Vorlesung Umweltgeotechnik

Universität der Bundeswehr München

Fakultät für Bauingenieurwesen und

Umweltwissenschaften

Institut für Bodenmechanik und Grundbau

Ministerialrat

Prof. Dr. Roland Börger

Ziel der Vorlesung

Erlangung erster Fähigkeiten, Ausmaß,

Umfang und Relevanz von Boden- und

Gewässer-Verunreinigungen einzuschätzen

sowie geeignete (umwelt-) geotechnische

Sanierungs- und Sicherungsmaßnahmen

bewerten und fachlich begleiten zu können

Umweltgeotechnik

• befasst sich mit der Detektion von Schadstoffen in

Böden und Gewässern,

• der Einschätzung ihrer Ausbreitung und vor allem mit

• Maßnahmen zur räumlichen Eindämmung

• sowie mit der Sanierung und Sicherung kontami-

nierter Böden bzw. Gewässer.

• Etablierung des Fachbegriffs im Jahr 1981

• seitdem Entwicklung als Teildisziplin

Umweltgeotechnik umfasst als kombinierte

wissenschaftliche Teildisziplin die Felder

Geologie, Bauingenieurwesen (Geotechnik)

und Verfahrenstechnik

Sie beschäftigt sich mit der

• Erkundung, Bewertung und Sanierung von

Altlasten bzw. Boden- und Grundwasser-/

Gewässer-Verunreinigungen sowie mit

• geotechnisch relevanten Baumaßnahmen

des Umweltschutzes

• Altlastensanierung: Untersuchung und Beurteilung

von Boden, Bodenluft, Grund-/Oberflächenwasser,

Sanierungs-/ Sicherungsplanung, Überwachung und

Nachsorge

• Anlagenrückbau: Untersuchung und Beurteilung von

Bausubstanz und Innenraumschadstoffen, Abbruch- und

Entsorgungsplanung

• (Brach-) Flächenrecycling: Untersuchungs- und

Planungsleistungen für erneute Nutzung von

Grundstücken, kombinierte Baugrund- und

Altlastenuntersuchungen, Baugruben, Wasserrecht

• Grubenrückbau, Berg-/ Tagebaurecycling

(Altbergbau), Braunkohlenfolgelandschaften:

Genehmigungsplanung für Sand- und Kiesabbau, für

Bauschuttaufbereitungen/ -verbringungen,

Fremdüberwachung bei Verfüllung von Gruben und

Herstellung RC-Material

• Deponiebau/ -technik

• Geo-Ressourcenerschließung/ -management:

Geothermie, Endlagerung, CO2-Speicherung (Carbon

Capture and Storage)

Geotechnik

• umfasst die Bereiche Bodenmechanik und

Grundbau

• erstellt Planungsgrundlagen für Erdbauwerke,

Deponien, Ingenieurbauwerke des Tief- und

Wasserbaus, incl. der Fachbauleitung und

Bauüberwachung, der Betreuung von Feldarbeiten

sowie der Projektorganisation und -kontrolle

Von der Altlastensanierung

über das Brachflächenrecycling

zum Flächenmanagement

Boden-/Gewässer-

kontaminationen

Altlasten

sind nach der Definition des Bundes-bodenschutzgesetzes

stillgelegte Abfallbeseitigungsanlagen sowie sonstige Grundstücke, auf denen Abfälle behandelt, gelagert oder abgelagert worden sind (Altablagerungen)

und

Grundstücke stillgelegter Anlagen und sonstige Grundstücke, auf denen mit umweltgefährdenden Stoffen umgegangen worden ist , .... (Altstandorte),

durch die schädliche Bodenveränderungen oder sonstige Gefahren für den Einzelnen oder die Allgemeinheit hervorgerufen werden.

Quantitative Entwicklung

1978: 50.000 geschätzte Altdeponien und

wilde Ablagerungen

1995: 170.000 erfasste altlastverdächtige

Flächen

2000: 360.000 erfasste altlastverdächtige

Flächen

Revitalisierung von Industriebrachen

Stufe A Risikocheck (1 – 3 Monate)

• erste Bewertung der Ausgangssituation des Standortes für

eine Revitalisierung

• Ableiten und Darstellen von Risiken und (behördlichen/

genehmigungsrechtlichen) Auflagen

• Versicherungskonzepte, Haftungsrisiken, Sicherheitsleistungen

• Recherchen zu: Altlastrisiken, Abfallrisiken (Bodenaushub,

Gebäudeabbruch), Baugrundrisiken, Kriegsschäden (u.a.

