Wie belastet ist die Elbe?

In den 1980er Jahren zählte die Elbe noch zu den schmutzigsten Flüssen Europas. 
Mit dem Zusammenbruch der Industrien nach 1990 in Tschechien und Ostdeutschland, dem Ausbau von Kanalisation und Kläranlagen sowie Umwelt- und Gewässerschutz verbesserte sich die Wasserqualität erheblich (1).

Doch wie sauber bzw. belastet ist die Elbe heute?
Eine allgemeingültige Aussage für "die Elbe" lässt sich schwer formulieren, denn Belastungen verändern sich im Flussverlauf, fallen mal höher und mal niedriger aus. Es gibt jedoch keinen einzigen Abschnitt des Flusses, der in einem sogenannten „guten chemischen Zustand“ ist, wie ihn die EU-Wasserrahmenrichtlinie als Ziel bis 2027 vorschreibt. Die Ursachen sind vielfältig: zu viele Nährstoffe insbesondere in Form von Stickstoff und Phosphor, diffuse Einträge von Pestiziden, chemische Belastungen durch Einleitungen aus Industrien, Kläranlagen oder belasteten Nebenflüssen. Auch Hoch- und Niedrigwasser haben Einfluss auf die Wasserqualität.
Klar ist also: es besteht weiter Handlungsbedarf.

Bei der Suche nach Stoffen im Wasser wird im Normalfall "nur" das gefunden, wonach gesucht wird. Doch es gibt auch unbekannte chemische Stressoren, die wir noch gar nicht auf dem Schirm haben! In einer Pilotstudie der Bundesanstalt für Gewässerkunde und des sächsischen Landesamts für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie wurde an rund 50 Messstellen sächsischer Fließgewässer Wasser mit einer Non-Target-Suche charakterisiert. Auch die Elbe wurde an 4 Messstellen betrachtet (2).

Und es gibt unterschiedliche Grenz- und Höchstwerte. So gelten z.B. für Fische als Lebensmittel andere Höchstwerte für die Belastung mit Schadstoffen als für Fische als Teil eines Ökosystems. Für die Einschätzung des chemischen Zustands von Wasser ist die EU-weit geltende Umweltqualitätsnormen-Richtlinie (Richtlinie 2008/105/EG) richtungsweisend. Darin werden aktuell 45 sogenannte "prioritäre Stoffe" geregelt, die in die Oberflächengewässerverordnung (OGewV) Deutschlands übernommen wurden.

Es gibt Belastungen, die in der sächsischen Elbe seit längerer Zeit ein Problem darstellen. Neben erhöhten Phosphorwerten zählen dazu etwa Quecksilber, Polybromierte Diphenylether, PFAS, Polychlorierte Biphenyle, Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, aber auch die Insektizide Imidacloprid aus der Gruppe der Neonicotinoide und Heptachlor (Tab. 1). Hexachlorbenzol (HCB) wurde als ⁠Pflanzenschutzmittel bis zu seinem Verbot 1981 eingesetzt (3). Unbeabsichtigt wird es bis heute freigesetzt (z.B. in Produktionsprozessen).

Tabelle 1: Belastungen der sächsischen Elbe.

Eine große Herausforderung sind zu hohe Stickstoff- und Phosphoreinträge in der Elbe (4).
Stickstoff und Phosphor sind Nährstoffe und fördern das Wachstum von Algen und Wasserpflanzen. Sind zu viele Nährstoffe im Wasser kommt es zu einem übermäßigen Wachstum (Eutrophierung), das ein Gewässer nachhaltig verändern kann.

