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Anilinfabrikation Berlin-Lichtenberg

Der unmittelbar an der Rummelsburger Bucht in Berlin-Lichtenberg gelegene Standort hat eine mehr als 100-jährige Industriegeschichte. Zunächst als Färberei genutzt, entstand 1880 am Standort einschließlich benachbarter Grundstücke die “AG für Anilinfabrikation”, später Aceta, die ab 1920 in die IG Farben aufging. Es wurden Acetatseiden und Acetatfasern (Zellwolle) hergestellt und veredelt (gefärbt, versponnen oder verwebt). Bei der Anilinproduktion auf der Basis von Nitrobenzolen und Nitrotoluolen wurden als Vor- und Zwischenprodukte Chlorbenzol, Chlornitrobenzol, Nitrophenol, Dichlorbenzol, Chloroform und Toluol eingesetzt. Nach 1945 gab es eine Umnutzung des IG Farben-Standortes. Es entstanden ein Gummiwerk (VEB Polymant), in dem auch in größerem Umfang Mineralölkohlenwasserstoffe im Rahmen der Vulkanisation eingesetzt wurden, eine Fotochemische Fabrik und ein Produktionswerk für Elektrorelais. Das Gummiwerk und die fotochemische Fabrik wurden im Zeitraum zwischen 1990 und 1993 aufgelöst und ein Großteil der Produktionsgebäude zurückgebaut. Die Grundstücke wurden seit 1994 durch die Wasserstadt GmbH Berlin entwickelt. Durch die ab 1991 durchgeführten umfangreichen Boden- und Grundwasseruntersuchungen sind erhebliche Boden- und Grundwasserbelastungen am Standort festgestellt worden. Entsprechend der Produktionsspezifik handelt es sich um einen Schadstoffcocktail aus v.a. organischen Schadstoffen. Hauptkontaminanten im Boden und im Grundwasser sind chlororganische Verbindungen, Arsen, aromatische Kohlenwasserstoffe (AKW) sowie lokal Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) mit aufschwimmender Ölphase. Die Quellbereiche im Boden konnten auf Grundlage einer in 2004 durchgeführten vertiefenden Archivrecherche weitestgehend lokalisiert werden. Das Grundwasser ist flächenhaft durch Chlorbenzole, Chloraniline und Chlornitrobenzole in hohen Konzentrationen (lokal bis zu 10.000 µg/l) sowie in Teilbereichen durch Chlormethylaniline, Methylaniline und Nitrotoluole sowie Arsen verunreinigt. Die Hauptkontaminanten konnten bis in eine Tiefe von > 50 m unter GOK auf der Aquifersohle nachgewiesen werden. Im Rahmen von Erschließungsmaßnahmen zur Standortentwicklung wurden Sanierungsmaßnahmen mit vorheriger Tiefenenttrümmerung durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurde mit AKW, MKW und Chlororganika belasteter Boden entsorgt. Im Herbst/Winter 2003/2004 erfolgte die Sanierung eines lokalen MKW-Schadens mit aufschwimmender Ölphase. Dabei wurden 2.100 m³ mit MKW und Chlororganika belasteter Boden ausgetauscht, über 13 t Ölphase (Öl-Wasser-Gemisch) abgesaugt und rund 3.200 m³ Wasser im Rahmen der begleitenden Bauwasserhaltung gereinigt. Im Frühjahr/Sommer 2005 wurde im Vorlauf von Investitionsmaßnahmen (Ansiedlung eines Hi-Tech-Unternehmens) an zwei durch vertiefende Erkundungen lokalisierten Eintragsquellen Bodensanierungsmaßnahmen durch Rüttelsenkkasten- (Waben-) verfahren (2.600 m³) und Großlochbohrungen (600 m³) durchgeführt. Im Zusammenhang mit der Sanierungsmaßnahme wurden insgesamt ca. 5.400 t mit Chlorbenzolen, Chloranilinen und Chlornitrobenzolen belasteter Boden ausgetauscht sowie begleitend insgesamt ca. 7.000 m³ Grundwasser gereinigt. Weitere lokale Bodensanierungen sowie Tiefenenttrümmerungen im Zusammenhang mit der Grundstücksentwicklung erfolgten 2008 bis 2010. Im Rahmen der Bodensanierung und Tiefenenttrümmerung wurden ca. 9,2 t der chlor- und nitroorganischen Schadstoffe und ca. 91 t MKW inkl. Phase aus dem Boden entfernt. Den Bodensanierungen nachfolgend wird seit 2010 auf einem Teilbereich des Grundstückskomplexes eine Grundwasserreinigungsanlage (GWRA) betrieben. Im ersten Halbjahr 2023 wurde die Gefahrenabwehrmaßnahme um das Nachbargrundstück erweitert. Die Bestandsanlage wurde an die zukünftige Aufgabenstellung angepasst. In der aktuellen Ausbaustufe besteht das System aus insgesamt 10 Vertikalbrunnen. Entnommene Grundwässer werden über die modifizierte GWRA behandelt und anschließend in den Rummelsburger See abgeleitet. Ein Teilstrom des Reinwassers wurde bis April 2024 dem Aquifer über vertikale Infiltrationsbrunnen wieder zugeführt. Seit Inbetriebnahme der GWRA wurden am Standort insgesamt ca. 3.007.200 m³ Grundwasser gefördert und abgereinigt. Die mittlere Förderrate liegt bei ca. 32 m³/h. Der kumulierte Schadstoffaustrag am Standort beläuft sich auf ca. 6.420 kg organische Schadstoffe und ca. 940 kg Arsen. Der Sanierungsbetrieb wird durch ein engmaschiges Monitoring überwacht und über Modellrechnungen fortlaufend optimiert. Für die Erkundungs-, Planungs- und Sanierungsmaßnahmen einschließlich Grundwassermonitoring entstanden bisher Kosten in Höhe von rund 13,6 Mio. €. Auf dem Grundstückskomplex haben sich diverse Unternehmen angesiedelt – von der Boulderhalle über zwei mittelständige Betriebe des verarbeitenden Gewerbes bis hin zu einer kleineren Werft erfreut sich das Grundstück einer regen Nachnutzung.