Kampfmittel), Risiken durch ehem. Kanalisation, Risiken/

Potenziale resultierend aus schützenswerten Landschafts-

bestandteilen, Bodendenkmälern, Biotopen, Kulturdenkmälern,

Denkmal-/ Ensembleschutz (baulich), bergrechtliche Aspekte,

grds. Möglichkeiten der Versickerung von Niederschlagswasser

• Zwischenergebnis: Entscheidung des Investors zur Fortführung oder zum

Ausstieg aus dem Projekt

Stufe B Vertiefende Untersuchung (3 – 12 Monate)

• Maßnahmen zur Erhöhung der Aussagesicherheit

• gezielte Untersuchung bzgl. bestehender Nutzungsabsichten

• Optimierungsmöglichkeiten geplanter Nutzungen

• historisch-genetische Recherche, nutzungsbezogene

Risikoabschätzung für das Grundwasser

• Sanierungsuntersuchung, Baugrunduntersuchung, Erstellung

eines Sanierungsplanes

Zwischenergebnis: Entscheidung des Investors zur Fortführung

oder zum Ausstieg aus dem Projekt

Stufe C Herrichtung der Fläche (abhängig vom Umfang)

• Dekontamination, Sanierung, Sicherung

• kontrollierter Rückbau

• Projektkoordination/ Bauleitung

Kategorisierung und Klassifizierung

Kontaminationsparameter

• Mineralölkohlenwasserstoffe (MKWS/KWS)

• aromatische Kohlenwasserstoffe (BTEX)

• leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe (LHKW)

• polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

• Schwermetalle/ Schwermetallverbindungen

• polychlorierte aromatische Kohlenwasserstoffe

– chlorierte Monoaromaten (PCP, HCB)

– polychlorierte Biphenyle (PCB)

– polychlorierte/ polybromierte Dibenzodioxine/ -furane (PCDD/PCDF

bzw. PBDD/PBDF)

• sprengstofftypische Verbindungen (STV)

• Pflanzenbehandlungs-/ Schädlingsbekämpfungsmittel (PBSM)

• Xenobiotika (Human-/ Veterinärpharmaka, Kosmetika etc.)

• perfluorierte Tenside (PFT)

LNAPL = Light non aqous phase liquids

Leichtphasen, aufschwimmende Leichtfraktion der MKWS mit

spezifischer Dichte < 1 g/cbcm

DNAPL = Dense non aquos phase liquids

Schwerphasen, sich lösende bzw. absinkende MKWS bzw. LHKW mit

spezifischer Dichte > 1 g/cbcm

40 %

Mineralöl-Kohlenwasser-

stoffe, Benzol, Toluol,

Ethylbenzol, Xylol

20 %

Leichtflüchtige halogenierte

Kohlenwasserstoffe (LHKW)

12 %

Metalle und

Schwermetalle

15 %

Polycyclische aromatische

Kohlenwasserstoffe (PAK)

13 %

sonstige Schadstoffe

IUPAC-Bezeichnung Trivial-Bezeichnung

Ethen-Reihe

Tetrachlorethen Perchlorethylen (PER, PCE), Tetrachlor-

ethylen, Perchlorethen

Trichlorethen – 1,1,1- oder 1,1,2- Trichlorethylen (TRI, TCE)

Dichlorethen

– 1,1- oder 1,2-cis bzw. 1,2–trans cis [1,2] bzw. trans [1,2]

Monochlorethen Vinylchlorid (VC), Chlorethen

Methan-Reihe

Tetrachlormethan Tetrachlorkohlenstoff, Tetra

Trichlormethan Chloroform

Dichlormethan Methylenchlorid, DCM

Monochlormethan Chlormethan, Methylchlorid

Ethan-Reihe

Hexachlorethan -

Pentachlorethan -

Tetrachlorethan – 1,1,2,2- oder 1,1,1,2 -

Trichlorethan – 1,1,2- oder 1,1,1- Methylchloroform (E 111), 1,1,1-TRI, TCA

Dichlorethan – 1,1- oder 1,2- -

Monochlorethan Chlorethan, Ethylchlorid

Polycyclische aromatische

Kohlenwasserstoffe

Naphtalin Benz(a)anthracen

Acynaphtalin Chrysen

Acenaphten Benzo(b)fluoranthen

Fluoren Benzo(k)fluoranthen

Phenanthren Benzo(a)pyren

Anthracen Dibenz(a,h)anthracen

Fluoranthen Benzo(g,h,i)perylen

Pyren Indeno(1,2,3-c,d)pyren

Metalle bzw. Schwermetalle („organisch/ anorganisch“)

