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wlb - Wasser, Luft und Boden 2/2015

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SANIERUNGSPRAXIS

SANIERUNGSPRAXIS Großprojekt Kesslergrube Roche saniert nachhaltig für künftige Generationen Thomas Osberghaus Von 1913 bis 1969 wurden auf dem Gewann Kessler in Grenzach- Wyhlen Kiesgruben angelegt und nach ihrer Ausbeutung von unterschiedlichen Unternehmen, unter anderem der nahe gelegenen chemisch-pharmazeutischen Industrie, und der Gemeinde mit teils unbekannten Abfällen verfüllt. Die Verfüllung fand im Zeitraum von ca. 1950 bis 1976 statt. Insbesondere handelte es sich bei den Verfüllungen um Erdaushub und Bauschutt, Hausmüll, Gewerbeabfälle unterschiedlicher Unternehmen, die heute nicht mehr greifbar sind, sowie Abfälle aus industrieller Produktion und aus der chemischen Industrie, wie z. B. Filterrückstände, Destillationsrückstände, schwermetallhaltige Materialien, mit organischen Lösungsmitteln behaftete Materialien, Galvanikschlämme, Schlacken, Verbrennungsstäube und Teerabfälle. Autor: Thomas Osberghaus, HPC AG, Rottenburg/N. Die Altablagerung beinhaltet Chemiemüllanteile unbekannter chemischer Zusammensetzung und liegt teilweise im Grundwasser. Im Aquifer waren nach ersten orientierenden Untersuchungen u. a. Chlorbenzole festgestellt worden. GC/MS-Screenings hatten mehr als hundert unbekannte Stoffe ergeben. Detailuntersuchung Aus der orientierenden Untersuchung ergab sich eine Wasserscheide im Bereich der Altdeponie mit zwei Abstromrichtungen: Oberflächengewässer und angrenzendes Werksgelände der BASF Grenzach GmbH. Hauptziel der Detailuntersuchung war die Überprüfung der Auswirkungen auf das Grund- und Oberflächenwasser, d. h. eine qualitativ und quantitativ belastbare Bilanzierung der Emissionen und Immissionen für eine abschließende Gefährdungsabschätzung. Der Fokus lag auf einer integralen Grundwasseruntersuchung anstelle von Untersuchungen heterogen verteilter Schadstoffquellen innerhalb der Ablagerung. Der Abstrom sollte auf praktisch 100 % seiner Breite hydrochemisch und hyd raulisch erfasst werden. Hierfür wurden u. a. neueste Untersuchungsmethoden auf dem Stand der Forschung eingesetzt und teilweise auch weiter entwickelt: n Pegelgalerien in beiden Abstromrichtungen für eine 100-prozentige Erfassung und Quantifizierung des Grundwasserabstroms n Entwicklung einer Software zur Auswertung von simultanen Immissionspumpversuchen (IPV) mit hydraulischen Überlagerungen n simultane Immissionspumpversuche in 25 Abstrom-Pegeln n wissenschaftliche GC/MS-Screenings auf unbekannte Stoffe n selektive wirkungsbezogene Analytik bzgl. Leuchtbakterientoxizität nach dünnschichtchromatografischer Trennung der Proben n numerisches Grundwasserströmungsmodell n 100%ige Quantifizierung abströmender Schadstofffrachten n Ableitung orientierender GFS-Werte n Konzeption zum Umgang mit unbekannten oder toxikologisch nicht hinreichend charakterisierten Stoffen in der Gefährdungsabschätzung. Die Ergebnisse sind nachfolgend für die verschiedenen Teilaspekte der Detailuntersuchung zusammengefasst. Hydrogeologie Systemrelevant sind zwei übereinander liegende Aquifere mit ähnlichem Druckpotenzial, aber unterschiedlicher Dynamik. Ungewöhnlich war die Feststellung, dass der obere Aquifer zwar auf den Vorfluter zu- 6 TerraTech 2/2015