Stickstoff und Phosphor gelangen aus Landwirtschaft, Industrie und Kläranlagen in den Fluss. Für das Jahr 2018 wurde ein Phosphoreintrag i.H.v. 860 Tonnen pro Jahr in die Gewässer des Freistaates Sachsen modelliert; für Stickstoff lag der modellierte Eintrag bei 29.042 Tonnen pro Jahr (5). Während Stickstoff vor allem über die Landwirtschaft in Gewässer eingetragen wird, gibt es bei Phosphor mehrere Verursacher: Einträge aus Siedlungsflächen (29%), Ackerflächen (20 %), verortbare punktuelle Einträge (40 % des Phosphor-Gesamteintrags) (ebd.). Entlang der Elbe lassen sich einzelne große Verschmutzer identifizieren. Im Jahr 2022 setzte allein das Klärwerk in Dresden-Kaditz 688.000 kg an Stickstoff und 36.500 kg an Phosphor in die Elbe frei (6). Dabei wird bereits mit einer biologischen und chemischen Phosphatentfernung gearbeitet. Allein aus der Produktion von Infineon Dresden gelangten im Jahr 2022 rd. 185.000 kg Stickstoff und 15.100 kg Phosphor ins Abwasser (7), das im Klärwerk Kaditz gereinigt wird.

Tabelle 2: Entwicklung des Nitrat-Stickstoffs (primär aus Landwirtschaft) an ausgewählten Messstellen an der sächsischen Elbe (Mittelwerte in mg/l)

Auch die Vorgaben von EU-Wasserrahmenrichtlinie und EU-Nitratverordnung erfordern Maßnahmen zur Verringerung der Nährstoffbelastung.

Zur Eutrophierung kommt die Klimakrise noch hinzu. Sie bringt ähnliche Symptome hervor und macht noch größere Anstrengungen zur Verringerung der Nährstofffracht im Fluss erforderlich.

Im Flusseinzugsgebiet der Elbe stoßen allein in Sachsen 46 Betriebe Ammoniak in erheblichem Umfang in die Luft aus (9). 2022 handelte es sich dabei bis auf zwei Ausnahmen ausschließlich um Mast- und Tieraufzuchtanlagen.
Allein im Jahr 2022 gab es rings um Torgau Ausstöße von 53.000 kg / Jahr (Beilrode, Tiergut Zwethau GmbH Schweinemastanlage Zwethau) und 32.400 kg/ Jahr (Arzberg, Tierzucht Packisch GmbH & Co KG) sowie von weiteren Betrieben mit Werten zwischen 10.000 und 20.000 kg/ Jahr.

Wenn Ammoniak in der Luft mit Schadstoffen wie Stickstoffoxiden oder Schwefeldioxiden in Berührung kommt, bilden sich Ammoniumsalze. Diese gelangen mit Niederschlag in Boden und Wasser - z.B. im Flusseinzugsgebiet der Elbe. Hier kann das Ammonium zu Nitrat und Nitrit umgewandelt werden. Land- und Wasserökosysteme werden durch ⁠Versauerung⁠ und ⁠Eutrophierung⁠ erheblich geschädigt (10).

In den vergangenen 30 Jahren sank die Belastung mit Ammonium-Stickstoff im sächsischen Elbe-Einzugsgebiet (11, Karte: Nährstoffe und Salze).

Polybromierte Diphenylether (PBDE) sind bromhaltige organische Chemikalien. Seit den 1950er Jahren werden sie eingesetzt in Kunststoffen als Flammschutzmittel. Sie fanden breite Anwendung u.a. in Stoffen und Textilien, elektrischen und elektronischen Geräten, Farben und Tapeten, Matratzen, Be- und Entlüftungssystemen, Dämmstoffen und Ausschäummitteln. In der Familie der PBDE besitzen alle Einzelverbindungen eine gleiche chemische Grundstruktur, unterscheiden sich aber in der Anzahl der angelagerten Bromatome (12). Je weniger Bromatome die PBDE enthalten, um so giftiger sind sie für Organismen. Seit 2004 sind Penta- und Octa-Bromdiphenylether (-BDE) in der EU verboten. Sie stehen im Verdacht, krebserregend und hormonell wirksam zu sein. Tetra-, Penta-, Hexa- und HeptaBDE sind als „prioritär gefährliche Stoffe“ eingestuft.

Untersuchungen für die "Erfassung der Schadstoffkontamination von Fischen" (2021) zeigen durchweg Überschreitungen der Umweltqualitätsnorm (UQN) für PBDE bei Fischen an allen Probenahmestandorten entlang der sächsischen Elbe. An der Messstelle Belgern wurde bei Döbeln der PBDE-Wert um das 600-fache überschritten, bei Bleien um das 350-fache.