Arsen (As) Nickel (Ni)

Antimon (Sb) Kobalt (Co)

Barium (Ba) Kupfer (Cu)

Blei (Pb) Quecksilber (Hg)

Cadmium (Cd) Titan (Ti)

Chrom (CrIII bzw. CrVI)

Zink (Zn)

Polychlorierte aromatische Kohlenwasserstoffe

chlorierte Monoaromaten

Pentachlorphenol (PCP), Hexachlorbenzol (HCB)

polychlorierte Biphenyle (PCB)

209 Chlorverbindungen (Ballschmiter-

Kongenere); PCB-Homologe (max. 10) gem.

Anzahl Chloratome; PCB-Isomere (max. 46) mit

ident. Anzahl Chloratome u. unterschiedlicher

Chlorsubstitution; PCB-28, -52, -101, -138, -153, -

180; technische/ thermische PCB

polychlorierte/ polybromierte Dibenzodioxine/

-furane (PCDD/PCDF bzw. PBDD/PBDF)

Sprengstoffe:

2,4,6-Trinitrotoluol (TNT), Pikrinsäure (2,4,6-Trinitrophenol), Dinitrobenzol

(DNB), Hexogen (RDX), Nitropenta (PETN, Pentaerithritetranitrat), Hexyl

(Hexanitrodiphenylamin), Tetryl (Tetranitrodiphenylamin), Oktogen (HMX)

Initialsprengstoffe:

Knallquecksilber, Bleiazid, Bleitrinitroresorcinat, Tetrazein

Treibladungspulver:

Nitrocellulose in Mischungen mit Nitroglycerin, Nitroglycol, Nitroguanidin

Pyrotechnika: Brand-, Nebel- und Rauchsätze

Chemische Kampfstoffe:

Nervengifte (i.w. phosphororganische Verbindungen wie Tabun, Sarin, Soman,

VX)

Hautgifte (nicht arsenorganische Verbindungen wie S-Lost, N-Lost [Gelbkreuz]

arsenorganische Verbindungen wie Lewisit, Clark I, Clark II);

Lungengifte [Grünkreuz] (Phosgen(e), Chlorpikrin);

Blutgifte bzw. Gifte der Zellatmung und des Zellstoffwechsels (Blausäure,

Chlorcyan, Arsenwasserstoff);

Nasen-Rachen-Reizstoffe (Adamsit, Clark I, Clark II);

Tränengase bzw. Augenreizstoffe (Bromaceton, Chloracetophenon)

Explosivchemikalien/ sprengstofftypische Verbin-

dungen aus der Gruppe der Nitroaromaten

2,4,6-Trinitrotoluol (TNT) 3,4-Dinitrotoluol

2-Amino-4,6-Dinitrotoluol 2-(Mono-)Nitrotoluol

4-Amino-2,6-Dinitrotoluol 3-(Mono-)Nitrotoluol

2,4-Dinitrotoluol 4-(Mono-)Nitrotoluol

2,6-Dinitrotoluol 1,3,5-Trinitrobenzol

Hexyl Hexogen

Nitropenta Oktogen

Atrazin Diuron

Hydroxyatrazin

Desethylatrazin

Terbuthylazin

Desisopropylatrazin

Desethylterbuthylazin

Simazin

Methabenzthiazuron

Chlortoluron

Isoproturon

Xenobiotika

Human- und Veterinärpharmaka

Östrogene, Lipidsenker, Antibiotika

Perfluorierte Tenside (PFT)

auch Perfluortenside

oder per-/ polyfluorierte Chemikalien (PFC)

• perfluorierte Alkylsulfonate PFAS; häufig

Perfluoroctansulfonat PFOS

• perfluorierte Carbonsäuren PFCA; häufig

Perfluoroctansäure PFOA

• Fluortelomeralkohole FTOM

Branchentypische Kontaminationsprofile

und Schadstoffspektren

Prognose des Schadstoffinventars und

seiner räumlichen Verbreitung

• Historie des Areals

• Art, Ausmaß und Umfang der Verunreinigung (-en)

