altlastenforum Baden-Württemberg e.V., Schriftenreihe - Heft 5

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Natural Attenuation organischer Schadstoffe im Grundwasser

Stand der Technik, Methoden zur Implementierung

Hrsg.: Hermann Rügner; Georg Teutsch; Peter Grathwohl; ; Wolfgang Kohler

[Natural attenuation of organic pollutants in groundwater. State of the art, implementation]

2001. 35 Seiten, 21x30cm, 190 g
Language: Deutsch

ISBN 978-3-510-39005-2, brosch., price: 13.80 €

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Bespr.: Sammelmitteilungen d.Landkreistages Baden-Württ. 2/2002

Natürliche Abbau- und Rückhalteprozesse (Natural Attenuation - NA) können die Ausbreitung von Schadstoffen in Grundwasserleitern verlangsamen oder zum Stillstand bringen. Eine gezielte Nutzung dieser Prozesse könnte an geeigneten Standorten als Sanierungsoption bzw. als Alternative zur herkömmlichen Altlastensanierung herangezogen werden. Hierfür bedarf es allerdings im wesentlichen noch folgender Punkte: (a) der Definition von Entscheidungskriterien fürtgegen die Nutzung von NA (b) der Auswahl und Validierung geeigneter Methoden zur Quantifizierung von NA (c) der Präzisierung rechtlicher Rahmenbedingungen für die Umsetzung von NA.

Am besten dokumentiert sind natürliche Abbauprozesse für Ammonium, die Gruppe der BTEX-Aromaten und eir,ige weitere organische Verbindungen (z.B. Phenole, NapUtbalin, etc.). Aus Literaturrecherchen ist bekannt, dass diese Verunreinigungen meist nur Fahnenlängen von max. wenigen hundert Metern erreichen. Die Fahnenlängen von LHKW-Verunreinigungen (höher chlorierte Verbindungen wie Perchlo- rethen, Trichlorethen, Trichlorethan, etc.) erreichen hingegen max. Fahnenlängen von vielen hundert Metern bis zu mehreren Kilometern. Eine Berücksichtigung von NA wird für diese Verunreinigungen wahrscheinlich nur in Ausnahmefällen in Frage kommen. Besondere Aufmerksamkeit ist im Zusammenhang mit der Nutzung von NA als Sanierungsoption ebenfalls den sogenannten recalcitrant compounds (besonders persistente Schadstoffe) wie z.B. Methyltertiärbutyläther (MTBE) zu widmen.

Für eine Quantifizierung von NA unter Feldbedingungen kommen verschiedene Methoden in Frage. Eine erste, aber i.d.R. bereits sehr aussagekräftige Einschätzung des NA-Potenzials an einem Standort basiert auf der Kenntnis des Abbauverhaltens der am Standort vorhandenen Schadstoffe bzw. Schadstoffgruppen. Durch weiterführende geologische und hydrogeologische sowie hydrogeochemische und mikrobiologische Standortuntersuchungen können wichtige Parameter und NA-lndikatoren ermittelt werden. Vor dem Hintergrund der Unsicherheiten, die sich aus der Charakterisierung von Schabstofflahnen mittels punktuell (an einzelnen Grundwassermessstellen) bestimmten Schadstoffkonzentrationen ergeben, sind die neuen integralen bzw. hoch auflösenden Untersuchungsansätze (z.B. Immissionspumpversuche, Direct-Push-Verfahren) besonders geeignet für eine NA-Untersuchung. Diese Methoden ermöglichen eine hohe Aussagesicherheit bzgl. der Quantifizierung der natürlichen Abbau- und Rückhalteprozesse im Feld.

Bei der Entscheidung, ob NA an einem kontaminierten Standorten als Sanierungsoption genutzt werden kann, sollten neben den Standortuntersuchungen auch die standortübergreifenden Beobachtungen (aus bereits abgeschlossenen Untersuchungen) berücksichtigt werden. Zur Verbesserung der Aussagesicherheit sollte eine Plausibilitätsprüfung (in Form einer quantitativen Modellierung) durchgeführt werden. Nur eine Modellierung ermöglicht in diesem Zusammenhang eine Prognose des zukünftigen Verhaltens des Schadensfalles. Ais wesentliches Entscheidungskriterium sowohl aus naturwissenschaftlich/technischer als auch aus behördlicher Sicht wird das Ausmaß des stationären Reaktionsraums zu bewerten sein. Wird NA bei einer Sanierungsentscheidung berücksichtigt, muss ein Monitoringkonzept (MNA) aufgestellt werden.

Sammelmitteilungen d.Landkreistages Baden-Württ. 2/2002, S. 17

Bespr.: Zeitschrift für Angewandte Geologie 2/03, 49. Jg.

