The site of the heating power station and former gasworks in Plauen is contaminated over a wide area with pollutants specific to gasworks - above all BTX aromatics, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), tar oils, phenols and ammonium - down to a depth of six metres. According to expert opinion, a soil volume of some 20000 m3 must urgently be cleaned up. A remediation concept has been prepared at the request of the municipality of Plauen, based on the use-related potential assessment for the site. The assessment concludes that there is an acute environmental hazard for the directly adjoining river 'Weisse Elster'. The approach pursued in this project represents a new solution to the problem of contaminated sites. Instead of using ex-situ methods for carrying out a complete cleanup of the contaminated site, as practised so far, in-situ methods are used. In this way, the acute hazard potential is eliminated, leaving only a tolerable amount of residual pollution. This objective will be achieved through a combination of pneumatic, hydraulic and microbiological in-situ measures. The efficiency will be further increased by specific pollutant mobilization. The technical feasibility has been confirmed by soil air suction tests and pumping tests on sites as well as microbiological laboratory analyses. The in-situ decontamination is superior to the traditional ex-situ methods in terms of economic efficiency, waste prevention and reducing traffic movements. The innovative methods proposed here involve, in particular, hot-steam injections and controlled oxyhydrogen gas explosions that will increase the availability of immobile pollutants attached to the soil grain.
Ziel der Untersuchungen ist die detaillierte Ermittlung des Emissionsverhaltens im praktischen Betrieb einer 9 MW-Feuerung bei Einsatz des Brennstoffs Rapsoel und des Referenzbrennstoffs Heizoel EL. Darueber hinaus sollen Erkenntnisse ueber die Zusammensetzung und die feuerungstechnisch relevanten Eigenschaften des eingesetzten Rapsoels gewonnen werden.
Pyrolyseverfahren stellen eine Alternative zur Hochtemperaturverbrennung dar, da sie neben der Erzeugung von speicherbaren und transportfaehigen Energietraegern wie Pyrolysegasen und -oelen auch die Erzeugung von aromatischen Chemierohstoffen ermoeglichen. In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen ueber die Zusammensetzung von Produkten aus einer Pyrolyseanlage zur thermischen Behandlung von besonders ueberwachungsbeduerftigen Abfaellen mit dem Ziel der Gewinnung von potentiellen Chemierohstoffen wie BTX-Aromaten, Naphthalin und anderen PAH sowie Phenolen durchgefuehrt. Die Pyrolyseoele aus dem Versuchsbetrieb sowie aus der Erprobungsphase des kommerziellen Betriebs bestehen ueberwiegend aus aromatischen Inhaltsstoffen und stellen ein dem Steinkohlenteer aehnliches Material dar. Der Anteil an BTX-Aromaten liegt durchschnittlich bei 10-20 Prozent. Weitere wichtige Inhaltsstoffe sind Naphthalin mit bis zu 10 Prozent sowie Methylnaphthaline, Biphenyl, Acenaphthylen, Phenanthren, und Pyren mit Gehalten von kleiner 0,5 Prozent. Das Pyrolyseoel aus dem laufenden Betrieb dagegen enthaelt hauptsaechlich aliphatische Kohlenwasserstoffe und einen geringeren Aromatenanteil (10 Prozent BTX-Aromaten, 1 Prozent Naphthalin) und ist eher mit einem Dieseloel vergleichbar. Der Anteil an Benzo(a)pyren liegt nach wie vor ueber 0,005 Prozent, was gemaess den gesetzlichen Regelungen eine Kennzeichnung als cancerogenes Material erforderlich macht. Eine andere Verwendung als die thermische Verwertung (Verbrennung) erscheint deshalb zur Zeit nicht sinnvoll.