• Bodenart, Bodentyp,

• Art des Grundwasserkörpers, Flurabstand, Durchlässig-

keitsbeiwerte kf, Abstandsgeschwindigkeiten

• Wirkungspfade, Schutzgüter

• Gefährdungsabschätzung

• Schutzgebiete allg. (ausgewiesen, festgesetzt)

• beabsichtigte/ mögliche Folgenutzung (-en)

• sonstige behördliche Festsetzungen

Strategien zur Sanierung von

Böden,

Bodenluft und Grundwasserkörpern

Sanierung/ Sicherung von Böden (Bodenluft)

• in situ-Verfahren

- Bodenluftabsaugung

- Gasfassung (Deponiegasabsaugung)

- biologische Behandlung (mikrobiologische Behandlung mit

Schadstoff abbauenden Bakterien), gezieltes „Beimpfen“

- Bodenspülprozesse, Extraktion (Injektion und Kreislauf-

führung von Spüllösungen)

- chemisch-physikalische Behandlung (Extraktion, Oxidation,

Reduktion, Fällung)

- Verfestigung (z.B. Zementation), Einkapselung, Immobilisie-

rung, Versiegelung, Einhausung

- Natural attenuation (NA), Remediation by NA (RNA),

Monitored (MNA), Enhanced (EMNA, ENA)

- Phyto-/ Bioremediation

Sanierung/ Sicherung von Böden

• ex situ

off site-Verfahren - biologische Behandlung (mikrobiologische Behandlung mit

Schadstoff abbauenden Bakterien)

- Bodenspülprozesse, Extraktion („Waschmaschinenverfahren“)

- chemisch-physikalische Behandlung (Extraktion, Oxidation,

Reduktion, Fällung)

- Verbrennung

- Verschwelung

- Auskofferung und Deponierung

on site-Verfahren - biologische Behandlung (mikrobiologische Behandlung mit

Schadstoff abbauenden Bakterien)

- Mietenverfahren [Einhausung mittels Zelt] (auch Bio-/ Phyto-

remediation, NA)

- Bodenspülprozesse, Extraktion („Waschmaschinenverfahren“)

- chemisch-physikalische Behandlung (Extraktion, Oxidation,

Reduktion, Fällung)

Sanierung/ Sicherung von Grundwasserkörpern

• aktive (offensive) Verfahren

- hydraulischer Eingriff (pump and treat), on site

- Behandlung (z.B. mittels Aktivkohleadsorption/ synthetischer

Sorbentien), Reinigung, Wiedereinleitung (Schluck-/Injektionsbrunnen,

„Abschlagen“), Ableitung (Vorflut, Kanalnetz)

- UV-Bestrahlung, Bio-Reaktor, Reduktion, Neutralisation, Flockung,

Fällung, Ionenaustausch, Stripping („Ausblasen“ volatiler Komponenten

und Reinigung der Abluft über Aktivkohleadsorption

Sanierung/ Sicherung von Grundwasserkörpern

• passive (konservative)-Verfahren

- Scavanger-Pumpen zum „Abschlürfen“ der Leichtfraktion (alternativ:

Mobmatic); Vorbereitung für „pump and treat“

- Einsatz „reaktiver“ Wände (Reaktionswände), „funnel and gate“

(Leitwand und Durchlaß), auch synthetische Sorbentien

- biologische Behandlung (mikrobiologische Behandlung mit

Schadstoff abbauenden Bakterien)

- Bio-/ Phytoremediation, NA

- chemisch-physikalische Behandlung (Extraktion, Oxidation, Reduktion,

Fällung)

A. „Pump and Treat“ Hydraulische Maßnahme und Reinigung des Förderwassers durch nach-

folgende Verfahren

A 1. Aktivkohleadsorption

Reversible Anlagerung der Zielsubstanz an Trägermaterial (Sorbent).

Nach Erreichen der Beladungskapazität Regeneration (Heißdampf,

Spülung) oder Austausch

A 2. Desorption (= Strippen)

Überführen der Schadstoffe in Strippanlagen aus der Wasser- in die

Gasphase. Die zu entfernenden Stoffe werden aus der Kolonne herab-

rieselnden Wassers durch einen Gegenluftstrom ausgetrieben. Reinigung

der beladenen Strippluft durch A-Kohle, Biofilter, Katalysatoren,

Sorbentien o.ä.