Zur Sorption von anorganischen und organischen Arsenverbindungen an Oxiden: Makroskopische und Spektroskopische Untersuchungen der Oberflächenkomplexierung

Es ist allgemein akzeptiert, dass die Sorption an oxidischen Mineralien den vorherrschenden natürlichen Mechanismus zur Verringerung der Mobilität von Schadstoffen darstellt. Um die potentielle Remobilisierbarkeit abschätzen zu können, ist es jedoch nicht ausreichend, die Sorption in konventionellen Batch- oder Säulen-Versuchen zu untersuchen, da hierbei nur eingeschränkt auf bestimmte Scenarien abgezielt werden kann. Vielmehr ist die lokale Struktur der sich bildenden Oberflächenbindungen zu charakterisieren, um daraus die Entwicklung der Bindungsstärken bei Veränderung der physikochemischen Eigenschaften des Milieus voraussagen zu können. Strukturelle Kenntnisse durch Oberflächenspektroskopie erlauben zum einen, qualitativ die Stabilität der Oberflächenkomplexe abzuschätzen (einzahnig oder mehrzahnig). Zum anderen ermöglichen sie es, einen Bezug zwischen der mikroskopischen Struktur und den vorliegenden oder zu prognostizierenden makroskopischen Mobilitätsdaten als dualen Ansatz eines realitätsnahen Adsorptionsmodells herzustellen. Die Auseinandersetzung mit diesem modernen dualen Ansatz ist bisher in der umweltgeochemischen Lehre und Forschung in Deutschland wenig vertreten und sollte daher eine Bereicherung mit guten Aussichten auf Erfolg darstellen.

Quecksilber (Hg) in marinen Flachwasser-Hydrothermal Systemen - eine übersehene Quelle für Hg im globalen Zyklus