Tabelle 3: Messwerte von 2,2,4,4,5,5 Hexabromdiphenylether im Wasser und Fischen der Elbe.

(Umweltqualitätsnorm für Biota: 0,0085 µg/kg; Jahresdurchschnitt-Umweltsqualitätsnorm (JD-UQN): 0,0005 µg/l, Überschreitungen sind markiert)
Quelle: IDA-Datenbank

Tabelle 4: Messwerte von 2,2,4,4,5 Pentabromdipehnylether im Wasser und Fischen der Elbe.

(Umweltqualitätsnorm für Biota: 0,0085 µg/kg; Jahresdurchschnitt-Umweltsqualitätsnorm (JD-UQN): 0,0005 µg/l, Überschreitungen sind markiert)
Quelle: IDA-Datenbank

Mikroverunreinigungen etwa durch Rückstände von Arzneimitteln, Pflanzenschutzmitteln, Bioziden und anderen Chemikalien können selbst in geringen Konzentrationen die Umwelt schädigen bzw. unserer Gesundheit schaden (13). Auch machen sie die Gewinnung und Bereitstellung von (Trink-)Wasser schwieriger und aufwändiger.

Arzneimittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte gelangen vor allem über Einleitungen aus Kläranlagen in Gewässer oder über die Ausbringung von Mist und Gülle auf den Boden. Über 400 verschiedene Arzneimittelrückstände⁠ wurden bislang in der Umwelt in Deutschland gefunden (14). Doch wegen mangelnder Daten über Risiken für die Umwelt auch nach der Zulassung eines Arzneimittels und fehlender Langzeituntersuchungen können die Gefahren für diese Vielzahl an Stoffen bis heute nicht vollumfänglich abgeschätzt werden. Erst für rund zehn Prozent möglicherweise umweltrelevanter Arzneimittelwirkstoffe für Menschen liegen ausreichende Informationen für die Beurteilung des Umweltrisikos vor. Schädliche Auswirkungen auf Lebewesen und Pflanzen sind für folgende Arzneimittel belegt:

• Schmerzmittel Diclofenac, das Leber und Nieren von Fischen schädigt,
• Wirkstoffe der Anti-Baby-Pille, die die Fortpflanzung von Fischen nachhaltig verändern
• Antibiotika, die bei Algen und Pflanzen wachstumshemmend wirken (15). Ein weiteres Problem sind Antibiotika-Ressistenzen.
   

Expert*innen gehen davon aus, dass sich der Verbrauch von Arzneimitteln um bis zu knapp 70 Prozent bis zum Jahr 2045 im Vergleich zum Jahr 2015 erhöhen könnte in einer zunehmend alternden Gesellschaft (16). Bereits in den letzten 20 Jahren ist in der sächsischen Elbe die Belastung mit Diclofenac kontinuierlich gestiegen (vgl. Tab. 5).

Tabelle 5: Messwerte von Diclofenac im Wasser der Elbe.

(Die ⁠PNEC⁠ (Predicted no effect concentration: Konzentration, bei der noch keine Auswirkungen auf die Umwelt auftreten) und Jahresmittelwert der LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) für Diclofenac liegt bei 0,05 µg/l. Überschreitungen sind markiert)
Quelle: IDA-Datenbank

Spurenstoffe können nur durch eine Kombination von Maßnahmen reduziert werden. Damit nicht die Abwasserentsorger und Wasserversorger und letztlich die Gebührenzahler*innen mit immer höheren Kosten für die Reinigung des Wassers allein gelassen werden, müssen Stoffe bereits bei Herstellung und Verwendung reduziert bzw. eliminiert werden.

Ende 2024 stimmte nach dem EU-Parlament nun auch der EU-Rat der EU-Richtlinie Kommunales Abwasser (KARL) zu und gab damit den Weg frei für zahlreiche Neuerungen. Die 4. Reinigungsstufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen soll bis 2045 verpflichtend sein für große Kläranlagen, aber auch für kleinere Kläranlagen, in denen die Belastung mit Spurenstoffen Risiken bergen für die menschliche Gesundheit oder die Umwelt. Pharma- und Kosmetikhersteller sollen mindestens 80 Prozent der Kosten der zusätzlichen Reinigungsstufe (Investitionen und Betrieb) übernehmen.(17) KARL muss nun noch in deutsches Recht umgesetzt werden.

