Trinkwasser Blackout: Ausfall der öffentlichen Trinkwasserversorgung und deren Bewältigung

 
 
Diplomica Verlag
  • 1. Auflage
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  • erschienen im Dezember 2015
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  • 96 Seiten
 
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978-3-95934-031-1 (ISBN)
 
Ein Ausfall der öffentlichen Trinkwasserversorgung im Zusammenhang mit einem großflächigen, längerfristigen Stromausfall stellt eine Bedrohung für nahezu die gesamte Bevölkerung dar. Das Grundproblem stellt die Abhängigkeit der Trinkwasserversorgung von der Energieversorgung dar. Stoffe, welche bereits im Routinebetrieb im Rohwasser vorhanden sind, könnten im Blackout eventuell nicht mehr fachgerecht entfernt werden. Analyselabore sind nicht auf einen Stromausfall vorbereitet. Käme es neben Unfällen auch noch zu kriminellen Einträgen von CBRN Stoffen (chemisch, biologisch, radioaktiv oder nuklear) ins Trinkwassersystem, so wäre dies weder vom Betreiber noch vom Verbraucher festzustellen. Während der Zeit eines Blackouts kann die Quantität und die Qualität des Trinkwassers eingeschränkt werden. Eine flächendeckende Versorgung durch Aufbereitungsanlagen der Einsatzorganisationen ist nicht möglich. Die physische und psychische Belastung durch Wassermangel oder Schadstoffbelastungen könnte zu einer Schwächung des Immunsystems führen. In der vorliegenden Studie werden mögliche Maßnahmen zur Sicherstellung der Trinkwasserversorgung in der Zivilbevölkerung während eines Blackouts untersucht.
  • Deutsch
  • Berlin
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  • Deutschland
  • 1,44 MB
978-3-95934-031-1 (9783959340311)
3959340311 (3959340311)
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Roland Detlinger wurde in Österreich geboren und ist dort auch aufgewachsen. Nach einer umfassenden technischen Ausbildung konnte er in mehreren Unternehmen sowohl national als auch international Erfahrungen in sensiblen Firmenbereichen und mit kritischer Infrastruktur sammeln. Zusätzlich zu einer Vielzahl an Ausbildungen in den Bereichen der persönlichen und unternehmerischen Sicherheit absolvierte er mehrere Studien im Bereich des Sicherheitsmanagements. Der intensive Erfahrungsaustausch mit anderen Sicherheitsexperten machte dem Autor bald klar, dass auch in Fachkreisen das Bewusstsein für die Bedrohung durch einen Stromausfall und dem damit verbundenen Ausfall der Trinkwasserversorgung nicht im dafür notwendigen Umfang vorhanden war. Vergangene und aktuelle Vorfälle legen diesen Schwachpunkt offen dar. Die mangelnde Kenntnis über bereits stattgefundene sowie mögliche neue Schadensauswirkungen in Bezug auf einen Ausfall der öffentlichen Trinkwasserversorgung hat im Autor den Wunsch geweckt, eine Hilfestellung für die Zivilbevölkerung zu schaffen und dadurch die Resilienz in Österreich zu stärken.
