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„Perfluorierte Chemikalien (PFC)“

Schadensfälle in NRW und Fallbeispiele

Stefan Schroers, LANUV NRW

Ingo Valentin, Stadt Düsseldorf

Gliederung

• Einführung• PFT-Fälle in NRW• Fallbeispiele

• Scharfenberg• Düsseldorf Gerresheim• Düsseldorf Flughafen

• Fazit

2

� Leitsubstanzen für Perfluorcarbonsäuren (PFC) sind PFOA und PFOS

Einführung

�Sie kommen am häufigsten und in den höchsten Konzentrationen vor.

�Ihre analytische Bestimmung hatte zunächst Vorrang.

� wasser- und bodenseitige Untersuchung (10 Einzelsubstanzen C4 – C8):

�Perfluorbutansäure (PFBA) �Perfluorpentansäure (PFPeA) �Perfluorhexansäure (PFHxA) �Perfluorheptansäure (PFHpA) �Perfluoroctansäure (PFOA) �Perfluornonansäure (PFNA) �Perfluordekansäure (PFDA) �Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) �Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS) �Perfluoroktansulfonsäure (PFOS)

�Analytik: genormt für Wasser und Boden:� DIN 38407-42 (Bestimmung PFC in Wasser)� DIN 38407-14 (Bestimmung PFC in Sediment, Klärschlamm)

(Untere Anwendungsgrenze Boden: 10 µg/kg, Trinkwasser / Grundwasser: 10 ng/L)

Einführung

3

� zusätzlich im LANUV NRW analysierte PFC:

�Perfluorheptansulfonsäure (PFHpS) �Perfluorundekansäure (PFUdA) �Perfluordodekansäure (PFDoA) �Perfluordekansulfonsäure (PFDS)

�1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorhexansulfonsäure (4:2 FTS)�1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctansulfonsäure (6:2 FTS, H4PFOS)�1H, 1H, 2H, 2H-Perfluordekansulfonsäure (8:2 FTS)

Einführung

PFT-Fälle in NRW

Bestandsaufnahme von Fällen mit nachgewiesener PFT-Belastung in Boden und Grundwasser (August 2013, ergänzt Feb. 2014):

� Grundlage: 54 Kreise / kreisfreie Städte, 5 Bezirksregierungen

� 42 Fälle

� 12 laufende Sanierungen

� 5 abgeschlossene Sanierungen

� 4 Fälle Sanierungsuntersuchung oder Sanierungsplanung

� 21 Fälle Sachverhaltsermittlung bzw. Gefährdungsabschätzung

4

PFT-Fälle in NRW

21

50%

4

9%

12

29%

5

12%

PFT-Schäden: Stand der Bearbeitung

Gefährdungsabschätzung oder Sachverhaltsermittung (noch ohne Sanierung)

Sanierungsuntersuchung (noch ohne Sanierung)

Sanierung laufend

Sanierung abgeschlossen

Datengrundlage:

42 Fälle aufgrund einer

Anfrage des LANUV bei den

54 Kreisen und kreisfreien Städten

sowie den

5 Bezirksregierungen in NRW

PFT-Fälle in NRW

Materialaufbringung

oder

Klärschlammablagerun

g

3

7%

Brandschaden /

Löschschaden

12

29%

Löschbecken /

Löschübung

4

10%

Feuerwache

3

7%

Herstellung

Löschmittel

1

3%

Galvanik

10

24%

Textil

1

2%

Rieselfelder

1

2%

Deponie

1

2%

unbekannt

6

14%

PFT-Schäden: Ursachen

Datengrundlage:

42 Fälle aufgrund einer

Anfrage des LANUV bei den

54 Kreisen und kreisfreien Städten

sowie den

5 Bezirksregierungen in NRW

5

PFT-Fälle in NRW- Stoffverteilung -

� Frage aus der LAWA-Kleingruppe zur Ableitung von GFS-Werten: Für welche Einzel-PFC sind zur Beurteilung weitere Beurteilungswerte erforderlich?

� Dazu wurde die PFC-Zusammensetzung im Grundwasser (10 DIN-PFT) auf Grundlage charakteristischer GW-Analysen aus dem Schadenszentrum ermittelt.

� 41 Datensätze: � Löschmittel (Brand, Löschbecken, Feuerwache): 23 Datensätze� Galvanik: 9 Datensätze� Materialaufbringungen: 3 Datensätze� Rieselfeld: 1 Datensatz� Textil: 1 Datensatz� Deponie: 1 Datensatz� Unbekannte Ursache: 3 Datensätze

PFT-Fälle in NRW

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Summe PFT Gesamt in ng/l je Einzelstandort

Prozentuale Zusammensetzung der 10 DIN PFT bei

Grundwasserschäden in NRW, verursacht durch Galvaniken

PFBA

PFPeA

PFHxA

PFHpA

PFOA

PFNA

PFDA

PFBS

PFHxS

PFOS

6


Galvanik

� Sachverhalte:

� Bei 8 von 9 Fällen wurden mehr als 90% PFOS im Grundwasser festgestellt.