PFAS bzw. per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen sind Industriechemikalien. Sie sind fett-, schmutz- und wasserabweisend, hitzebeständig und finden sich sowohl bei Outdoor-Klamotten, in Kosmetik als auch auf dem Backpapier. PFAS werden zudem in vielen Industrieprozessen eingesetzt - so etwa in der Halbleiterindustrie und der Galvanik in Dresden. Bedeutsame Quellen von PFAS sind Pflanzenschutz-, Kälte- und Arzneimittel (18).

Sind sie erst einmal in der Umwelt, ist ihnen schwer beizukommen: Sie sind extrem langlebig. Deshalb werden sie auch „Ewigkeitschemikalien“ genannt. Nach ihrer Aufnahme – z.B. durch den Verzehr von Fisch oder belastetes Wasser - reichern sie sich im menschlichen Körper an und gefährden unsere Gesundheit. Die Auswirkungen auf Menschen und Umwelt sind dabei erst für einen Bruchteil der Stoffgruppe erforscht (19). Dabei reden wir über mehrere Tausende Stoffe, die diese Gruppe umfasst. Aufgrund nicht kontrollierbarer Risiken ist ein Verbot der gesamten Stoffgruppe in Europa geplant.

Entlang der gesamten Elbe liegen die Werte von PFOS über der Jahresdurchschnitts-Umweltqualitätsnorm (JD-UQN). PFOS gehört zu PFAS und ist 2010 in die Verbotsliste der Stockholm-Konvention für persistente organische Schadstoffe aufgenommen worden. Für die sächsische Elbe sind die Werte in Tabelle 6 nachzulesen.

Tabelle 6: Messwerte von Perfluoroctanesulfonsäure (PFOS) im Wasser und Fischen der Elbe.

Eine Studie der Umweltorganisation Global 2000 und des European Pesticide Action Network PAN wies die enorme Belastung der Elbe mit der PFAS-Chemikalie Trifluoressigsäure (TFA) im Frühjahr 2024 nach. Im Vergleich aller in Europa getesteten Flüsse war die Elbe bei Hamburg mit einem Wert von 3,3 µg/l am stärksten belastet (20). Die TFA-Belastung im sächsischen Einzugsgebiet der Elbe liegt im Mittel zwischen 1 und 3 µg/l. Der Höchstwert lag bei 94 µg/l (21). Unklar ist, ab welcher Konzentration es gefährlich für Organismen werden kann.

PFAS sind auch in Elbfischen zu finden. In der "Erfassung der Schadstoffkontamination von Fischen 2022" des Landesamts für Umwelt und Geologie wurde festgestellt, dass Konzentrationsmengen von PFOS bei Elbfischen in den fünf Probenahmestellen der Elbe (Prossen, Pieschen, Meißen, Strehla und Belgern) die Umweltqualitätsnorm (UQN) von 9,1 μg/kg für Biota im Jahr 2020 überschritten. Hier stachen die Werte bei Blei und Döbel hervor. In Belgern wurden Werte über 25 μg/kg gemessen. Für den Verzehr von Bleien werden daher nur 20 Gramm / Woche empfohlen (22).

Jede Autofahrt, jeder Spaziergang, jeder Waschgang synthetischer Kleidung, Skateboarden und Radeln, Sport und Spiel auf Kunstrasen... Mikroplastik wird bei etlichen Dingen freigesetzt, bei denen wir uns oft gar nicht im Klaren sind, dass wir Teil des Plastikproblems sind!

Mikroplastik sind winzig kleine Plastikstücke, die zwischen 1 μm und 5 mm groß sind. Es wird in primäres und sekundäres Plastik unterschieden.