Zielsetzung: Charakterisierung der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie BTX-Aromaten im Boden, Einfluss der Art des Vorkommens der genannten Verunreinigungen auf die Wirksamkeit von Dekontaminationsmethoden, Verbesserung der Wirksamkeit der Boden-Dekontamination bei Bodenwasch-Verfahren und mikrobiellem Stoffabbau im Bioreaktor. Arbeitsprogramm: Eignungspruefung analytischer Methoden zur Identifizierung und Beschreibung der Art des Schadstoffvorkommens, Charakterisierung ausgewaehlter Bodenproben unterschiedlicher Herkunft, Untersuchung der Wirksamkeit der Bodenkontamination durch Bodenwaesche, mikrobiellen Schadstoffabbau in Abhaengigkeit der Art des Schadstoffvorkommens, Untersuchungen zur Verbesserung der Wirksamkeit der Dekontamination durch Zugabe von Tensiden und Loesungsvermittlern, Einsatz von Mikroorganismen mit speziellem Abbaupotential, Anwendung anderer geeigneter Aufschlussverfahren. Letzter Stand der Arbeiten zum 31.12.1994: - Im Rahmen des Projektes wurden von den Projektpartnern verschiedene charakteristische Boeden ausgewaehlt. Diese Boeden entstammen Kokereistandorten und wurden fuer die Untersuchungen in groesseren Mengen gewonnen (ca 1 t). - Anschliessend wurden die Boeden unter den Projektpartnern ausgetauscht und durch chemisch-physikalische, bodenkundliche, biologische und mineralogische Methoden eingehend untersucht. - Ausgehend von diesen Daten wurden die Boeden durch verschiedene nass-mechanische und biologische Sanierungsverfahren behandelt. Diese wurden zur Optimierung des Behandlungserfolges sowohl einzeln als auch in Kombination durchgefuehrt. - Die Sanierungsergebnisse wurden sowohl durch die chemische Analytik als auch durch oekotoxikologische Testverfahren bewertet. - Am Beispiel eines feinkoernigen, PAK-kontaminierten Boden konnte gezeigt werden, dass weder eine alleinige, optimierte biologische Behandlung in einem Bioreaktor noch eine nass-mechanische Reinigung durch Flotation zum Erreichen der erforderlichen Grenzwerte fuehren. - Die Kombination beider Verfahren kann bei einer Uebertragung in den technischen Massstab die Anforderungen einer oekonomischen und oekologischen Sanierungstechnik erfuellen.
Auf dem im Besitz der LEG Stadtentwicklungsgesellschaft GmbH & Co. KG. Dortmund, befindlichen ehemaligen Zechen- und Kokereistandort Victor 3/4 in Castrop-Rauxel liegen sowohl im Quartär als auch im Festgestein der Kreide Kontaminationen des Grundwassers u.a. mit PAK und BTEX vor. Die Eintragungsquelle hat ein Ausmaß von 250*100m. herkömmliche Sanierungs- bzw. Sicherungsmaßnahmen sind nach dem Grundsatz der Verhältnismäßigkeit juristisch und ökonomisch nicht vertretbar. Ziel des Projektes war es, zu überprüfen, ob und in welchem Maß natürliche Selbstreinungs- und Immibilisierungprozesse stattfinden und ob diese ausreichend sind, eine weiter Schadstoffausbreitung zu verhindern bzw. zu vermindern. Die hydrogeologischen Gegebenheiten sind über Slug&Bail-Tests, einem Tracerversuch, Korngrößenbestimmungen, sowie eine hydraulische Überwachung überprüft worden Die Charakterisierung der Schadstofffahne erfolgte über zwei bis dreifach ausgebauten Meßstellen in sechs Bilanzebenen. Die Länge der BTEX Fahne betragt ca. 200m, die der PAK Fahne ca. 300m. Die Abschätzung