A 3. Biologische Verfahren (Reaktoren)

Abbau/ Metabolisierung der Schadstoffe durch Mikroorganismen (aerob-

anaerob)

A 4. Nassoxidation (advanced oxidation)

Zerstörung der Schadstoffe durch Zugabe von Oxidationsmitteln, wie z.B.

Wasserstoffperoxid H2O2 oder Ozon O3; auch Unterstützung mittels UV-

Bestrahlung

A 5. Adsorption an synthetischen Sorbentien

Beladung des in der Regel regenerierbaren Adsorbens („Bindesubstanz“)

durch das Sorbat (Schadstoff); als Adsorbentien werden Harze, Polymere

und Zeolithe (wässrige Silikate) eingesetzt (Festphasenextraktion)

A 6. Flüssig-flüssig-Extraktion

Extraktion der Schadstoffe (nicht an festem Material) in ein flüssiges

Extraktionsmittel, das in ein Polymer eingebettet ist. Mit Heißdampf

regenerierbar

B. Biologische In Situ-Sanierung (ENA)

Optimierung der Rahmenbedingungen für den natürlichen, mikrobiellen oder

photolytischen Abbau von Schadstoffen (Zugabe von Nährstoffen, Sauerstoff

etc.); auch Einsatz reaktiver Wände (elementares Eisen, Aktivkohle)

B 1. Biobarriere-Verfahren (aerobe Wirkungsweise)

Biostimulation: Zugabe von Stimulantien zur Steigerung der Reinigungsleis-

tung authochthoner (bodenbürtiger) Mikrobakterien an einer im Boden ein-

gebauten Barriere (Funnel and Gate); auch Dotierung speziell gezüchteter

Mikrobakterien

B 2. Methan-Biostimulation (aerobe Wirkungsweise)

Analog zu B 1 Zugabe von Luft und Methan, ggf. auch Stickstoff und Phos-

phorverbindungen

C. In Situ-Oxidation

Zugabe von Oxidationsmitteln (Ozon, H2O2) und/ oder Bestrahlung des

Wassers mit UV-Licht

D. In Situ-Stripping (Air Sparging)

Durch Injektion von Luft in das Grundwasser werden Schadstoffe

ausgestrippt und mittels Bodenluftabsaugung aus der ungesättigten

Bodenzone entfernt

E. Phytoremediation

Nutzen der Fähigkeit bestimmter Pflanzen (Schwarz-/ Hybridpappeln) zum

Abbau oder zur Extraktion von Schadstoffen; auch Schadstoffumwandlung

im Wurzelbereich (Wurzelraum-/ Pflanzenkläranlagen)

F. Monitored Natural Attenuation

Kontrollierter bzw. überwachter natürlicher Abbau

Fallbeispiele

für umweltgeotechnische

Sanierungs-/

Sicherungsmaßnahmen

Wasserrechtliche Erlaubnis

- Hydraulischer Eingriff in den Grundwasserkörper

- Wasserhaltung für Rückbau von Fundamenten

- Wasserbehördliche Auflagen:

- Analyseparameter und Grenzwerte des Sümpfungswassers:

• > 6,5 pH-Wert > 8,5

• Leitfähigkeit < 1.800 µS/cm

• Temperatur < 28 Grad C (Vorflut), Schluckbrunnen < 12 Grad C

• Ammonium < 5,0 mg/L

• Phosphat < 3,0 mg/L

• Nitrat < 50 mg/L

• Eisen < 2,0 mg/L

• Blei < 20 µg/L

• Cyanid < 10 µg/L

• LHKW < 10 µg/L [VC < 5 µg/L]

• Arsen < 20 µg/L

• PAK (EPA) < 10 µg/L

• AKW < 10 µg/L

• MKWS < 1 mg/L

• DOC < 10 mg/L

• abfiltrierbare Stoffe < 30 mg/L

• absetzbare Stoffe < 0,3 mg/L

• Gangliniendiagramme

• Dokumentation der SteuerGWMS via Datenlogger als Ganglinie

• Zeiträume der Förderphasen

• Rückbauverpflichtung

• UVP-Pflicht, Bau-Tabuzonen

• Ökologische Bauleitung

• Behandlung/ Entsorgung belasteten Bohrgutes

• Einleitungsgebühren

Feldmethoden

• „geogener background“, Hintergrund-Belastung, Referenz-

niveau, „Kalibration“

• Bodenluftabsaugung: Reichweitentest mit Feldmethoden

(„Zigarette“) zur Prüfung des pneumatischen Anschlusses

• Multilevelbrunnen (Leakage), Packer, Mehrfachmeßstellen

• MTBE (Methyltertiärbuthylether), Substitut für Bleitetraethyl im

Ottokraftstoff, geruch- und geschmackslos, sensorisch nicht

detektierbar, Wasserlöslichkeit von 48.000 mg/L

Hydraulische Sanierung („pump and treat“)