• Primäres Mikroplastik wird gezielt in Produkten platziert. Hierzu zählen etwa Kosmetik und Dünger. Der Einsatz von primärem Mikroplastik in der EU wurde 2023 beschränkt.
• Sekundäres Mikroplastik entsteht beim Abbau von größerem Plastik etwa durch Abrieb, Abbruch, Abnutzung, Zerstörung u.v.m.. Das kann z.B. eine Plastikflasche oder eine Plastiktüte am Elbestrand sein, die allmählich durch den Einfluss von Sonne und Wind, Reibung oder Zerstörung in immer kleinere Teile zerfallen. Das kann aber auch die Fassadenfarbe mit Plastikanteil sein, die aufgrund der Witterung allmählich abbröselt oder aber ein Autoreifen, der sich beim Fahren abnutzt bzw. der Waschvorgang, der Mikroplastik aus den synthetischen Fasern ausspült.

Mikroplastik ist mittlerweile fast überall in der Umwelt zu finden. Wir nehmen es mit dem Atmen, Trinken oder Essen auf.
In Flüssen und Bächen, aber auch in Böden und Luft befindet sich Mikroplastik. Fließgewässer transportieren großes und kleines Plastik in die Meere. Ihnen kommt daher eine besondere Rolle beim Schutz der Meere zu. Schätzungen zufolge transportiert die Elbe jeden Tag zwischen 300 Kilogramm und 1,2 Tonnen Kunststoffmüll in die Nordsee (Schöneich-Argent et al., 2020).

Ein weiteres Riesenproblem sind die Inhaltsstoffe im Plastik. Erst mt Hilfe von Chemikalien wird der Kunststoff so geformt, wie wir ihn brauchen: Vom kuscheligen Fleece-Pulli bis zur robusten Tupper-Dose. Dabei handelt es sich um Tausende von verschiedenen Stoffen. Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass bis heute rund 640 Millionen Tonnen dieser Chemikalien beigefügt wurden (23). Es ist Herstellergeheimnis, welche Stoffe in welcher Konzentration Anwendung finden. Das erschwert nicht nur das Recycling. Die teils giftigen Stoffe können über die große Oberfläche von Mikroplastik in die Umwelt gelangen, belasten das Wasser und schädigen Organismen. An den Kunststoffpartikeln können sich zudem Schadstoffe und Krankheitserreger anreichern. Mit der Fisch-Mahlzeit kommt all das mit auf den Teller.

Wie belastet die Elbe mit Mikroplastik ist, haben bereits zahlreiche Wissenschaftler*innen erforscht. Doch es bleiben viele Fragen offen, da zahlreiche Forschungsergebnisse eher Momentaufnahmen sind und durch Messunsicherheiten in ihren Aussagen eingeschränkt sind. Es fehlt an Langzeitstudien zur (Mikro-)Plastikkonzentration⁠ und den damit verbundenen Gefahren für die Ökosysteme Fluss, Aue, Ästuar und Nordsee.

Wie viel Mikroplastik-Partikel stecken in der Elbe?

• Analysen von Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Zentrums Hereon zeigten, dass sich im Elbewasser (bei Cuxhaven) zwischen 200 bis 2.100 Mikroplastik-Partikel pro Kubikmeter befanden. Da sich Plastik allerdings nicht gleichmäßig im Wasser verteilt, gibt es - wie bei allen Studien, die ebenfalls versuchen, die Konzentration von Plastik abzubilden - erhebliche Messunsicherheiten (24).
• Forscher*innen der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden untersuchen seit 2020 Elbsedimente nach Mikroplastik (25). Sie ermittelten Konzentrationen zwischen rund 0,5 und einem Milligramm pro Kilogramm im Uferbereich. In Hafenbecken lagen die Werte zwischen fünf und 45 Milligramm pro Kilogramm und damit deutlich höher.

Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind wie Dioxine & Furane, die hier nicht extra besprochen werden, chlorierte Kohlenwasserstoffe. An dem Grundgerüst eines Biphenyls können sich unterschiedlich viele Chloratome binden (26).

PCB reichern sich in Organismen über die Nahrungskette an. Sie wirken neuro-, immun- und lebertoxisch, beeinträchtigen die Fortpflanzungsfähigkeit, können fruchtschädigend wirken und sind krebserzeugend (27). Sie zählen damit zu den zwölf als „dreckiges Dutzend“ bekannten besonders gefährlichen Schadstoffen bzw. Schadstoffklassen (POPs = Persistent Organic Pollutants).