1 - Trinkwasser Blackout: Ausfall der öffentlichen Trinkwasserversorgung und deren Bewältigung [Seite 1]
1.1 - Inhaltsverzeichnis [Seite 3]
1.2 - 1 Einleitung [Seite 7]
1.2.1 - 1.1 Problemstellung [Seite 7]
1.2.2 - 1.2 Forschungsfrage [Seite 10]
1.2.3 - 1.3 Relevanz der Fragestellung [Seite 10]
1.2.4 - 1.4 Verortung in der wissenschaftlichen Landschaft [Seite 10]
1.2.5 - 1.5 Ziele der Arbeit [Seite 11]
1.2.6 - 1.6 Allgemeine Methodenbeschreibung [Seite 11]
1.2.7 - 1.7 Abgrenzungen [Seite 12]
1.2.8 - 1.8 Aufbau der Studie [Seite 13]
1.2.9 - 1.9 Begriffsbestimmungen [Seite 14]
1.2.9.1 - 1.9.1 Blackout [Seite 14]
1.2.9.2 - 1.9.2 Gesundheitliche Beeinträchtigung [Seite 14]
1.2.9.3 - 1.9.3 Öffentliche Trinkwasserversorgung [Seite 15]
1.3 - 2 Vom Wasser [Seite 16]
1.3.1 - 2.1 Historisches [Seite 16]
1.3.2 - 2.2 Wasser - Naturwissenschaftliche Beschreibung [Seite 18]
1.3.2.1 - 2.2.1 Geologie [Seite 18]
1.3.2.2 - 2.2.2 Biologie [Seite 19]
1.3.2.3 - 2.2.3 Chemie [Seite 20]
1.3.2.4 - 2.2.4 Physik [Seite 20]
1.3.2.5 - 2.2.5 Härte und Leitfähigkeit [Seite 21]
1.3.2.6 - 2.2.6 pH-Wert [Seite 21]
1.3.3 - 2.3 Bedeutung und Notwendigkeit von Wasser [Seite 22]
1.3.4 - 2.4 Trinkwassersicherheit [Seite 24]
1.4 - 3 Gesetzliche Grundlagen [Seite 28]
1.4.1 - 3.1 Codex B 1"Trinkwasser" Wasser für den menschlichen Gebrauch [Seite 28]
1.4.2 - 3.2 Wasserrechtsgesetz [Seite 29]
1.4.3 - 3.3 Lebensmittelsicherheits- und Verbraucherschutzgesetz (LMSVG) [Seite 29]
1.4.4 - 3.4 Gewässerzustandsüberwachungsverordnung (GZÜV) [Seite 30]
1.4.5 - 3.5 Qualitätszielverordnung Chemie Grundwasser [Seite 32]
1.4.6 - 3.6 Trinkwasserrichtlinie [Seite 33]
1.4.7 - 3.7 Trinkwasserverordnung (TWV) [Seite 33]
1.4.8 - 3.8 Allgemeine Abwasseremissionsverordnung (AAEV) [Seite 35]
1.4.9 - 3.9 Abwasseremissionsverordnung (AEV) Wasseraufbereitung [Seite 36]
1.4.10 - 3.10 Bauordnungen (z.B. Niederösterreichische Bauordnung) [Seite 37]
1.4.11 - 3.11 Bautechnikverordnungen (z.B. Niederösterreichische Bautechnikverordnung) [Seite 37]
1.4.12 - 3.12 Ausgangszustandsbericht für IPPC Anlagen [Seite 37]
1.4.13 - 3.13 Richtlinie W 74 Trinkwassernotversorgung [Seite 38]
1.4.14 - 3.14 Zusammenfassung rechtliche Grundlagen [Seite 40]
1.5 - 4 Wasser - Inhaltsstoffe [Seite 42]
1.5.1 - 4.1 Trinkwasser ist nicht keimfrei [Seite 42]
1.5.2 - 4.2 Gelöste und ungelöste Stoffe [Seite 42]
1.5.3 - 4.3 Mögliche natürliche Inhaltsstoffe [Seite 43]
1.5.4 - 4.4 Toxische anorganische Stoffe [Seite 43]
1.5.5 - 4.5 Toxische organische Stoffe [Seite 44]
1.5.6 - 4.6 Mikroorganismen und Viren [Seite 44]
1.5.6.1 - 4.6.1 Legionellen [Seite 47]
1.5.6.2 - 4.6.2 Pseudomonas aeruginosa [Seite 47]
1.5.6.3 - 4.6.3 Biofilm [Seite 48]
1.5.6.4 - 4.6.4 Viren [Seite 48]
1.5.6.5 - 4.6.5 Mikroverunreinigungen [Seite 50]
1.5.7 - 4.7 Genusstauglichkeit von Wasser [Seite 51]
1.5.8 - 4.8 Aufnahme von Krankheitserregern [Seite 51]
1.6 - 5 Trinkwasseruntersuchung [Seite 52]