Abschätzung zur

• Reichweite (Genehmigungsauflage)

• Absenkung

• Förderrate

bekannt:

• Durchlässigkeitsbeiwert kf

Aktive Sanierungsmaßnahmen „pump and treat“

eines BTEX-Schadens

• Förderung aus lediglich einem Sanierungsbrunnen mit

• konstanter Förderrate von 5 cbm/h über ein Jahr

• Saldo: 44.000 cbm Prozeßwasser

• Schadstoffinventar +/- konstant mit 2 mg/L (2.000 µg/L)

• rd. 90 kg geförderte – und noch nicht entfernte – BTEX-

Schadstoffmenge

• elektrische Energie rd. 220.000 kWh zu 0,13 € = rd. 29.000 €

Stromkosten; ohne Kosten für Errichtung, Behandlung, Ein-/

Ableitung, Regiearbeiten etc.

• CO2-Bilanz: rd. 700 t

• asymptotischer Rückgewinnungsverlauf (Intervallbetrieb ?)

Fazit

• asymptotisches Konzentrations-/ Zeitverhalten; durch

Intervallbetrieb ggf. stimulierbar (Sägezahneffekte)

• mäßige (bis geringe) Sanierungseffizienz

• große Volumenströme mit geringer Schadstoffkonzentration

• lange Sanierungszeit (limitiert durch Löslichkeit und

Lösungs- bzw. Desorptionskinetik der Schadstoffe)

Ziel

• hohe Schadstofffrachten bzw. –konzentrationen in geringen

Wasservolumina

• möglichst keine Verdünnungen durch Umläufigkeiten mit

„Fremd- oder Falschwasser“ (Anstromverhältnisse !)

Teerölfabrik bzw. Gaswerksstandort

• Verunreinigungen durch LHKW, PAK, MKWS in Boden

und Grundwasser

• geringe Löslichkeit der PAK

• Standardverfahren: Auskofferung/ Einkapselung

• neuer Ansatz: Erhöhung der Mobilität mittels Tenside,

Alkoholen und Lösungsvermittlern (in situ)

• Ziel: Steigerung des hydraulisch verfügbaren Anteils der

Schadstoffe

• Löslichkeitserhöhung: Solubilisierung

• Option: Grundwassersanierung durch Extraktion (Tenside

[waschaktive Substanzen] oder Heißdampfinjektion /

-extraktion

• Mobilisierung der Schadstoffe durch Desorption und

Erhöhung der Wasserlöslichkeit durch grenzflächenaktive

Stoffe

• 2 ha großes Areal, ca. 70 qm umfassender Hotspot

• Kontamination in 3 – 6 m u. GOK

• Schadstoffe neben LHKW: PAK und MKWS

• Flurabstand: 3 – 3,2 m u. GOK

• zwei Injektionsbrunnen mit drei variablen Extraktions-

bereichen, eine Abstromsicherung

• 2,7 t Tensid eingebracht (2,2 %ige Lösung); 125 cbm

Wasser als Lösungsmittel (Nutzlast LKW: rd. 20 t)

Ergebnis der Tensidextraktion

• nach drei Wochen Entfernung von rd. 15 % des Teeröl-

inventars mit maximalen Konzentrationen von 50 mg/L PAK

(Erhöhung um Faktor 100)

• 85 %ige Rückgewinnung der Tensidmenge (!)

• 20 tägige „Spülung“: 30 kg PAK entfernt

• Sanierungsziel im GW-Abstrom von 0,15 µg/L jedoch

nicht erreicht

Risiken

• Emulsionsbildung

• Leakage, Fenstergefüge, Umläufigkeiten

• Reduzierung der hydraulischen/ pneumatischen

Durchlässigkeit („Verstopfung“)

• Rückgewinnung der Chemikalien, u.U. Einsatz von

Mikrobakterien

Auftreten von PAK/ PAH allgemein

• Gaswerke und Kokereien

• Raffinerien

• Aluminium und Stahlverhüttungen

• Holzimprägnierbetriebe

• Rußfabriken

• Altölaufbereitungen

• Deponien

• Verbrennungsanlagen (allg.)