Dioxine wurden nie direkt hergestellt, sondern traten unerwünscht bei chemischen bzw. Verbrennungsprozessen auf. Im Gegensatz dazu wurden PCB gezielt produziert. Sie fanden breite Anwendung als Isolier- und Kühlflüssigkeiten in Elektrobauteilen, für dauerelastische Dichtungsmassen, als Weichmacher und Flammschutzmittel für Lacke, Farben und Harze, als Weichmacher in Kunststoffen, aber auch in Ölen, Klebstoffen sowie in Insektiziden und Pflanzenschutzmitteln (z.B. im Weinbau). Es wird geschätzt, dass in Deutschland rd. 85.000 t PCB eingesetzt wurden, davon in Ostdeutschland rd. 12.330 t (28). Die Gefahrstoffverordnung verbietet in Deutschland seit 1989 die Herstellung, den Im- und Export sowie den Verkauf von PCB und PCB-haltigen Produkten und Geräten.

PCB sind bis heute in der Elbe präsent und es kommt immer wieder zu höheren Werten. So werden etwa bei Hochwasser schadstoffbelastete Sedimente remobilisiert. Durch Havarien bzw. unsachgemäß durchgeführte Wartungs- und Sanierungsarbeiten in einstigen PCB-Produktionsstandorten (wie etwa SPOLCHEMIE in Usti nad Labem) sowie an Einsatzorten von PCB (z.B. Hydraulikanlagen im Bergbau), aus Altablagerungen von Industrieeinleitungen sowie Boden- und Umweltkontaminationen belieferter Deponien gelangen weitere Einträge in die Elbe (29). Lange wurde auch die Bedeutung von PCB-haltigen Anstrichen unterschätzt (30).

Extrem hohe PCB-Werte in der Elbe beunruhigten im Jahr 2015. Als Hauptquelle gelten Sanierungsarbeiten an einer Eisenbahnbrücke in Ústí nad Labem, wo alte, PCB-belastete Farbe abgetragen wurde und in die Umwelt gelangte. Die PCB-Werte in der Elbe erhöhten sich sprunghaft (Tab. 7). In der Schwebstoffmischprobe im Mai 2015 wurde für die Summe der 6 PCB (PCB-28, PCB-52, PCB-101, PCB-138, PCB-153 und PCB-180) an der Messstelle Schmilka ein Wert von 6.000 μg/kg erreicht. Dies ist ein Anstieg um mehr als das Siebenfache gegenüber dem bisher gemessenen Maximalwert von 860 μg/kg im Jahr 1996 sowie das Vierzigfache gegenüber den elbetypischen mittleren Werten (31).

Tabelle 7: Summe von 6 PCB (PCB-28, PCB-52, PCB-101, PCB-138, PCB-153 und PCB-180) in frischem schwebstoffbürtigem Sediment der Elbe im Jahr 2015 (Werte in µg/kg).

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind eine Stoffgruppe mit rd. 10.000 Verbindungen. Viele PAK sind für Umwelt und Mensch schädlich - sie gelten etwa als krebserregend (z.B. Benzo[a]pyren), erbgutverändernd oder beeinflussen die Fortpflanzung. Gleichzeitig verbleiben einige von ihnen lange in der Umwelt - sie sind also persistent. Einmal von Tieren bzw. Menschen aufgenommen, verbleiben einige PAK im Körper (sie sind bioakkumulierend).

PAK entstehen bei der unvollständigen Verbrennung organischen Materials - das kann Holz, Kohle oder Öl sein. Sie können in natürlichen Prozessen entstehen - wie etwa bei Waldbränden. Sie werden aber auch bei Verbrennungsprozessen in der Industrie oder bei der Energiegewinnung freigesetzt sowie durch Öfen in Privathaushalten bzw. beim Abbrennen einer Zigarette. In der Luft binden sich PAK an Staub- oder Rußpartikel. Mit Niederschlag gelangen sie wieder auf die Erde zurück und gelangen in Gewässer. Höhere PAK-Einträge treten u.a. in dicht besiedelten Gebieten auf.