Mit der Unterzeichnung des UNEP Minamata Vertrages in 2013 haben Regierungen weltweit die Gefahr und Toxizität von Quecksilber (Hg) anerkannt und Maßnahmen zur Kontrolle und Reduzierung von Hg festgelegt. Obwohl Quecksilber in der Umweltforschung schon seit Jahrzehnten ein wichtiges Thema ist, gibt es noch offene Fragen zu den grundlegendsten Prozessen im globalen Hg Kreislauf und auch bezüglich der Transformation von Hg Spezies. Der Anteil von Hg aus hydrothermalen Quellen könnte einer der bedeutsamsten, natürlichen Beiträge zum globalen Hg Kreislauf sein, jedoch unterscheiden sich die Schätzungen um mehrere Größenordnungen von 20 bis 2000 t pro Jahr. Es gibt, wenngleich widersprüchliche, Daten über Hg Konzentrationen in hydrothermalen Quellen in der Tiefsee, wogegen hydrothermale Quellen in flacher, küstennaher Umgebung bisher jedoch ignoriert wurden. Gerade diese haben jedoch einen großen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung der biologisch wichtigen Küstengewässer. Hydrothermale Quellen setzen nicht nur giftige Verbindungen frei, wie z.B. Schwefelwasserstoff und Arsenverbindungen, sondern liefern auch Nährstoffe wie Eisen und Kohlenstoffverbindungen und sind dadurch eine ökologische Nische für Organismen. Obwohl einige Studien diese hydrothermalen Systeme im Flachwasser als eine mögliche Quelle für Hg thematisierten waren die Ergebnisse nicht zufriedenstellend. Ein Grund könnte die herausfordernde Matrix der hydrothermalen Lösungen sein, sowie eine unzureichende Datenlage um Aussagen über den Gesamteintrag von Hg zu treffen. Noch wichtiger als die Gesamtmenge des Hg Eintrages ist die Verteilung der individuellen Hg-Spezies. Eine fundamentale Transformation ist die Methylierung von Quecksilber (MeHg) und die daraus resultierende Verstärkung der Toxizität. MeHg bioakkumuliert und biomagnifiziert sich innerhalb der marinen Nahrungskette und damit auch letztlich im Menschen. Die Methylierung von Quecksilber ist ein ozeanweites Phänomen. Die niedrigen Konzentrationen von Hg im offenen Gewässer machen das genaue Erforschen dieser biologisch-chemischen Reaktion jedoch schwierig. Hier können hydrothermale Quellen im Flachwasser als natürliche Laboratorien genutzt werden um die Umwandlungsraten von Hg-Spezies und deren Abhängigkeit von Umwelt Faktoren zu bestimmen. Dementsprechend schlagen wir vor, die Speziierung und den Eintrag von Hg für Flachwasser-Hydrothermalsysteme zu bestimmen, um damit bessere Schätzungen für den globalen Quecksilber Kreislauf zu bekommen. Die geplante Arbeit besteht aus 4 Teilen: (1) Probenahme an ausgewählten Standorten, (2) Vollständige Charakterisierung der freigesetzten Hg-Spezies (anorganisches Hg, MeHg und elementares Hg), (3) Bestimmung der Methylierungsrate und (4) eine Schätzung der mengenmäßigen Freisetzung von totalem und methyliertem Hg.

Schwermetalle und andere Elemente Arbeitsschwerpunkte Analyseverfahren

Im Bereich Elementanalytik wird die Belastung der Umwelt mit Schwermetallen, Halbmetallen und Nichtmetallen in Boden, Abfall und Altlasten ermittelt. Dieses Aufgabenspektrum umfasst die Bestimmung von bis zu 66 Einzelelementen in Feststoffproben (Boden, Abfall, Altlasten), Eluaten und Sickerwässern. Untersuchung von Bodenproben im Rahmen der Überwachung von Boden- Dauerbeobachtungsflächen (BDF) Bestimmung von speziellen Elementen wie Arsen, Cadmium, Uran, Thallium, Quecksilber, Schwefel und Phosphor u.v.a. in Proben aus der Abfall-, Deponie- und Altlastenüberwachung Bestimmung ionischer Verbindungen wie z. B. Ammonium in Wasserproben und Eluaten Bestimmung von Schwermetallen und anderen Elementen wie  Pb, Cd, Ni, TI, Cr, Mn, Zn, Cu, V, As in Emissions- und Immissionsstäuben in Abhängigkeit von der Partikelgröße (LÜSA-Meßnetz) und in Staubniederschlagsproben aus dem Depositionsmessnetz Hierzu werden nach zum Teil aufwändigen Probenvorbereitungen vorgehalten und empfindliche spektrometrische Analysenverfahren eingesetzt, wie Induktivgekoppelte Massenspektrometrie (ICP-MS) Ionenchromatographie (Anionen und Kationen) Atomfluoreszenzspektrometrie (AFS) zur Bestimmung von Hg. Die Teilnahme an nationalen und internationalen Ringversuchen und die Qualitätssicherungsmaßnahmen gemäß DIN EN ISO/EC 17025 sichern den geforderten Qualitätsstandard. Letzte Aktualisierung: 23.01.2020

How to use human biomonitoring in chemical risk assessment: methodological aspects, recommendations, and lessons learned from HBM4EU