� In einem Fall (Standort in Betrieb) lag PFBS mit einem Anteil von 38% vor. PFBS ist ein Ersatzstoff für PFOS und PFOA

PFT-Fälle in NRW

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Summe PFT Gesamt in ng/l je Einzelstandort

Prozentuale Zusammensetzung der 10 DIN PFT bei

Grundwasserschäden in NRW, verursacht durch Löschmittel

PFBA

PFPeA

PFHxA

PFHpA

PFOA

PFNA

PFDA

PFBS

PFHxS

PFOS

7


Löschmittel

� Sachverhalte:

� Bei 11 von 23 Fällen liegt der PFOS-Anteil im Grundwasser unter 10 %.

� Folgende Verbindungen sind bei Löschmittelschäden im Grundwasser in größeren Anteilen zu finden: PFHxS (in 21 Fällen mehr als 10%), PFHxA, PFPeA, PFOA

� PFHxA und PFHxS:

� Abbauprodukte von polyFT (Ersatzstoff) oder bereits im Konzentrat eingesetzt

� Quantifizierung der Anteile zu diesen Ursachen ist anhand der vorliegenden Daten nicht möglich.

Fallbeispiele

� Übersicht:

� Scharfenberg

� Düsseldorf Brandschaden Gerresheim

� Düsseldorf-Flughafen

8

Fallbeispiele

� Übersicht:

�Scharfenberg

�Düsseldorf Brandschaden Gerresheim

�Düsseldorf Flughafen

Scharfenberg: Ausgangssituation

� Frühjahr 2006:

auffällige PFOA-Konzentrationen in der Ruhr, steigende Tendenz ruhraufwärts

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Sanierung Scharfenberg

Sanierungskomponenten:

� 1. Teil (Januar 2007, Nordbereich):

• Dränagesystem am Nordrand

• Speicherbecken 1.000 m3

• Reinigungsanlage (28 m3/h)

mit Aktivkohlefilter (1· 16 m3 + 2· 10 m3 in Reihe) und Vorbehandlung, seit Januar 2009 parallel zusätzlich 2· 10 m3 (80 m3/h)

� 2. Teil (Juni 2007, Südbereich):

• Dränage bzw. vertieftem Graben, Förderung in die Behandlungsanlage

Sanierungsverlauf

_

Quelle: Schroers

10

Sanierungsverlauf

Quelle: Schroers

Sanierungsverlauf

Quelle: Schroers

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Scharfenberg

- Fazit Wasser -

� Die Belastungsfläche Brilon-Scharfenberg hatte vor Beginn der Sanierung den größten Anteil an der PFT-Belastung von Möhne und Ruhr.

� Durch die Sanierung wurde der Wirkungspfad unmittelbar unterbrochen.

� Die zurückgehaltenen PFT-Mengen hätten ohne die Wirkung der Behandlungsanlage zu signifikanten Belastungen des Rohwassers der Wasserwerke an der Ruhr geführt.

� Weiteres Monitoring und bei Bedarf Optimierung

Scharfenberg

- Fazit Boden-

� Belastung hat abgenommen, zeigt aber starke Varianz

� Wiedernutzung noch nicht uneingeschränkt möglich.

� Erneute Beprobung 2014

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Fallbeispiele

� Übersicht:

�Scharfenberg



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PFT- Boden- und Grundwasser-verunreinigung Gerresheim

Brandschaden D-Gerresheim

Quelle: Stadt Düsseldorf

13

31

Löscheinsatz Mai 2001

Einsatz von 42 m³Löschschaum



32

Lageplan ehemaliges Lager 61, Stand 2011

Luftbild 1967mit Hallenbebauung

Brand-ereignis



14

33

GW min

GW max

GW Sep. 2009

WestKleingarten

OstNördlicheDüssel

ehemalige Lagerhalle

Auffüllung

Hochflutlehm

Aquifer (sandig, feinkiesig)

Aquifer (feinsandig)



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PFT Boden- und Grundwasserverunreinigung Gerresheim

?

Fahnenaufnahme Dezember 2012

?

?

?


15

37



Adsorptionsversuche Phase 1, vom 29. Mai bis 19. Juni 2012

Ziel: Ermittlung der Eignung / Ausschuss von Adsorbermaterialien

Bestückung:

2 x Ionenaustauscher5 x Aktivkohle1 x Bioadsorbens

Sanierungsuntersuchung: Adsorptionsversuche Phase 1

0

4.000

8.000

12.000

16.000

20.000

24.000

28.000

32.000

Bru

nnen

29.5

.12

4.6.

128.

6.12

11.6

.12

15.6

.12

19.6

.12

Mat

eria

l 129

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 229

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 329

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 429

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 529

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 629

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 729

.5.1

24.

6.12

8.6.

1211

.6.1

215

.6.1

219

.6.1

2

Mat

eria

l 829

.5.1

24.

6.12

8.6.