der Schadstofffrachten über die herkömmliche Probenahme und über Passivsammler erbrachte eine Reduzierung von größer als 90 Prozent auf eine Fließstrecke von 36m. Auch Heterozyklen und Metaboliten sind am Standort vertreten. Über die Redoxzonenkartierung (Grundwasserprobenahme, GAIASAFE - Dedektoren, in-situ-Messgerät) wurden vorwiegend sulfatreduzierende Bedingungen am Standort nachgewiesen. Die Stoffumsetzungsprozesse, die am Standort zur Verminderung der Frachten nachgewiesen wurden, sind neben der Sorption (Koc-Konzept), der mikrobiologischer Schadstoffabbau unter Sulfatreduktion. Dieser ist über Untersuchungen zur lsotopenfraktionierung, über Abbauversuche an der Universität Bremen sowie über Redoxzonenkartierungen nachgewiesen worden. Die Ermittlung der Sulfatnachlieferung über die Auffüllung aus Bergmaterial und Bauschutt erfolgte über die Gewinnung von porengebundenem Bodenwasser mittels Saugkerzen sowie die zusätzliche Bestimmung von elementaren Schwefel und Sulfatschwefel in der Auffüllung. Die im Feld aufgenommenen Untersuchungsergebnisse gingen in die Szenarienmodellierungen der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Förderkennzeichen 02WN0360) ein. Die Ergebnisse des Vorhabens zeigen, dass die Umsetzung eines MNA-Konzeptes am Standort grundsätzlich möglich ist. Eine abschließende Beurteilung durch die zuständige Behörde insbesondere inwieweit herkömmliche Sanierungsmaßnahmen verhältnismäßig sind, steht jedoch noch aus. In einem nächsten Schritt soll auf der Grundlage des LABO-Arbeitspapiers ein Monitoringskonzept aufgestellt werden.
Das beantragte Vorhaben ist Teilprojekt des Forschungsvorhaben 'Verbund Castrop-Rauxel'. Ziel des gemeinsamen Vorhabens ist es, geeignete Beurteilungs- und Monitoringinstrumente für eine BTEX/PAK-Schadstofffahne im Grundwasser auf einem ehemaligen Zechen- und Kokereistandort zu entwickeln, die verlässliche langfristige Aussagen darüber ermöglichen, ob und in welchem Maß natürliche Selbstreinigungs- und Immobilisierungsprozesse stattfinden. In diesem Teilprojekt soll das langfristige und großräumige Ausbreitungsverhalten der Schadstofffahne ausgehend von den Befunden des Testfeldes anhand verschiedener Szenarien mit Hilfe eines numerischen Modells beurteilt werden. Die Modellierung des reaktiven Schadstofftransportes erfolgt mit dem Programm TBC (Transport, Biochemie and Chemie). Die im Hinblick auf eine deterministische Modellierung unzureichende Menge an hydrogeologischen und hydrochemischen Daten aus dem Kokereistandort wird durch statistische Daten ergänzt. Dafür werden verschiedene statistische Ansätze und verfügbare geologische und hydrochemische Informationen vom Standort und aus geologisch ähnlichen Grundwasserleitern verwendet. Basierend auf diesem Absatz untersuchen die Szenarien (1) den Einfluss der Sulfatnachlieferung mit verschiedenen Quelltermen und Mischungsszenarien, (2) das Reduktionsverhalten der Fe (III)-Oxide gegenüber den Kontaminanten unter sulfatreduzierenden und nicht-sulfatreduzierenden Bedingungen, (3) die Sorption und Desorption der PAK und BTEX im Aquifer sowie (4) die Abbauprozesse von BTEX und PAK. Mit Hilfe des Modells werden auch auf andere Standorte übertragbare Empfehlungen zu Monitoringstrategien erarbeitet.