Der Arbeitskreis Innovative Erkundungs-, Sanierungs- und Überwachungsmethoden des altlastenforums Baden-Württemberg widmet sich im vorliegenden Heft der in der Altlastenbearbeitung mit zunehmender Relevanz diskutierten Thematik der natürlichen Schadstoffminderung Natural Attenuation" (NA). Der Statusbericht benennt die wesentlichen naturwissenschaftlich/technischen Grundlagen und Methoden zur technischen Umsetzung und schlägt eine Entscheidungsstruktur für die gezielte Berücksichtigung von NA-Prozessen in der Praxis vor. Vor dem Hintergrund derzeit fehlender rechtlicher Vorgaben verzichtet er auf eine eingehende Diskussion der verwaltungsrechtlichen Aspekte und beschränkt sich auf NA-Prozesse in der gesättigten Zone (Grundwasser) und hierbei nur auf die natürlich vorhandenen Prozesse und nicht auf die künstlich anregbaren Prozesse, die unter dem Begriff Enhanced Natural Attenuation" oder in situ"-Sanierung zusammengefasst werden können.

Die Darstellung der naturwissenschaftlich/technischen Grundlagen erfolgt als kurzer Überblick mit Focus auf den schadstoffabbau- und -rückhaltungsrelevanten Prozessen und deren Bedeutung für die jeweiligen Schadstoffgruppen. Schwerpunkt des gesamten Berichtes ist die Darstellung der Methoden zur Implementierung von NA. Dabei werden sowohl etablierte als auch innovative Methoden diskutiert und bewertet sowie Möglichkeiten und Grenzen bei der Berücksichtigung von NA in Form von Schadensszenarien aufgezeigt.

Da der Bericht Grundlagen und Methoden nicht umfassend darlegen kann und will, ersetzt er nicht das Studium weiterführender Literatur. Zur Bearbeitung eines Standorts unter dem Gesichtspunkt der natürlichen Schadstoffminderung ist ein fundiertes Prozessverständnis jedoch unerlässlich. Der vorliegende Bericht bietet hierfür einen guten Einstieg und gibt Hilfestellungen für die Fokussierung auf die relevanten fachlichen Details. Besonders hervorgehoben wird die Modellierung der Prozesse und dazu verschiedene konzeptionelle Wege vorgestellt: Konzeptmodell, Prinzipmodell (deterministisch, numerisch, stochastisch).

Für die Umsetzung von NA schlägt der Bericht eine Entscheidungsstruktur mit drei Elementen vor: die Quantifizierung der Prozesse, deren Bewertung und eine anschließende Langzeit-Überwachung. Die Quantifizierung gliedert sich zunächst in eine standortübergreifende und eine standortspezifische Betrachtung. Beide werden in einem Prinzipmodell zusammengeführt und auf Plausibilität geprüft. Im Ergebnis werden Reaktionsraum und NA-Raten dargestellt.

In Anlehnung an das etablierte stufenweise Vorgehen in der Altlastenbearbeitung sollte auch die Prozess-Quantifizierung in mehreren Untersuchungsschritten erfolgen:

* erste Einschätzung des NA-Potenzials auf der Basis vorhandener Daten, standortübergreifender Informationen und eines vereinfachten konzeptionellen Standortmodells

* Prinzipmodell nach ergänzenden hydrogeologischen, geochemischen und mikrobiologischen Untersuchungen

* Quantifizierung der Prozesse durch Verifizierung des Modells und Ermittlung der NA-Raten anhand von Frachtbetrachtungen im Feld (ggf. weitere Untersuchungen)

* standortspezifische Akzeptanzbetrachtung unter Berücksichtigung der Gefahrenabwehr für die Umwelt, der Folgenutzung des Standorts und möglicher Sanierungsalternativen

* Bewertung.

Im Falle einer positiven Entscheidung für die Berücksichtigung von NA wird für die praktische Umsetzung ein Langzeit-Monitoring-Konzept gefordert, das die Einhaltung der vereinbarten Zielwerte gewährleistet. Falls diese nicht erreicht werden können, müssen Ersatzmaßnahmen bereitstehen.

Der Bericht ist ein guter Einstieg in die Thematik der natürlichen Schadstoffminderung: Er benennt die relevanten Sachverhalte und Grundlagen, diskutiert das Für und Wider der vorhandenen Methoden und gibt einen Ausblick auf innovative Methoden. Entscheidend ist, dass dies stets mit Blick auf die behördliche Akzeptanz geschieht und nicht auf wissenschaftliche Aspekte und Interessen beschränkt bleibt. Somit leistet der Bericht einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung und Akzeptanz der bislang umstrittenen Diskussion um die bewusste Berücksichtigung von natürlichen Schadstoffminderungsprozessen in der Altlastenbearbeitung.

Dr. Johannes Müller

Zeitschrift für Angewandte Geologie 2/03, 49. Jg.

Original paper

Natural Attenuation organischer Schadstoffe im Grundwasser. Stand der Technik, Methoden zur Implementierung

[Natural attenuation of organic pollutants in groundwater. State of technology, implementation methods]

Rügner, Hermann; Teutsch, Georg; Grathwohl, Peter; Kohler, Wolfgang

p. 1-35, published: Dec 7, 2001
10 figures, 2 tables

ArtNo. ESP182024205001 Price: 10.40 € DOI: 10.1127/altlastenforum/5/2001/1

P
= can be downloaded

O
= Open Access (paper can be downloaded for free)