Regierungspräsidium Darmstadt
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Regierungspräsidium Darmstadt „Seckbachs Boden und Grundwasser wird sauberer“ oder „Schwerer Boden – Gifte belasten Seckbacher Grundstücke“ ? Ergebnisse eines Feldversuchs zur Sanierung durch In-Situ-Chemische-Oxidation (ISCO) Baunatal, den 18.5.2010 1 Regierungspräsidium Darmstadt Gliederung des Vortrags Darstellung des Schadens und des Umfeldes Allgemeines über das Verfahren „In-SituChemische-Oxidation (ISCO)“ Versuchsfeldaufbau und Durchführung Ergebnisse des Versuchs Fazit 18.5.2010 2 Regierungspräsidium Darmstadt Allgemeines über das Industriegebiet Seckbach Liegt in Frankfurt a. M. auf den Gemarkungen Seckbach und Bergen-Enkheim Entstehung nach 1900 durch Umsiedelung von Schwerindustrie auf die „Grüne Wiese - Mainaue“ Vollzieht seit einiger Zeit einen Wandel von der Schwerindustrie zur sensibleren Nutzung (Handel und Wohnungen) Vorfluter ist der Main 18.5.2010 3 Regierungspräsidium Darmstadt Das Umfeld des Schadens 18.5.2010 4 Regierungspräsidium Darmstadt Allgemeines über das Industriegebiet Seckbach Die Oberfläche ist relativ eben und liegt bei einer Höhe von ca. 100 m ü NN. Der Grundwasserstand im oberen (quartären) Grundwasserleiter liegt bei ca. 96 bis 97 m ü NN, kann aber je nach Witterung und Jahreszeit bis zu 2 m schwanken. Der tiefere Grundwasserleiter wird durch ca. 90 m Rupelton überdeckt. 18.5.2010 5 Regierungspräsidium Darmstadt Profilschnitt durch das Schadenszentrum 18.5.2010 6 Regierungspräsidium Darmstadt Grundwassergleichenplan vom 6.5.2002 18.5.2010 7 Regierungspräsidium Darmstadt Allgemeines über die Schadenssituation Relevante Schadstoffe sind Lacklösemittel (hauptsächlich Xylol und andere BTX), policyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Mineralölkohlenwasserstoffe und Schwermetalle. Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) sind in diesem Sanierungsfall zu vernachlässigen. 18.5.2010 8 Regierungspräsidium Darmstadt Die BTX-Verteilung im Grundwasser auf dem Standort 18.5.2010 9 Regierungspräsidium Darmstadt Die BTX-Verteilung im Grundwasser auf dem Standort 18.5.2010 10 Regierungspräsidium Darmstadt Zeitlicher Verlauf der Analysenergebnisse der Messstelle GWM Fr_30 [µg/l] 1000000 100000 10000 Summe BTEX Xylole 1000 100 Ethylbenzol Benzol 10 1 18.5.2010 11 Regierungspräsidium Darmstadt Zeitlicher Verlauf der Analysenergebnisse der Messstelle GWM Fr_1 [µg/l] 100000 10000 Summe BTEX Xylole Ethylbenzol 1000 Benzol 100 18.5.2010 12 Regierungspräsidium Darmstadt Sanierungskonzept Kombinierte , stufenweise Sanierung des Schadenszentrums 1. Stufe: Bodenluftabsaugung In-Situ Chemische Oxidation im Zentrum Zeitweilig unterstützt durch AIR-Sparging Ziel: Reduzierung der vorhandenen Schadstoffe um 90% 2. Stufe: Nachsanierung Restbelastung (Vorschlag: MNA) 18.5.2010 13 Regierungspräsidium Darmstadt In-Situ Chemische Oxidation (ISCO) Grundsätzliche Ziele (Vorteile): Keine Förderung von Schadstoff – Behandlung im Boden oder Grundwasser Nach Möglichkeit vollständige Beseitigung der Schadstoffe (gelöste Stoffe wie Residualsättigung) Schnelle Sanierung Keine schädlichen Abbauprodukte Nachteile: Verdrängung von Schadstoff möglich Ggf. Entstehung von fremden Oxidationsprodukten möglich 18.5.2010 14 Regierungspräsidium Darmstadt Auswahl des Reaktionsmittel Zu Berücksichtigen sind: Bodenart Schadstoffart Schadstoffverbreitung (ungesättigte oder gesättigte Zone) Schadenszentrum (Phase) oder Fahne (gelöste