1.6.1 - 5.1 Probenahme [Seite 52]
1.6.2 - 5.2 Sterilisation von Behältern [Seite 53]
1.6.3 - 5.3 Allgemein physikalisch-chemische Parameter [Seite 54]
1.6.4 - 5.4 Summenparameter [Seite 54]
1.6.5 - 5.5 Gruppenparameter [Seite 54]
1.6.6 - 5.6 Leitparameter [Seite 55]
1.6.7 - 5.7 Multimethode [Seite 55]
1.6.8 - 5.8 Screening Methode [Seite 55]
1.6.9 - 5.9 Sensorik für CBRN (chemisch, biologisch, radiologisch und nuklear) - Stoffe [Seite 56]
1.6.10 - 5.10 Normen und Methoden für die Wasseruntersuchung [Seite 56]
1.6.11 - 5.11 Zusammenfassung Trinkwasseruntersuchung [Seite 57]
1.7 - 6 Trinkwasseraufbereitung [Seite 58]
1.7.1 - 6.1 Rohwasserqualität [Seite 59]
1.7.1.1 - 6.1.1 Situation in Österreich [Seite 59]
1.7.1.2 - 6.1.2 Grundwasser (Grund - und Quellwasser) [Seite 59]
1.7.1.3 - 6.1.3 Quell- und Brunnenwasser [Seite 60]
1.7.2 - 6.2 Aufbereitungsschritte [Seite 61]
1.7.2.1 - 6.2.1 Normen [Seite 61]
1.7.2.2 - 6.2.2 Trinkwasserdesinfektion [Seite 61]
1.7.3 - 6.3 Einzelne Reinigungsschritte in der Trinkwasseraufbereitung [Seite 62]
1.7.3.1 - 6.3.1 Vorreinigung - Entfernung ungelöster Verunreinigungen und Schwebstoffe [Seite 62]
1.7.3.2 - 6.3.2 Filtration [Seite 62]
1.7.3.3 - 6.3.3 Belüftung [Seite 62]
1.7.3.4 - 6.3.4 Enteisenung [Seite 63]
1.7.3.5 - 6.3.5 Entmanganung [Seite 63]
1.7.3.6 - 6.3.6 Entsäuerung [Seite 63]
1.7.3.7 - 6.3.7 Schutzschichtbildung [Seite 63]
1.7.3.8 - 6.3.8 Zentrale Enthärtung [Seite 63]
1.7.3.9 - 6.3.9 Entfernung von Nitrit [Seite 63]
1.7.3.10 - 6.3.10 Entfernung von Geruchs- und Geschmacksstoffen bzw. organischen Spurenelementen [Seite 63]
1.7.3.11 - 6.3.11 Entkeimung - Desinfektion des Trinkwassers [Seite 64]
1.7.4 - 6.4 Zugelassene Verfahren laut Lebensmittel Codex [Seite 65]
1.7.5 - 6.5 Aufbereitungstechnik für CBRN-Stoffe [Seite 67]
1.7.5.1 - 6.5.1 Adsorption (Kornaktivkohle / Pulverkohle) [Seite 67]
1.7.5.2 - 6.5.2 Membranfiltration (UO, NF, UF, MF sowie Flockung /Filtration) [Seite 67]
1.7.5.3 - 6.5.3 Chlorung, Ozonung, UV-Desinfektion [Seite 67]
1.7.6 - 6.6 Zusammenfassung Trinkwasseraufbereitung [Seite 68]
1.8 - 7 Verwendung von Wasser, welches nicht den Trinkwasserkriterien entspricht (Nutzwasser) [Seite 70]
1.9 - 8 Vermeidung der Verkeimung von Trinkwasserleitungen [Seite 71]
1.10 - 9 Erschließung eines eigenen Trinkwasserzugangs [Seite 73]
1.10.1 - 9.1 Informationen zur Grundwasserbeschaffenheit [Seite 74]
1.10.2 - 9.2 Haltbarkeit von Wasser [Seite 74]
1.10.3 - 9.3 Trinkwasser für den Gebrauch unter besonderen Umständen [Seite 75]
1.10.4 - 9.4 Wasserversorgungsplan [Seite 76]
1.10.5 - 9.5 Gedankenhilfe Trinkwasser im Notfall [Seite 78]
1.11 - 10 Ergebnisse, Schlussfolgerungen [Seite 79]
1.11.1 - 10.1 Zusammenfassung der Ergebnisse [Seite 79]
1.11.2 - 10.2 Beantwortung der Forschungsfrage [Seite 81]
1.12 - 11 Glossar [Seite 82]
1.13 - 12 Abkürzungsverzeichnis [Seite 85]
1.14 - 13 Literaturverzeichnis [Seite 86]