1215

.6.1

219

.6.1

2

PF

T in

ng

/l

PFBA

PFPA

PFHxA

PFHpA

PFOA

PFNA

PFDA

PFBS

PFHxS

PFOS

PFT GerresheimAdsorptionsversuche Phase 1

Zulauf Ionentauscher Aktivkohlen Sonstige

Ablaufgehalte der unterschiedlichen Adsorptionsmate rialien aus der S äulenanlage

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Adsorptionsversuche Phase 2

Einsatz einer neuen Behandlungsvorstufe (Rührkessel) vor den Säulen

Förderrate Brunnen: 2 m³/h

Zulaufgehalte Rohwasser im Mittel:Σ PFT(LANUV 10): ca. 25.000 ng/ldavon ca. 30 % PFOS und ca. 35 % PFHxS

Phase 2a: Rührreaktor2 x Pulverkohlen1 x Bioadsorbens (+Pulverkohle)

Beginn: Sept. 2013Dauer: 12 Wochen

Abreinigungsversuche GerresheimBrandschaden D-Gerresheim

Sanierungsuntersuchung: Adsorptionsversuche Phase 2

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2.200

2.400

2.600

2.800

3.000

50 m

g/l

75 m

g/l

100

mg/

l

125

mg/

l

150

mg/

l

175

mg/

l

50 m

g/l

75 m

g/l

100

mg/

l

125

mg/

l

150

mg/

l

175

mg/

l

50 m

g/l

75 m

g/l

100

mg/

l

125

mg/

l

150

mg/

l

175

mg/

l

PFBA PFPeA PFHxA PFHpA PFOA PFBS PFHxS PFOS Einleitgrenzwert

PFT GerresheimAdsorptionsversuche Phase 2a

Ablaufgehalte aus der Rührstufe mit unterschiedlichen Adsorptionsmaterialien

und Dosierungen

0

3.000

6.000

9.000

12.000

15.000

18.000

Zul

auf

PF

T-G

ehal

te in

ng/

l

Zumischung des Adsorbens

Adsorbens A

Adsorbens C

Adsorbens B

Zulauf (Mittelwert)

16.800 ng/l

zunehmende Dosierung zunehmende Dosierungzunehmende Dosierung

3.000

3.000

17


Brunnen

Kiesfilter

Rührreaktor

SäulenSäulen

Adsorptionsversuche Phase 2

Abreinigungsversuche GerresheimBrandschaden D-GerresheimSanierungsuntersuchung: Adsorptionsversuche Phase 2 b

Phase 2b:Ziel: Ermittlung eines geeigneten Adsorbermaterials in der Säule, ggf. in Kombination mit Rührreaktor

Beginn 2014

Bestückung Säulen:1 x Ionenaustauscher5 x Aktivkohle

Fallbeispiele

� Übersicht:

�Scharfenberg



18

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Stadtweite Übersichtder Grundwasserverunreinigungen

PFT-Grundwasserverunreinigung

Lohausen / Kaiserswerth

PFT GW-Verunreinigung Lohausen / Kaiserswerth


45

PFT-Grundwasserverunreinigung Lohausen – Kaiserswerth: bisher ermittelte Eintragsstellen und relevante Grundwassernutzungen Bereichsaufnahme September / Oktober 2013

Grundwassermessstelleneue Grundwassermessstelle

Unfallstelle Atlas Air

Tanklager

FeuerwacheNord (Flughafen)

Kaiserswerther Seen

Wasserwerk

ehem. Feuerlöschübungsbecken

19

50

Erlass einer Allgemeinverfügung

� Inhalt:− Untersagung der erlaubnisfreien Nutzung

• des Grundwassers und • des Seewassers

zu Bewässerungszwecken.

� Begründung: − Präventiver Gesundheitsschutz− Vorbeugender Schutz des Bodens zur Vermeidung

von PFT-Anreicherungen− Vermeidung von Auswirkungen unkontrollierter Entnahmen

auf Untersuchungs- und Sanierungsmaßnahmen


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Aktueller Stand der Untersuchung und Sanierung

- Pumpversuch am Feuerlöschübungsbecken in Betrieb genommen- weiterer Pumpversuch geplant (Feuerwache Nord)- Nutzung des städtischen Grundwassermodells für die

Sanierungsplanung- messtechnische Ermittlung weiterer Eintragsstellen (Direct-push;

Errichtung von Grundwassermessstellen)- weitere Abgrenzung der Grundwasserverunreinigung


20

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Aktueller Stand der Untersuchung und Sanierung

- Sanierung: - Rückbau des Feuerlöschübungsbeckens geplant- Drei Behandlungsanlagen:

- Feuerwache Nord- Löschbecken- Unfallstelle neben der Südbahn


Fazit

�Aktuelle und künftige Diskussionspunkte(herausgearbeitet in länderübergreifendem Erfahrungsaustausch):

�Erfassung und Gefahrenermittlung (�Arbeitshilfe)

�Parameter (Analytik, Ersatzstoffe, Bewertung) (� GFS-Ableitung)

�Sanierungsverfahren: weiterer Entwicklungsbedarf (Boden / Wasser)

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