One of the aims of the European Human Biomonitoring Initiative, HBM4EU, was to provide examples of and good practices for the effective use of human biomonitoring (HBM) data in human health risk assessment (RA). The need for such information is pressing, as previous research has indicated that regulatory risk assessors generally lack knowledge and experience of the use of HBM data in RA. By recognising this gap in expertise, as well as the added value of incorporating HBM data into RA, this paper aims to support the integration of HBM into regulatory RA. Based on the work of the HBM4EU, we provide examples of different approaches to including HBM in RA and in estimations of the environmental burden of disease (EBoD), the benefits and pitfalls involved, information on the important methodological aspects to consider, and recommendations on how to overcome obstacles. The examples are derived from RAs or EBoD estimations made under the HBM4EU for the following HBM4EU priority substances: acrylamide, o-toluidine of the aniline family, aprotic solvents, arsenic, bisphenols, cadmium, diisocyanates, flame retardants, hexavalent chromium [Cr(VI)], lead, mercury, mixture of per-/poly-fluorinated compounds, mixture of pesticides, mixture of phthalates, mycotoxins, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), and the UV-filter benzophenone-3. Although the RA and EBoD work presented here is not intended to have direct regulatory implications, the results can be useful for raising awareness of possibly needed policy actions, as newly generated HBM data from HBM4EU on the current exposure of the EU population has been used in many RAs and EBoD estimations. © 2023 The Author(s)

CLIENT II - Chile: ReAK - Reduktion von Arsen in Kupferkonzentraten, Teilvorhaben 6: Oxidative Extraktion

CLIENT II - Chile: ReAK - Reduktion von Arsen in Kupferkonzentraten, Teilvorhaben 1: Projektmanagement, Entsorgungskonzepte und LCA/LCC

CLIENT II - Chile: ReAK - Reduktion von Arsen in Kupferkonzentraten, Teilvorhaben 3: Behandlung von arsenreichen Kupferkonzentraten und Stäuben

Regionales Grundwassermonitoring

Das regionale Grundwassermonitoring ist ein integraler Bestandteil des ökologischen Großprojektes „Industriegebiet Spree“ (ÖGP „IG Spree“) und dient der Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit in den sogenannten Transfergebieten von Schadstoffen zwischen altlastenverunreinigten Industrieflächen sowie den Brunnengalerien der Wasserwerke Johannisthal und Wuhlheide. Die Untersuchungsergebnisse bilden die Grundlage für die Einschätzung der hydraulischen Wirksamkeit laufender und der Überprüfung der Nachhaltigkeit abgeschlossener Sicherungs- und Sanierungsmaßnahmen sowie der Bewertung der allgemeinen Beschaffenheitsentwicklung im Projektgebiet. Die Messstellen des regionalen Grundwassermonitorings werden seit 1995 entsprechend dem hydrologischen Jahresgang einmal im Mai (Frühjahrskampagne) und einmal im Oktober (Herbstkampagne) beprobt. 1995 wurde mit insgesamt 61 Messstellen der Grundstein für das Überwachungsmessnetz des Großprojektes gelegt. Dieses Messnetz wurde im Verlauf der vergangenen Jahre sowohl flächen- als auch teufenmäßig gezielt erweitert und verdichtet. Durch die mittlerweile 1.500 Einzelpegel im Nord- und 1.900 Pegel im Südbereich des Untersuchungsgebietes konnte ein ausreichend hoher Aufschlussgrad der hydrodynamischen und hydrochemischen Gesamtsituation erzielt werden. Zusätzlich wurden zahlreiche Grundwassermessstellen aus standortbezogenen Maßnahmen auf Altlastenflächen sowie von den Berliner Wasserbetrieben (BWB) betriebene Messpegel in die Bewertung der Grundwasserbeschaffenheit einbezogen. Schwerpunkte der Analytik definieren sich durch die auf den Altlastenstandorten eingetragenen Schadstoffe. Dazu zählen: chlorierte und fluorierte Kohlenwasserstoffverbindungen (LCKW, FCKW), Benzinkohlenwasserstoffverbindungen (BTEX), polycyclische aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), Arsen, Cyanide, Pflanzenschutzmittel und pharmatypische Verbindungen. Alle bohrungs- und messstellenrelevanten Stamm- und Ausbaudaten sowie die entsprechenden hydrodynamischen und chemischen Messergebnisse werden seit 1995 in einer übergreifenden Datenbank (GeODin) erfasst und verwaltet. Auf dieser Grundlage werden mittels geographischer Informationssysteme (GIS) für das Gesamtgebiet Grundwassergleichen- und Grundwasserdifferenzenpläne, modellgestützte Nachbildungen der Hydrodynamik sowie Darstellungen zur hydrochemischen Beschaffenheit des Grundwassers in Form von Schadstoffbelastungskarten erarbeitet. Die kurzfristige Datenverfügbarkeit ermöglicht die Bearbeitung lokaler und regionaler Fragestellungen und Zielsetzungen. Die Grundwasserdynamik wird neben den Infiltrationsbedingungen der Oberflächengewässer durch den Betrieb der Sicherungs- und Abwehrbrunnen und durch die Grundwasserförderung der Wasserwerke Wuhlheide und Johannisthal beeinflusst. Eine wesentliche Voraussetzung für die Verwertbarkeit aller ermittelten Untersuchungsergebnisse stellt die Durchführung gezielter qualitätssichernder Maßnahmen sowohl für die Errichtung der Grundwassermessstellen als auch für die Probenahme und die analytischen Leistungen der Labore dar. Hierzu zählt die Überprüfung des Messstellenausbaus (Dichtigkeit der Rohrverbindungen, Überprüfung der Lage von Verfüllmaterialien wie Kiesschüttung, Füllsand und Tonsperren zur Oberflächenabdichtung und Wiederherstellung durchteufter Grundwasserstauer) mittels geophysikalischer Messmethoden im Bohrloch. Als Kontrolle für die Laborleistungen konnte – neben Vorortkontrollen bei der Probenahme und der standardmäßigen Plausibilitätskontrolle auf Basis des Datenmanagementsystems – die BAM (Bundesanstalt für Materialprüfung und -forschung, Bereich organische Chemie) als unabhängige Überwachungsinstitution gewonnen werden. Seit 1997 führt die BAM kontinuierlich Kontrolluntersuchungen an ausgewählten Grundwasserproben, Schiedsanalysen (Ringversuche für LHKW bis 2007, für Anilin-Verbindungen zuletzt in 2017/2018), Laborbegehungen und Konsultationen durch und steht den Projektbeteiligten beratend zur Seite. Aufgrund der nachhaltigen Sanierungserfolge auf den Eintragsbereichen (Quellensanierung) sowie den Transferbereichen (Schadstofffahnen) werden seit 2014 Grundwassermessstellen zurückgebaut. Die Kosten für alle dem regionalen Grundwassermonitoring (ÖGP „IG Spree“) zuzuordnenden Maßnahmen belaufen sich durchschnittlich auf ca. 175.000 € pro Jahr.