SANIERUNGSPRAXIS fließt, aber nicht exfiltriert. Vielmehr strömt das Grundwasser in einem Quartärkeil unterhalb des kolmatierten Vorfluters und entgegen der Fließrichtung des Oberflächengewässers in Richtung Brauchwasserbrunnen auf dem angrenzenden Werksgelände. Hydrochemie Einzelparameteranalytik Am abstromigen Rand der Altlast bestehen u. a. folgende Überschreitungen von Prüfoder GFS-Werten: Chlorbenzole, aromatische Amine, BTEX, Phenole, Halb- und Schwermetalle, PAK. Überschreitungen weiterer Parameter beschränken sich auf das Kontaktgrundwasser innerhalb des Deponats. GC/MS-Screenings In Speziallabors wurden 185 Substanzen bis zum unteren Nanogrammbereich mithilfe von einschlägigen analytischen Datenbanken identifiziert. 80 davon gelten nach dem Qualitätssicherungskonzept, das von der Probennahme bis zum Laborergebnis strikte Vorgaben und Kontrollmechanismen vorsah, als sicher nachgewiesen. 131 Substanzen wurden durch das FoBiG, Freiburg, in einem Screening hinsichtlich der Toxizität bewertet. Daneben wurden > 1800 unbekannte Substanzen nachgewiesen, deren Anzahl sich nur bedingt durch mehrfache Nachweise eingrenzen lässt. Aromatische Amine, insbesondere substituierte Aniline, wurden aufgrund ihrer zahlenmäßigen Verbreitung und ihrer Toxizität und Kanzerogenität als wichtige Stoffklasse für die Kesslergrube identifiziert. Für zehn prioritäre Substanzen erfolgte eine Ableitung von orientierenden Geringfügigkeitsschwellenwerten (Abbildung 1). Wirkungsbezogene Analytik Die wirkungsbezogene Analytik auf Leuchtbakterientoxizität nach Dünnschichtchromatografie hat sich als eine Methode zur differenzierten Bewertung der Ökotoxizität erwiesen. Während die ermittelten Werte teilweise Auskunft über die Stoffklassen einzelner Hemmbanden geben, liefert die Summe der abgeleiteten G L -Werte eine halbquantitative Bewertung der Toxizität analog DIN 11 348. Die Toxizitätsschwelle (G L = 8) wurde im Grundwasser in der Altablagerung generell überschritten. Der Küvettentest nach DIN 11 348 ist ein Maß für die undifferenzierte, akute Ökotoxizität einer Probe. Für die Humantoxizität kann er lediglich Hinweise liefern, da Hemmwirkungen auf einzellige Organismen nur bedingt mit toxischen Wirkungen auf Mehrzeller verglichen werden können. Für die wirkungsbezogene Analytik konnten keine relevanten Abweichungen von den Ergebnissen der Einzelparameteranalytik und der GC/MS-Screenings festgestellt werden. Emissionen/Frachten Angesichts der Standort- und Expositionsverhältnisse wurden die Auswirkungen des Deponats anhand von Rückrechnungen aus dem Grundwasserabstrom überprüft. Unter den gegebenen Expositionsverhältnissen war nicht zu erwarten, dass beispielsweise erst in 100 Jahren eine Grundwasserbelastung eintritt, die sich nicht schon jetzt, d. h. 50 Jahre nach der Müllablagerung, im Grundwasser zeigt. Da mehrere Immissionspumpversuche gleichzeitig durchgeführt wurden und sich hydraulisch überlagerten, musste eine in Deutschland bislang einzigartige Software programmiert werden („C-SET“). Die bisher erhältlichen analytischen Tools setzen hydraulisch ungestörte Verhältnisse und idealtypische Durchführungen von Pumpversuchen voraus, was in der Praxis kaum vorkommt, bei Nichtbeachtung jedoch zu erheblichen Fehlinterpretationen von IPVs führt. C-SET steht auf der Homepage der LUBW zum Download zur Verfügung (www.lubw.baden-wuerttemberg.de/ servlet/is/229895/). Mit den iterativen Auswertungen der Immissionspumpversuche konnten in den Kontrollebenen exemplarisch zwei unterschiedliche Chlorbenzol-Fahnen lokalisiert werden. Überschreitungen der im Einzelfall tolerierbaren Frachten (E max -Werte) bzw. der analog für weitere relevante Parameter abgeleiteten orientierenden E max -Werte, bei deren Herleitung teilweise sehr hohe Sicherheitsfaktoren berücksichtigt sind, ergaben sich im Grundwasser für eine Vielzahl an Stoffen. Bei derzeitigem Betrieb der Brauchwasserförderung besteht für den Bereich der Altablagerung kein Hinweis auf einen Übertritt von Grundwasser in das Oberflächengewässer. 01 Ermittlung prioritärer Substanzen 02 Bewertungsschema TerraTech 2/2015 7