In situ on-line sensors for general hydrocarbon pollution (including BTEX, MTBE and ETBE) in soil and groundwater will be deployed at contaminated sites owned by end users within the consortium. Robust immunoassay kits for the target analytes will be designed and tested on-site. A target compound database for environmental degradation behaviour, inhibiting and stimulating effects and ecotoxicological assessment will provide a basis for signal assessment and decision/management support. The sensor and management system will be installed and tested at three sites of two end users in order to prove the early warning and management system. Deliverables will include (1), an integrated management tool for catchment areas with contaminant sources, including a risk management and reduction strategy; environmental impacts, economical and socio-economical effects and (2), in-situ sensors and rapid in field immunoassay kits for target analytes.
Natürliche Rückhalte- und Abbauprozesse ('Natural Attenuation') in Grundwasserleitern können die Ausbreitung von Schadstoffen eindämmen oder aufhalten. Für den gezielten Einsatz dieser Prozesse zur Grundwassersanierung bedarf es jedoch umfangreicher Überwachungsmaßnahmen. Dazu gehören regelmäßige chemische Analysen des Grundwassers, um den Verbleib der Schadstoffe beobachten zu können. Allerdings beschränken sich chemische Untersuchungsmethoden in der Regel auf die mengenmäßig am stärksten vertretenen Schadstoffe. Dies kann zur Folge haben, dass toxikologisch relevante Schadstoffe oder toxische Produkte des Schadstoffabbaus übersehen werden. Es ist das Ziel dieses Forschungsprojektes am Beispiel einer großflächigen Grundwasserkontamination unter einer stillgelegten Benzolanlage am Standort Zeitz (Sachsen-Anhalt) zu zeigen, wie mittels kleinskaliger, biologischer Testverfahren Aussagen über das toxikologische Potenzial von Grundwasserproben getroffen, und im Vergleich zu chemischen Analysen bewertet werden können. Dabei wurden sowohl konventionelle Stichproben verwandt als auch die Entwicklung eines neuartigen Passivsammelgerätes (Toximeter) vorangetrieben. Die seit 2001 durchgeführten toxikologischen Untersuchungen am Standort ergaben dabei unerwartete Ergebnisse. Trotz sehr hoher Benzolkonzentrationen am früheren Standort der Benzolanlage war die biologische Wirkung der Grundwasserproben im Anstrom vor der früheren Benzolanlage am stärksten ausgeprägt. Diese Toxizität konnte nur zu einem geringen Teil oder gar nicht auf die gemessenen Benzol- oder BTEX-Konzentrationen zurückgeführt werden. Dies führte unter anderen zu der Hypothese, dass hohe Benzolkonzentrationen im Untergrund die Löslichkeit und den Transport anderer Grundwasserkontaminanten beeinflussen. Diese Hypothese wurde in einer Diplomarbeit (S. Russold) geprüft und bestätigt. Mit Hilfe detaillierter chemischer Analysen wurden zudem Grundwasserkontaminanten identifiziert, welche für die beobachteten biologischen Wirkungen verantwortlich sein könnten. Die Wirkung dieser Substanzen wird gegenwärtig genauer untersucht. Zukünftig ist ein Einsatz der etablierten zellulären Testsysteme vor allem zur Beobachtung von Grundwasserfahnenrändern und in Verbindung mit der passiven, zeitintegrierenden Probennahme vorgesehen.
Untersuchung des Einflusses von Tensiden (LAS und FAE) auf die Wasserloeslichkeit hydrophober organischer Substanzen. Als Beispielsubstanzen wurden LHKW, BTEX, Alkane und PAK untersucht. Unterhalb der cmc der Tenside wird im Eluat und im Sickerwasser die Konzentration dieser Stoffe nicht messbar erhoeht. Fuer eine merkliche Erhoehung der Wasserloeslichkeit sind Tensidkonzentrationen oberhalb der cmc (ca. 100 mg/L) noetig. Im Sickerwasser von Sonderabfalldeponien liegen die Tensidkonzentrationen unter 0,5 mg/L, so dass hier eine Auswaschung hydrophober organischer Stoffe durch Tenside ueber das Sickerwasser nicht gegeben ist.
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