1.14.1 - 13.1 Österreichische Gesetze und Verordnungen [Seite 86]
1.14.2 - 13.2 Europäische Verordnungen und Richtlinien [Seite 87]
1.14.3 - 13.3 Internationale Regelwerke [Seite 87]
1.14.4 - 13.4 Informationen der Ministerien und Ämter [Seite 87]
1.14.5 - 13.5 Fachliteratur [Seite 88]
1.14.6 - 13.6 Fachmagazine [Seite 89]
1.14.7 - 13.7 Normen und Regelwerke [Seite 89]
1.15 - 14 Abbildungsverzeichnis [Seite 90]
1.16 - 15 Tabellenverzeichnis [Seite 91]
Textprobe:

Kapitel 2.4, Trinkwassersicherheit:

In diesem Kapitel soll die Sicherheit der öffentlichen Trinkwasserversorgung in Hinblick auf Qualität und auf Quantität betrachtet werden. Mögliche Beeinträchtigungen durch einen großflächigen, länger andauernden Stromausfall sollen berücksichtigt werden.
Jede Trinkwasserversorgung ist abhängig von der Ergiebigkeit ihrer Quellen und Brunnen. Auch unter normalen Umständen kann diese durch Hochwasser oder Trockenheit beeinträchtigt sein.
Die mengenmäßige Sicherheit kann einerseits durch eine ausreichende Grundwasserneubildung und andererseits durch Neubildung aus Oberflächenwasser gesichert werden. Dies ist von der lokalen Situation abhängig.
Besonders in Bereichen der Grundwasserneubildung durch Oberflächenwasser können im Anlassfall Schadstoffe leichter ins Trinkwasser gelangen.
Gezielte Angriffe auf Wasserversorgungsanlagen durch Hacker sind möglich. In einer Fachzeitschrift wird berichtet, dass unter geringem Aufwand (z.B. zwei Tage - Hacker FX im Zuge einer IT-Sicherheitsprüfung in Ettlingen) die Stromversorgung einer Stadt lahmgelegt werden kann und damit zusammenhängend auch die Wasserpumpen für die Trinkwasserversorgung.
2010 wurde die EU INSPIRE-Richtlinie (Infrastructure for Spatial Information in the European Community) in Österreich im Geodateninfrastrukturgesetz (GeoDIG) sowie in einigen Landesgesetzen umgesetzt. Demnach haben Verwaltungsbehörden sowie natürliche oder juristische Personen privaten Rechts (Wasserversorgungsunternehmen) Geodaten zur Verfügung zu stellen. Dies stellt in Bezug auf den Schutz der Infrastruktur vor unbefugten Zugriffen ein Sicherheitsrisiko dar.
Das 2008 vom Ministerrat beschlossene Programm zum Schutz kritischer Infrastrukturen (APCIP - Austrian Program for Critical Infrastructure Protection) sieht nationales Interesse in der Kategorie Wasserversorgung, Abwasser- und Abfallentsorgung nur bei einem einzigen Betrieb in ganz Österreich - der 'ebswien'. Demnach ist österreichweit kein einziges Unternehmen der Trinkwasserversorgung als kritische Infrastruktur eingestuft. Für die Sicherheit der Wasserversorgung hat demnach prinzipiell der Betreiber selbst zu sorgen.
Die Beeinträchtigung der Trinkwasserversorgung durch vorsätzliche kriminelle Handlungen wie Anschläge, durch Naturkatastrophen oder Unfälle kann nicht ausgeschlossen werden. Diese können gesundheitliche Schäden und/oder psychologische Auswirkungen auf die Bevölkerung mit sich bringen.