WavE - WaKap: Modulares Konzept zur nachhaltigen Wasserentsalzung mittels Kapazitiver Entionisierung am Beispiel Vietnam, Teilprojekt 4

Die unterirdische Enteisenung und Entmanganung (UEE oder In-situ Aufbereitung) wird von uns bereits seit Jahrzehnten in Deutschland für die Aufbereitung von Grundwasser eingesetzt. Es ist klar, dass damit sehr effizient Eisen und Mangan aus Grundwasser entfernt und somit auch Ablagerungen in nachfolgenden Wasseraufbereitungsschritten vermieden werden können. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen aber die folgenden bisher offenen Fragen geklärt werden: 1. Können die positiven Resultate der Technologie aus Deutschland trotz unterschiedlicher Geologie und Grundwasserzusammensetzung auf Südostasien übertragen werden? Treten Nebenwirkungen durch den erhöhten Salzgehalt auf? 2. Wie weit kann Arsen bereits unterirdisch entfernt werden? 3. Wie lassen sich die bisher nur in Industrieländern eingesetzten, individuell ausgelegten und vollautomatisierten UEE-Anlagen für einen möglichst robusten und modularen Einsatz modifizieren (Stichwort Photovoltaik und Windenergie)? 4. Welche positiven Effekte bringt die unterirdische Entfernung von Eisen, Mangan und Arsen für eine nachfolgende Entsalzung (mit CDI / UO)? Diese Fragen sollen beantwortet werden mit Hilfe von a) der Neuentwicklung von UEE-Anlagen für einen dezentralen Einsatz in Südostasien inkl. Bau von Prototypen b) Installation, Betrieb und Bewertung von Pilotanlagen gemäß Punkt a) in Vietnam c) Bewertung der Ergebnisse aus Punkt b) im Rahmen des Gesamtprojekts WaKap Innerhalb vom Arbeitspaket AP3 werden wir in der ersten Hälfte der Projektlaufzeit eine Anlage zur unterirdischen Wasseraufbereitung für die dezentrale energieautonome Aufstellung in Südostasien entwickeln. Im Rahmen von Arbeitspaket AP4 werden wir in Vietnam mindestens eine, möglichst aber mehrere Pilotanlagen zur unterirdischen Aufbereitung planen und ausführen (zweites Jahr bis Ende Projektlaufzeit). Im Rahmen von AP5 werden wir alle Daten vom Teilbereich In-Situ-Wasseraufbereitung erfassen und ökologisch wie ökonomisch bewerten.

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