Industriebrachen zu blühenden Landschaften
Unter stillgelegten Industrieanlagen, ehemaligen Müllkippen und wilden Ablagerungen ticken Zeitbomben – umweltgefährdende Stoffe im Boden, die ins Grundwasser gelangen können. Mit innovativen Sanierungsverfahren können daraus ökologische Vorzeigeflächen werden.
Laut Umweltbundesamt gibt es in Deutschland ca. 290 000 altlastverdächtige Flächen, vor allem an alten Bergbau- und Chemiestandorten in NRW und Mitteldeutschland. Für deren Sanierung stehen zahlreiche Technologien bereit. Bislang üblich sind „Pump and treat“-Maßnahmen: Das schadstoffbelastete Grundwasser wird abgepumpt und behandelt. Nicht immer aber bringt dies die Schadstoffquellen zum Versiegen.
Zunehmend setzt man jetzt In-situ-Verfahren ein, bei denen der Untergrund nicht ausgehoben wird. Auf dem Gelände einer stillgelegten Knochenmühle in Langenfeld, Kreis Mettmann, etwa fanden sich leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW) in Grundwasser und Boden unter einer ehemaligen Extraktionshalle.
Die bedrohlichsten Schadensherde wurden 2007 unter der Leitung des Altlastensanierungs- und Aufbereitungsverbandes NRW (AAV) saniert. Die 5 m mächtigen lockeren Bodenschichten behandelte man mit dem sogenannten Düsenstrahlverfahren: Ein Bohrgestänge wird in die Tiefe gelassen und rotierend langsam hochgezogen, während über einen Düsenkopf ein Zement-Wasser-Gemisch mit 400 bar in den belasteten Untergrund gepresst wird.
Als Nebeneffekt wurde feinkörniges belastetes Bodenmaterial mit dem Gemisch nach oben getragen und auf eine Deponie verbracht. Nach drei Tagen hatte sich der zurückgebliebene grobkörnige Boden mit dem Gemisch zu Beton verfestigt.
„Nach der so erfolgten Sanierung der Hot Spots konnten wir in Wasserproben aus mehreren Überwachungsbrunnen immer noch hohe CKW-Konzentrationen nachweisen“, erklärte AAV-Projektleiter Engelbert Müller den VDI nachrichten.
Die Bedingungen vor Ort schränken die weiteren Optionen stark ein. „Der Betrieb auf dem Gelände musste weiterlaufen“, so Müller. Ein Bodenaustausch kam deshalb nicht in Frage. Zudem war eine weitere Sanierung des Grundwassers erforderlich.
Hier bot sich eine mikrobielle In-situ-Sanierung an. Man entschied sich für den anaeroben Abbau der LCKW durch reduktive Dechlorierung unter Zugabe von stark verdünnter Melasse. Die Melasseinjektionen schaffen das für den anaeroben Abbau erforderliche Milieu. Mit der Mobilisierung der Schadstoffe beginnt ein chemischer Prozess, bei dem teildechlorierte Abbauprodukte wie Trichlorethan, Dichlorethan und Vinylchlorid, aber auch vollständig dechlorierte Produkte wie Ethylen im Grundwasser nachzuweisen sind.
„Die am Standort im Grundwasser vorhandenen Bakterien werden durch die zugegebene Melasse angeregt, auch die LCKW zu verstoffwechseln, sodass am Ende nur noch Kohlendioxid und ein wenig Biomasse übrig bleibt“, erläuterte Müller.
Innovative In-situ-Verfahren testet man auch am Altstandort Hydrierwerk Zeitz, einem ökologischen Großprojekt (ÖGP) in Sachsen-Anhalt. Auf dem 2,3 km² großen Gelände der ehemaligen DDR-Petrochemie laufen seit 1990 Sofortmaßnahmen zur unmittelbaren Gefahrenabwehr. Die Belastungen bestehen aus Mineralöl, Teerölen, Phenolen, aromatischen Kohlenwasserstoffen und LHKW. Das von der Landesanstalt für Altlastenfreistellung Sachsen-Anhalt (LAF) betreute ÖGP wurde Modellstandort in einem deutsch-italienischen Forschungsprojekt .
In einer Pilotanlage des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) kamen dort auf dem Gelände einer ehemaligen Benzolfabrik, verborgen in drei Containern, neuartige mobile thermische In-situ-Sanierungsanlagen zum Einsatz.
Aus einem Dampferzeuger wird bis zu 100 °C heißer Dampf auf einer Fläche von 400 m² bis zu 12 m tief in den Boden geleitet. Dieser mobilisiert die Schadstoffe, eine Bodenluftabsaugung beseitigt sie. Laut UFZ könnten auch Radiowellen Schadstoffe durch Erwärmung aus dem Boden lösen.
Zur Sanierung des Grundwassers nahe der ehemaligen Benzolfabrik wurde das Air-Sparging-Verfahren getestet. Dabei wird Druckluft ins Grundwasser injiziert, um die Schadstoffe aus dem Untergrund zu entfernen. Doch die komplizierten geologischen Verhältnisse vor Ort erlaubten keinen großflächigen Einsatz. Für Bodenbereiche bis ca. 14 m Tiefe kam nur ein Bodenaustausch mittels Großlochbohrverfahren in Frage.
Gegenüber dem klassischen Bodenaustausch ist keine Grundwasserhaltung nötig. „Trotzdem müssen die Mitarbeiter unter Vollschutz arbeiten“, erklärte LAF-Geschäftsführer Martin Keil die hohen Sicherheitsstandards. Verpuffungen des Gasgemisches, das das leicht flüchtige, brennbare und giftige Benzol mit Luft bildet, sollen vermieden werden.
Inzwischen ist ein großer Teil des Werksgeländes wieder als Industriepark nutzbar. „Es war von Anfang an unser Ziel, die Flächen wieder für Investoren zur Verfügung zu stellen. Damit können 1500 Arbeitsplätze geschaffen werden“, schätzt Keil. Die Kosten der Sanierung belaufen sich auf insgesamt 35 Mio. €.
Auch die Suche nach kostengünstigen Alternativen war in Zeitz erfolgreich: Anko Fischer vom UFZ hat mithilfe komponentenspezifischer Isotopenanalysen nachgewiesen, dass Benzol und Toluol im Grundwasserleiter durch Mikroorganismen abgebaut werden. „Man muss allerdings eine gewisse Ausdehnung der Schadstofffahne im Grundwasser tolerieren – solange keine Trinkwasserbrunnen und Flüsse beeinträchtigt werden“, so Fischer.
„Monitored Natural Attenuation“ nennt man dieses Verfahren, zu Deutsch: Überwachung der natürlichen Selbstreinigungsprozesse oder auch natürliche Schadstoffminderung. Im aktuellen Entwurf der Novelle der Bundesbodenschutz-VO wird dieses Verfahren bereits berücksichtigt. M. WOLLENWEBER
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