In der Elbe sind PAK zu finden, teils gebunden an Schwebstoffen bzw. in Sedimenten.
In ihrer Ableitung über die Sedimentbelastung der Elbe stellt die Internationale Kommission zum Schutz der Elbe (IKSE) fest, dass es im Zeitraum 1993 - 2021 zu teils deutlichen Überschreitungen bei einigen PAK-Werten kam (32).
2018 wurde der sogenannte Sedimentqualitätsindex (SQI) der IKSE eingeführt. Er soll die Gehalte elberelevanter Schadstoffe in Schwebstoffen/Sedimenten verdeutlichen. Für die PAK Benzo(a)pyren, Benzo(b)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen, Benzo(g,h,i)perylen und Indeo(1,2,3-cd)pyren wurde in Summe ein Unterer Schwellenwert von 600 μg/kg und ein Oberer Schwellenwert von 2.500 μg/kg festgelegt. Der Obere Schwellenwert wurde an allen drei Messstellen in Sachsen (Schmilka, Zehren, Dommitzsch) bis 2010 mit zwei Ausnahmen um das Zweifache überschritten. Seit 2011 ist der Obere Schwellenwert eingehalten worden.

"Die hochgradige Belastung der Elbe mit Schwermetallen (hat) seit der ersten systematischen Bestandsaufnahme 1979/1980 nicht abgenommen (...). Der weitaus überwiegende Anteil der Schwermetallbelastung stammt aus dem oberhalb von Schnackenburg gelegenen Einzugsgebiet. Eine nachhaltige Verbesserung der Belastungssituation der Elbe und ein wirkungsvoller Schutz der Nordsee kann deshalb nur durch eine drastische Verringerung der Schwermetalleinträge im oberhalb Schnackenburg gelegenen Einzugsgebiet erreicht werden."
(ARGE (Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe): "Schwermetalldaten der Elbe: von Schnackenburg bis zur See, 1984- 1986" (1988))

Seit dem Bericht über die Schwermetallbelastung in der Elbe aus dem Jahr 1988 ist viel passiert: Die Konzentrationen von Schwermetallen in der Elbe sanken seit 1990, teils enorm.

Erhöhte Konzentrationen gibt es noch bei Quecksilber. Im bundesweiten Vergleich liegen die Quecksilber-Werte der Elbe und ihrer Nebenflüsse Mulde und Saale bis heute deutlich über den Werten etwa von Rhein und Donau. Bei Fischen der sächsischen Elbe wird die Umweltqualitätsnorm teils um das Zehnfache überschritten (Tab. 8).
Quecksilber zählt zu den "prioritären gefährlichen Stoffen". Es gelangt über verschiedene Pfade in Fließgewässer: Kam es früher in Deutschland vor allem aus direkten Einleitungen aus Industrie und Kläranlagen in die Flüsse, sind es heute vor allem diffuse Einträge (z.B. aus der Kohleverbrennung) und (re)mobilisierte, belastete Sedimente. Die Zeit, als die Elbe in den frühen 1990er Jahren noch mit einigen ihrer Nebenflüssen weltweit zu den am stärksten mit Quecksilber belasteten Flusssystemen gehörte, wirkt bis heute nach (34).

Tabelle 8: Messwerte von Quecksilber im Wasser und Fischen der Elbe.

Weitere Belastungen treten durch Cadmium, Zink, Kupfer, Chrom, Nickel, Blei, Uran und Arsen auf. Viele dieser Belastungen gehen auf Bergbauaktivitäten zurück. Durch belastete Grubenwässer, Auswaschungsprozesse sowie Sickerwässer gelangen sie in die Elbe. Zahlreiche Einträge kommen aus Mulde und Saale (z.B. Quecksilber, Cadmium, Blei, Zink, Nickel) sowie der Schwarzen Elster (z.B. Nickel).

