9 Quelle: Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung: Planfeststellungbeschluss zum Ausbau des Verkehrsflughafens Frankfurt Main. Wiesbaden, 18. Dezember 2007. Im Internet abrufbar unter: http://fluglaerm.gigu.de/dokumente.htm; Gesamtverzeichnis: https://wirtschaft.hessen.de/sites/default/files/HMWVL/plafe_titel_inhaltsverzeichnis.pdf Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 10 Analysen, die unmittelbar nach einem Treibstoffnotablass bzw. im Zeitverlauf danach die betroffene Region durch Probenentnahme untersuchen, konnten im Zuge dieser Arbeit nicht gefunden werden. Eine derartige Analyse ist besonders wichtig, um die tatsächliche lokale Konzentration der belastenden Stoffe einschätzen zu können. 3.1. Mineralölkohlenwasserstoffe (Alkane+Alizyklen) In der Stoffdatenbank STARS des Umweltbundesamtes13 werden zur Umwelttoxität von Mineralölkohlenwasserstoffen folgende Angaben gemacht: „Mineralöle (unlegiert, Schmieröle) werden als schwach bis mäßig giftige Substanzen gegenüber Warmblütern eingeschätzt. Es sind gefährliche Wasserschadstoffe mit Giftwirkung auf Fische und Plankton. Zersetzung der gesättigten KW durch bestimmte Bakterien möglich, biochemisch in Gewässern aber schwer abbaubar. Durch Chlor oder Ozon sind sie kaum oxidabel.“ In Anhang 2 der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung vom 12. Juli 1999; BGBl, Nr. 36 vom 16.07.199914 werden Bodenwerte, welche die Erforderlichkeit von Prüfungen bzw. Gefahrenabwehr - und Sanierungsmaßnahmen sowie von Vorsorgemaßnahmen indizieren, angegeben. Für Mineralölkohlenwasserstoffe, unter die dort n-Alkane, Isoalkane, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe fallen, liegt dieser Wert bei 0,2 mg/l. 3.2. Cycloalkane In der Stoffdatenbank STARS des Umweltbundesamtes werden zur Umwelttoxität von Cycloalkanen folgende Angaben gemacht: „Chemisch sind die Cycloalkane ziemlich reaktionsträge, weshalb sie als Lösungsmittel Verwendung finden können. In der Natur kommen Cyclopentan, -hexan und -heptan im Erdöl vor. Nur wenige Cycloalkane finden technische Verwendung, so z.B. Cyclohexan und Cyclododecan als Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Caprolactam bzw. Laurinlactam und ihrer Dicarbonsäuren für die Herstellung von Polyamiden.“ 3.3. Aromate In der Stoffdatenbank STARS des Umweltbundesamtes werden zur Umwelttoxität von Aromaten folgende Angaben gemacht: „Die Aromaten gehören zu den wichtigsten Rohstoffen, die in Kunststoffen und Synthesefasern vertreten sind. In der Natur sind aromatische Verbindungen ubiquitär. Sie finden sich in Steinkohle , im Boden, in Pflanzen, im menschlichen und tierischen Körper. Da aromatische Verbindungen als Gewässer- und Luftverunreinigungen aus Autoabgasen, industrieller Produktion, 13 Die Datenbank ist im Internet abrufbar und recherchierbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/portale /stoffdatenbank-stars [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. 14 Im Internet abrufbar unter: http://www.bgbl.de/xaver/bgbl/start.xav?startbk=Bundesanzeiger _BGBl&jumpTo=bgbl199s1554.pdf [zuletzt abgerufen am 18. Dezember 2017]. Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 049/17 Seite 11 Pestizid-Rückständen usw. praktisch ubiquitär sind, kommt ihrer Carcinogenität und ihrer reduzierten Emission entscheidende Bedeutung zu. Aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol werden im Vergleich zu aliphatischen Kohlenwasserstoffe in ihrer ökotoxikologischen Relevanz kritischer bewertet. Die WGK15=3 resultiert aus der Carcinogenität am Menschen, verknüpft mit der hohen Mobilität im Boden. Der biologische Abbau der aromatischen Verbindungen verläuft häufig über Arenoxide und auch kondensierte Ringsysteme lassen sich mikrobiologisch abbauen . Der Bioabbau der aromatischen Kohlenwasserstoffe zeigt folgende Reihenfolge in der Abbaugeschwindigkeit: Schwefelaromat > 1 > 3 > 2 > 5-Ringe. Das Vorhandensein von Naphthalinstrukturen setzt die Bioverfügbarkeit herab.“ Laut Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung vom 12. Juli 1999; BGBl, Nr. 36 vom 16.07.1999 gibt es für die im Zusammenhang mit Flugturbinenkraftstoffen besonders wichtigen Aromaten folgende Prüfwertgrenzen: BTEX (leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe, Benzol, Toluol, Xylole, Ethylbensol, Styrol, Cumol): 0,02 mg/l und Benzol selbst: 0,001 / . Es wird abschließend darauf hingewiesen, dass es verschiedene wissenschaftliche Arbeiten gibt, in denen Ansätze zur mathematischen Modellierung von Treibstoffschnellablass gibt. Bereits 1983 untersuchte Clewell am “Air Force Engineering and Services Center” in Florida, USA die Bodenkontamination durch aus Flugzeugen abgelassenen Treibstoff.16 Hierin wird festgehalten , dass ein Umweltproblem darin gesehen wird, dass der Kraftstoff Boden- oder Wasserressourcen kontaminieren kann. Allerdings sei dies im Falle von sog. JP-4 Kraftstoff unwahrscheinlich , während die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination beim Abwurf von JP-8 oder Jet A erheblich höher sei. Diese Arbeit wird u.a. in zwei weiteren, ebenfalls bereits älteren wissenschaftlichen Arbeiten zitiert. 1994 bestätigen Wissenschaftler in den USA diese Erkenntnis erneut .17 1996 veröffentlichen drei Wissenschaftler eine Arbeit, in der sie ein numerisches Model zur Vorhersage der Auswirkungen von Treibstoffablass entwickeln.18 *** 15 Wassergefährdungsklasse. 16 H. J. CLEWELL, III. "Ground contamination by fuel jettisoned from aircraft in flight", Journal of Aircraft, Vol. 20, No. 4 (1983), pp. 382-384. https://doi.org/10.2514/3.44881. 17 Todd R. Quackenbush, Milton E. Teske, Constantini E. Polymeropoulos. (1994) A model for as-sessing fuel jettisoning effects. Atmospheric Environment 28:16, 2751-2759 Online publication date: 1-Sep-1994. 18 Karl D. Pfeiffer, Dennis W. Quinn, Clifton E. Dungey. (1996) Numerical model to predict the fate of jettisoned aviation fuel. Journal of Aircraft 33:2, 353-362 Online publication date: 1-Mar-1996.