Stoffe) Zusätzliche Parameter (z.B. Bauwerke, Kabel, Kanäle, …) 18.5.2010 15 Regierungspräsidium Darmstadt Grundsätzliche Eignung von Reagenzien in Abhängigkeit vom Schadstoff - Stärke der Reaktivität + 18.5.2010 16 Regierungspräsidium Darmstadt Fentonreagenz H2O2 + Fe2+ OH- + OH• + Fe3+ Stärkstes (flüssiges) Oxidationsmittel Nachteile: ph-Wert 3 – 5 notwendig oder spezielle Eisenbindungsformen thermische Reaktion (Bodentemperaturen > 60° C möglich) Verteilungsproblem, geringe Reichweite, schneller Abbau (1-2 Tage) ggf. Gasfreisetzung Bodenmatrix verbraucht ggf. viel Reaktionsmittel 18.5.2010 17 Regierungspräsidium Darmstadt Persulfat (aktiviert) S2O8 + Fe2+ 2SO4-• + 2Fe3+ Zweitstärkstes Oxidationsmittel Nachteile: ph-Wert 3 – 7 teuer im Einkauf Verteilungsproblem, geringe Reichweite, Haltbarkeit 1-2 Wochen Bodenmatrix verbraucht ggf. viel Reaktionsmittel 18.5.2010 18 Regierungspräsidium Darmstadt Auswahl und Genehmigung des Verfahrens 1. 2. 3. Laborversuch mit Standortmaterial – Boden und Grundwasser Klärung der grundsätzlichen Eignung mit geringem Aufwand Nachteil: kleine Mengen Feld- oder Pilotversuch Sanierung vor Ort im kleinen Maßstab bedarf wegen der Einleitung von Stoffen ins Grundwasser immer der (wasserrechtlichen) Genehmigung Sanierung ggf. zusätzlich Beteiligung von Dritten erforderlich 18.5.2010 19 Regierungspräsidium Darmstadt Versuchsfelder 18.5.2010 20 Regierungspräsidium Darmstadt Bilder vom Versuchsfeldbau 18.5.2010 21 Regierungspräsidium Darmstadt Bilder von der Versuchsdurchführung 18.5.2010 22 Regierungspräsidium Darmstadt [ug/l BTX] 1000000 Versuchsfeld Fenton Infiltration Infiltration 100000 Zustrom I_6 I_5 I_23 I_22 10000 1000 100 10 [µg/l BTX] Abstromüberwachung Fentonfeld 1000000 100000 10000 1000 100 Zustrom I_4 I_21 I_38 10 18.5.2010 23 Regierungspräsidium Darmstadt Messergebnisse der Bodenluftabsaugung im Fentonfeld [mg/m³ BTX] 100000 70 Vol % 60 10000 50 1000 100 40 30 BTX O2 20 CO2 10 10 1 18.5.2010 0 24 Regierungspräsidium Darmstadt [µg/l BTX] 1000000 Versuchsfeld Persulfat Infiltration Infiltration 100000 Zustrom I_3 I_2 I_20 I_19 10000 1000 100 10 [µg/l BTX] 1000000 100000 10000 1000 100 10 18.5.2010 Abstromüberwachung Persulfatfeld Zustrom I_1 I_18 I_36 25 Regierungspräsidium Darmstadt Darstellung PAK und Phenol vor und nach Versuchsdurchführung [µg/l] Versuchsfeld Fenton 1000 PAK vor Infiltration 10 PAK nach Infiltration Phenol vor Infiltration 0.1 [µg/l] 10000 1000 100 10 1 0.1 18.5.2010 Phenol nach Infiltration Versuchsfeld Persulfat PAK vor Infiltration PAK nach Infiltration Phenol vor Infiltration Phenol nach Infiltration 26 Regierungspräsidium Darmstadt Ergebnisse Versuchsfelder Beide Versuchsfelder zeigten Schadstoffabbau bei den BTX, im Fenton-Feld ist dieser besser. Schwermetallfreisetzung im Infiltrationsbereich, kein Anstieg im Abstrom. Schlussfolgerung: Sanierung des Gesamtschadens mit Fentonreagenz, weiterhin Überwachung der Schwermetalle. Feldversuch zeigte, dass eine Ausweitung der Infiltration erforderlich wird. Situation im Straßenbereich (Kanal) erfordert eine Anpassung des Verfahrens. 18.5.2010 27 Regierungspräsidium Darmstadt 18.5.2010 28 Regierungspräsidium Darmstadt oder 18.5.2010 29 Regierungspräsidium Darmstadt Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 18.5.2010 30 Regierungspräsidium Darmstadt Internetadressen für weitere Literatur zum Verfahren In-Situ-Chemische-Oxidation: www.interland.arcs.ac.at/extranet/interland/publikat.htm www.epa.gov 18.5.2010 31
