Grundwasser Sanierung und Sicherung

1. GrundwasserSanierung undSicherung Allgemeine Hydrogeologie SS 2013 Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Thorben Riehm, Yasmin Yazdi

2. Gliederung • Gesetzlicher Rahmen • Grundwassersituation in Deutschland und Kontaminationsquellen • Grundwassersicherung • Grundwassersanierung • Beispiel Fa. Boehringer Ingelheim Allgemeine Hydrogeologie

3. Gesetzlicher Rahmen • WRRL: • Guten mengenmäßigen und chemischen Zustand erreichen • Sanierung und Verhinderung weiterer Verschmutzungen • BImSchG und IED: • Ausgangszustandsbericht • Rückführungspflicht des Betreibers • BBodSchG: • Pflicht schädliche Bodeneinwirkungen abzuwehren • Pflicht zur Sanierung von Gewässerverunreinigungen Allgemeine Hydrogeologie

4. Grundwassersituation in Deutschland Mengenmäßiger Zustand Chemischer Zustand Quelle: BMU Allgemeine Hydrogeologie

5. Grundwassersituation in Deutschland • Der mengenmäßige Zustand wird über den Grundwasserstand bewertet • Für den chemischen Zustand gelten folgende Grenzwerte: • Nitrat 50 mg/l • Pestizide, Biozideund Metaboliten jeweils 0,1 μg/l; 0,5μg/l in Summe • Meist ist Nitrat für die schlechte Bewertung verantwortlich • Verunreinigungen großräumig • Viele unterschiedliche Quellen Allgemeine Hydrogeologie

6. Kontaminationsquellen Quelle: ITVA Arbeitshilfe Allgemeine Hydrogeologie

7. Anwendungsgebiete der Sanierung/ Sicherung • Sicherungs- und Sanierungsmaßnahmen für klar lokalisierbare, kleinräumige Verschmutzungen • Hauptanwendungsbereiche: • Altstandorte Ehemalige Industriestandorte Defekte Rohre/Leitungen • Altablagerungen Ablagerungen von Abfällen Ablagerungen von Produktionsrückständen Allgemeine Hydrogeologie

8. Möglichkeiten bei Schadstoffbelastung • Sicherung: • Einschluss des kontaminierten Bereichs • Schutz des umliegenden Gebietes • Reine Gefahrenabwehr • Sanierung: • Beseitigung der Kontamination im Boden und Wasser • Über Sicherung hinausgehende Maßnahme Allgemeine Hydrogeologie

9. Kriterien für Verfahrenswahl • Schadstoffbelastung: • Typ des Schadstoffs • Konzentration • Verteilung des Schadstoffs • Örtliche Gegebenheiten und folgende Nutzung • Situation im Untergrund • Kosten Allgemeine Hydrogeologie

10. Sicherungsverfahren • Die Sicherung hat zum Ziel, die weitere Ausbreitung der Kontamination zu unterbinden Einkapselung • Um dieses Ziel zu erreichen werden Abdichtungsmaßnahmen ergriffen: • Oberflächenabdichtung • Seitenabdichtung • Untergrundabdichtung • Zusätzlich wird Wasser aus der Einkapselung abgepumpt Allgemeine Hydrogeologie

11. Sicherungsverfahren • Oberflächenabdichtung • Bildet die Abdichtung gegen Niederschlagswasser • Abdichtung aus Asphalt am weitesten verbreitet • Seitenabdichtung • Verschiedene Verfahren möglich Spundwände Schmalwände Schlitzwände • Auswahl des Verfahrens nach Gegebenheiten vor Ort Allgemeine Hydrogeologie

12. Sicherungsverfahren • Untergrundabdichtung • Abdichtung durch anstehende undurchlässige Böden; wichtig ist die Anbindung der vertikalen Dichtung. • Bei nicht undurchlässigen Böden sind zusätzliche Sicherungsmaßnahmen nötig Jet Grounding Einbringen von Dichtungsmitteln ins Grundwasser • Abpumpen von Wasser • Hydraulisches Gefälle für den Fall einer Undichtigkeit Allgemeine Hydrogeologie

13. Sicherungsverfahren Quelle: Script Umweltgeotechnik Uni Kassel Allgemeine Hydrogeologie

14. Sanierungsverfahren • In-situ, On-Site oder Off-Site • Aktive Verfahren: • Schaffung von Strömungen und/oder chemischen o. biologischen Vorgängen Energieeintrag von außen • Pump and Treat, Mikrobiologische in-Situ Sanierung • Passive Verfahren: • Keine Induktion von aktiven Prozessen • Reaktive Wände Allgemeine Hydrogeologie