Für einen Anschlag auf die Trinkwasserversorgung kommen toxische chemische, biologische und radioaktive Substanzen (CBRN-Stoffe) in Frage. Diese müssen jedoch in einer ausreichend hohen Konzentration eingebracht und über einen ausreichenden Zeitraum aufrechterhalten werden, um eine gesundheitsschädliche Wirkung zu erzielen.
Toxische Substanzen können in das Trinkwasserversorgungsnetz über hochbauliche Einrichtungen (z.B. Wasserwerke, Speicherbehälter), direkt in das Trinkwasserverteilungsnetz (z.B. über Hausanschlüsse oder Hydranten) oder über Rohwasserfassungen (z.B. Brunnen, Quellen, Oberflächengewässer) eingebracht werden.
In hochbaulichen Einrichtungen werden diese stark verdünnt, allerdings ist in diesem Fall eine große Anzahl an Menschen betroffen. Bei direkter Einbringung ins Rohrleitungsnetz wird der Stoff weniger stark verdünnt, es sind in der Regel aber auch weniger Menschen gefährdet. Bei der Einbringung von toxischen Substanzen in das Rohwasser findet die größte Verdünnung statt und abhängig von den Aufbereitungsschritten ist es möglich, dass die eingebrachten Stoffe entfernt bzw. inaktiviert werden.
Durch den Menschen eingebrachte, nicht grobsinnlich wahrnehmbare CBRN-Stoffe würden wahrscheinlich entweder erst durch die gesundheitliche Auswirkung in der Bevölkerung oder anhand von technischen bzw. organisatorischen Sicherungsmaßnahmen (wie Überwachungskameras oder Alarmanlagen) erkannt werden. Hochbaueinrichtungen in der Trinkwasserversorgung sind mit Objektschutz ausgestattet, wodurch ein Anschlag dort leichter erkennbar ist als ein Eintrag z.B. über einen Hausanschluss direkt ins Verteilernetz.
Weltweit ereigneten sich zwischen 1950 und 2010 weniger als zehn Anschläge auf die zentrale Trinkwasserversorgung mit toxischen Stoffen. In Deutschland wurden in den vergangenen Jahrzehnten zwei Anschlagsversuche mit toxischen Substanzen auf die Trinkwasserversorgung bekannt. Ein wesentlicher Grund für diese geringe Anzahl sind die aus Tätersicht schwer zu überwindenden Hindernisse. Weiters wird nur ein geringer Anteil des Trinkwassers vom Menschen tatsächlich konsumiert (in Deutschland weniger als 2%).
Die Substanzen müssen eine ausreichende Stabilität gegenüber Hydrolyse bzw. Desinfektion und eine ausreichende Toxizität besitzen, um trotz Verdünnung gesundheitliche Schädigungen bewirken zu können.
In Deutschland existiert eine unter Verschluss gehaltene Datenbank mit prioritären Substanzen, die 41 Chemikalien bzw. Kampfstoffe, 9 Mikroorganismen (B-Stoffe) und 4 radioaktive Stoffe umfasst. In dieser werden die Informationen über Detektierbarkeit, Entfernbarkeit, Anreicherungsverhalten, Netzreinigung, Abbauverhalten sowie Toxizität und Substanzeigenschaften zusammengestellt. Die Risikowahrnehmung und Selbstevaluation erfolgt in Deutschland über den Betreiber.
Eine flächendeckende Installation von Online-Messtechnik zur Qualitätsanalytik ist mit hohen Kosten verbunden. Spezifische Toxizitätssensoren sind nicht zur Detektion aller in Frage kommender Substanzen geeignet. Eine vollständige Überwachung des Verteilungssystems ist aufgrund der verzweigten Topologie nicht umsetzbar.
In Österreich ist es 2002 als Folge eines Hochwassers zum Ausfall der Trinkwasserversorgung in weiten Teilen Niederösterreichs und Oberösterreichs gekommen. Durch die Anwendung von Maßnahmen aus der Richtlinie Trinkwassernotversorgung konnten die Auswirkungen auf die Bevölkerung gering gehalten werden.
Als Bedrohungsszenarien für die öffentliche Trinkwasserversorgung kommen besonders in Frage:

Industrie- und Transportunfälle,
Terrorakte,
Naturkatastrophen,
Kriegerische Handlungen,
Technische Gebrechen (Stromausfall).