(Extreme) Hoch- und Niedrigwasser haben Einfluss auf die Konzentration von Schwermetallen im Wasser: Fachberichte der Flussgebietsgemeinschaft (FGG) Elbe) zu Extremereignissen zeigen, dass Konzentrationen sowohl in Niedrigwasser- als auch in Hochwasserphasen steigen (35). Im Hochwasserfall werden v.a. belastete Sedimente remobilisiert. Im Niedrigwasserfall konzentrieren sich Schwermetalle in weniger Wasser.
Beispiel 1 - Elbe-Hochwasser 2013: Die Schwermetall- bzw. Arsenkonzentration nahm im Junihochwassers 2013 teilweise um ein Vielfaches zu. In Schmilka betraf das v.a. Konzentrationen von Kupfer, Blei, Nickel und Chrom (36). Des weiteren stieg die Arsenkonzentration erheblich.
Beispiel 2 - Elbe-Niedrigwasser 2019: Die Analyse der Gesamt- und der filtrierten Probe der Elbe bei Schmilka am 19.8.2019 ergab außerordentlich hohe Kupfer- und
Zinkkonzentrationen. Am 16.9.2019 wurden hier erhebliche Blei-, Cadmium- und Arsenkonzentrationen in der Gesamtprobe festgestellt. Bei den Werten von Kupfer und Arsen lagen die mit großem Abstand höchsten Konzentrationen der ab 1995 zugrunde gelegten Messwertreihen vor. (37)

Mit dem „Sedimentmanagementkonzept“ und dem "Sedimentsqualitätsindex" schuf die Internationale Kommission zum Schutz der Elbe (IKSE) zwei bedeutsame Eckpfeiler, die mit der Analyse und Bewertung von (belasteten) Sedimenten zur Verbesserung der Gewässerstruktur und der Reduktion der stofflichen Belastungen der Elbe beitragen (38).

Dass der Salzgehalt enorme Auswirkungen auf das Ökosystem Fluss haben kann, ist spätestens seit dem Jahr 2022 klar. Bei der Oder-Katastrophe kamen Nährstoffbelastung, Niedrigwasser, Hitze und ein massiver Salzeintrag zusammen. Auffällig war ein plötzlicher Anstieg von Chlorid und Natrium (39). Es gab optimale Voraussetzungen für die Gift produzierende Alge Prymnesium parvum, die zu einer extremen Schädigung des Flusses führte.

Der Salzgehalt der Elbe verändert sich im Flussverlauf.
Einleitungen aus Kläranlagen und Industrie haben einen großen Einfluss auf den Salzgehalt der Elbe.
Je nach Größe geben sie enorme Frachten - etwa von Chloriden - der Elbe mit.
Allein im Jahr 2022 setzte die Wacker Chemie AG in Nünchritz (bei Riesa) 11.700.000 kg Chloride in der Elbe frei (40). Die Kläranlage in Dresden-Kaditz folgte mit 10.800.000 kg (41). In der Oberflächengewässer-Verordnung (OGewV) ist für Chlorid ein Orientierungswert von 200 mg/l als Jahresmittelwert für einen guten Zustand angegeben. Dieser wird zumindest in der sächsischen Elbe auch in Zeiten extremer Niedrigwasser nicht überschritten.

Belastete Zuflüsse, wie etwa die Saale, bringen ebenfalls teils enorme Salzfrachten mit.
Beispiel: Die Saale spülte allein im Jahr 2002 rd. 5,5 Mio. Tonnen Salze in die Elbe. Der Salzgehalt im Elbwasser verdoppelte sich ab dem Mündungsbereich und wurde erst durch den Zufluss der salzarmen Havel wieder verdünnt (42).

Bei Niedrigwasser konzentrieren sich die Salze in weniger Wasser.
Beispiel: Im Juli 2019 führte die Elbe sehr wenig Wasser. In dieser Zeit und weit bis in den September hinein stiegen die Chloridwerte auf teils über 50 mg/l an sächsischen Messstationen. Durchschnittlich liegen hier die Werte zwischen 25 und 40 mg/l. Auch die Konzentrationen von Natrium und Kalium stiegen an. In der Elbe bei Schmilka wurde etwa am 2.9.2019 mit 8,1 mg/l die höchste Kalium-Konzentration seit 1995 gemessen (43). Die Kombination aus erhöhten Chlorid- und Kaliumkonzentrationen its vor allem aus gewässerökologischer Sicht problematisch, da Kaliumchlorid als besonders toxisch gilt (44).