15. Sanierungsverfahren – Pump and Treat • In-Situ-Verfahren • Gezielte Beeinflussung der Wasserströmung/ Stofftransport • Anordnung von Brunnen je nach Belastungssituation • Sofortmaßnahme zur Verhinderung der Stoffausbreitung Allgemeine Hydrogeologie

16. Sanierungsverfahren – Pump and Treat Quelle: Handbuch Altlasten und Grundwasserschadensfälle Allgemeine Hydrogeologie

17. Sanierungsverfahren – Pump and Treat Quelle: Handbuch Altlasten und Grundwasserschadensfälle Allgemeine Hydrogeologie

18. Sanierungsverfahren – Reaktive Wände • In-Situ Sanierung • Verhinderung der Ausbreitung von Schadstoffen und gleichzeitige Reinigung • Reaktive Wand besteht aus Filtermaterial • Zwei wesentliche Konstruktionsarten: CRB (Continousreactivebarrier) und F&G (Funneland Gate) • Schadstoffe werden zurückgehalten bzw. abgebaut Allgemeine Hydrogeologie

19. Sanierungsverfahren – Reaktive Wände Quelle: Handbuch RUBIN CRB Draufsicht F&G Draufsicht Quelle: Handbuch RUBIN Allgemeine Hydrogeologie

20. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim • Rahmenbedingungen: • Standort seit 1923 • Anfänglich Produktion von Medikamentengrundstoffen • Ab 1951 Produktion von Insektiziden • Stilllegung 1984 • Verschmutzung • Boden vor allem mit Chlorbenzolen, Hexachlorcyclohexanenund chlorierten Phenolen belastet • Bodenverschmutzung hauptsächlich im Bereich des Werkstandortes, außerhalb nur geringe Belastungen im Boden • Große Ausbreitung der Schadstofffahne im Grundwasser Allgemeine Hydrogeologie

21. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim • Sanierungsplan Entwickelt durch DEKONTA und dem Büro IGB • Erster Ansatz (Ab 1991) Thermische Behandlung von Gebäudeabbruch und hochbelastetem Boden (Prometheus) Versuche mit mikrobakterieller Reinigung im Boden • Zweiter Ansatz (Ab 1994) Sicherung durch Einkapselung der Altlast Sanierung des Grundwassers Allgemeine Hydrogeologie

22. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim • Sicherung • Herstellen einer Dichtwand • Einbindung der Dichtwand in natürliche Untergrundabdichtung • Untergrund aus Glimmerton • Oberflächenversiegelung mit Asphalt • Grundwasserabsenkung innerhalb der Einkapselung Allgemeine Hydrogeologie

23. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim Quelle: www.bsu.hamburg.de Allgemeine Hydrogeologie

24. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim • Sanierung • Grundwasserförderung mit 8 Brunnen 4 Brunnen innerhalb der Einkapselung (7,5 m³/h) 4 Brunnen innerhalb der Fahne (12 m³/h) • Wasseraufbereitung On-Site in 3 Phasen Eisenfällung Biologische Aufbereitung Aktivkohlefilter Durchsatz 20 m³/h, bzw. 150.000 m³/a • Einleitung des gereinigten Wassers in den Moorfleeter Kanal Allgemeine Hydrogeologie

25. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim Quelle: BAUER und MOURIK UMWELTTECHNIK GmbH & Co Allgemeine Hydrogeologie

26. Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim • Anlage seit 1998 in Betrieb, seitdem • keine weitere Ausbreitung der Fahne • Rückgang der Belastung in der Fahne • kein Schadstoffaustrag aus der Einkapselung • Reinigungsleistung liegt für die signifikanten Stoffe bei 99,9% • Kosten • Ca. 167 Mio.€ für die Herstellung der Anlage und Sicherung • Ca. 500.000€ jährliche Kosten • Finanzierung der laufenden Kosten durch Verpachtung des Geländes an mehrere Nutzfahrzeughändler Allgemeine Hydrogeologie

27. Diskussion • Lohnt sich die Grundwassersanierung? • Wer bezahlt die Sanierung? Allgemeine Hydrogeologie

28. Quellen http://www.tauw.de/themen/ausgangszustandsbericht/ http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerphase http://de.wikipedia.org/wiki/Leichtphase http://www.geoportal.de/SharedDocs/Karten/DE/ Themenkarte_Nitrat-im-Grundwasser.html www.bsu.hamburg.de BMU - Die Wasserrahmenrichtlinie – Auf dem Weg zu guten Gewässern ITVA – Arbeitshilfe Handbuch Altlasten und Gewässerschadensfälle Handbuch RUBIN BAUER und MOURIK UMWELTTECHNIK GmbH & Co Skript Umweltgeotechnik Uni Kassel Allgemeine Hydrogeologie