Bodenluftabsaugung

• einfache Technik

• sicheres Verfahren

• Eignung (nur) für leichtflüchtige Schadstoffe (BTEX, LHKW)

• nicht für schwerflüchtige Verbindungen (PAK)

• bei gut durchlässigen Substraten (kf 10 E-4/-5)

• Heterogenitäten problematisch (Schluffbänder)

• mitunter lange Sanierungszeiten

• Versiegelung der Oberfläche vorteilhaft

• Behandlung der Abluft: Aktivkohleadsorption, XAD-Harz,

Octadecycl C18, Kondensat: u.U. flüssig-flüssig-Extraktion

• Reichweitentests mit Feldmethoden

Bodenluftabsaugung mit Luft-/ Heißdampfinjektion

• Erhöhung der Volatilität

• hoher Schadstoffaustrag

• Verkürzung der Sanierungszeiten

• auch für mittelflüchtige Verbindungen

• nicht bei großen Heterogenitäten

• Eintrag thermischer Energie führt zur deutlichen

Beschleunigung und Verbesserung des Reinigungs-

prozesses

Heißdampfinjektiv unterstützte Bodenluftabsaugung

• gravierende BTEX-Verunreinigung eines Standortes der

chemischen Industrie

• Geologie: 2,4 m mächtige Auffüllung aus Schotter und

Grobkies mit schluffigen Anteilen, unterlagert von

Schluffschicht mit sandigen und tonigen Einlagerungen von

2 m Mächtigkeit

• darunter kiesige Ablagerungen, Aquitard bei 6 m u.GOK

• Grundwasser-Flurabstand: 2,85 m u.GOK

• BTEX in 2,4 – 4,4 m u.GOK, Gehalte bis max. 2.900 mg/kg

• 8 Injektionslanzen über 26 Tage mit ca. 250 kg Heißdampf

pro h injiziert

• schneller Anstieg von 33 mg/ qbm auf > 2000 mg/ qbm

Heißdampfinjektiv unterstützte Bodenluftabsaugung

• nach 26 Tagen ca. 50 kg BTEX entfernt

• Weiterbetrieb der (kalten) Bodenluftabsaugung nach

sukzessiver Abkühlung mit ebenfalls guten Resultaten

• weiterer Schadstoffaustrag durch Nutzung der

gespeicherten Restwärme

• bei Temp. > 100 Grad C auch PAK extrahierbar

CKW-Verunreinigung eines metallverarbeitenden

Großbetriebes

• Grundinstandsetzung an Eisenbahnkesselwaggons

• umfangreiche Boden- und Grundwasser-Verunreinigungen

• Einsatz von CKW zum Reinigen, Entfetten und Entlacken

metallischer Oberflächen vor der Folgebehandlung

• Einsatz von CKW seit den 1950er Jahren bis 1988

• Schweißen von Werkstücken (Schutzgas-, Elektro-,

Autogen-Schweißen)

• Verzinken, Phosphatieren, Brünieren, Verchromen von

metallischen Oberflächen

Industriebrache eines ehemals metallverarbeitenden Betriebes

mit weitreichender LHKW-Verunreinigung von Boden, Bodenluft

und Grundwasser

Parameter Einheit Meßwert

Temperatur Grad Celsius 14

pH-Wert 6,5

Leitfähigkeit µS/cm 750

Gesamthärte Grad dH 18

Chlorid mg/L 60

Sulfat mg/L 203

Eisen mg/L < 0,1

AOX mg/L 5,96

Industriebrache eines ehemals metallverarbeitenden Betriebes

mit weitreichender LCKW-Verunreinigung von Boden, Bodenluft

und Grundwasser

Parameter Einheit Meßwert

Trichlormethan µg/L 1,94

1,1,1 Trichlorethan µg/L 144

1,1,2 Trichlorethan µg/L n.n.

1,1 Dichlorethen µg/L 52,18

Trichlorethen µg/L 4.526

Tetrachlorethylen µg/L 9,33

Tetrachlormethan µg/L 0,52

Vinylchlorid µg/L n.n.

cis 1,2-Dichlorethen µg/L 8

trans 1,2-Dichlorethen µg/L n.n.

Summe LCKW µg/L 4.742