Im Experteninterview mit einem leitendenden Zivilschutzorgan wurde die Sicherheit der Trinkwasserversorgung in Österreich im Falle eines langfristigen großflächigen Stromausfalls als sehr fragwürdig eingestuft. Es gibt viele ungeklärte Problemstellen, für die auch keine Erfahrungen vorliegen. Die verankerte Meinung, dass im Notfall die Feuerwehr die Bevölkerung mit Trinkwasser versorgen kann ist nicht richtig, da die Fahrzeuge nicht für Trinkwasserqualität ausgelegt sind (schlechte Desinfektionsmöglichkeit aufgrund der Tankaufbauten und Zwischenwände). Geeignet dafür erscheinen Lebensmitteltransporter für Milch und andere Getränke. In weiterer Folge ist die Versorgung mit dem dafür notwendigen Treibstoff ein Hindernis. Tankstellen sind vom Stromausfall ebenso betroffen. In Österreich wurde die öffentliche Trinkwasserversorgung mehrere Male durch Hochwasser beeinträchtigt. Seitens des Zivilschutzverbandes wird der Eigenschutz durch Selbstversorgung als wichtigste Vorsorgemaßnahme empfohlen. Dazu zählt einerseits die Einlagerung von Trinkwasser in Flaschen, aber auch die Möglichkeit zur Haltbarmachung von noch vorhandenem Leitungswasser mit z.B. Silberjodid. Dafür zu berücksichtigen ist die Notwendigkeit von geeigneten Trinkwasserbehältern. Diese wären ebenfalls für eine Notversorgung mit Trinkwasser im Hol-Prinzip erforderlich.
Ein weiteres Experteninterview mit einem Experten für Blackout - Szenarien stellt die Situation in Österreich als durchaus verbesserungswürdig dar. Die Trinkwasserversorgungen sind dezentral angeordnet, dadurch werden sie nicht als kritische Infrastruktur in entsprechenden Plänen berücksichtigt. Viele Fragen in Bezug auf die Aufrechterhaltung der Wasserversorgung sind offen. Immer wieder treten Fehlerkombinationen auf, welche in dieser Form noch nicht berücksichtigt wurden und so schon im Normalbetrieb zu realen Trinkwasserausfällen in Österreich führen.
Diese Verkettungen werden bei großflächigen Ereignissen besondere Herausforderungen darstellen. Entsprechende Notfallpläne zur Trinkwassernotversorgung sind nicht in der notwendigen Qualität vorhanden.
Ausfälle der Stromversorgung in bemerkenswerter Größenordnung traten in Österreich zuletzt in den 70er Jahren auf, zu dieser Zeit war allerdings die Abhängigkeit von der öffentlichen Stromversorgung noch nicht im heutigen Ausmaß gegeben.
Neben der körperlichen Belastung aufgrund des Trinkwassermangels führt diese natürlich auch zu psychischen Belastungen. Es ist ja in dieser Situation kein Ende abzusehen, Informationen fehlen, die normalen Hygienemaßnahmen können nicht durchgeführt werden, WC Spülungen funktionieren nicht mehr, all dies sind durchaus ungewohnte Situationen, mit denen es keine Erfahrungswerte gibt. Das gesamte Krisenmanagement und besonders die Krisenkommunikation sind daher mit hoher Priorität entsprechend vorzubereiten.
Eine Vielzahl an Einflussfaktoren können die öffentliche Trinkwasserversorgung bedrohen. Einige dieser Einflüsse sind schwer bzw. gar nicht in den Griff zu bekommen. Die öffentliche Trinkwasserversorgung kann definitiv ausfallen oder nur eingeschränkt zur Verfügung stehen. Ein großflächiger, länger andauernder Stromausfall ist eine konkrete Bedrohung einerseits für die primäre Versorgung mit einer ausreichenden Menge an Trinkwasser, welches den Qualitätsanforderungen entspricht. Andererseits kann es durch einen Stromausfall zu chemischen oder mikrobiologischen Einflüssen der Wasserversorgung kommen.

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