Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Probenahme mit Passivsammlern – Bilanz des Einsatzes auf Rüstungsaltlastenstandorten Dr. Rainer Haas, Dipl. Geol.

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1 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Probenahme mit Passivsammlern – Bilanz des Einsatzes auf Rüstungsaltlastenstandorten Dr. Rainer Haas, Dipl. Geol. Fritz Pfeiffer, Angelika Kautz, Stefan Maraz Büro für Altlastenerkundung und Umweltforschung, Marburg

2 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Gaiasafe Passivsammler bestehen aus eingehaustem Spezialpapier sammeln kontinuierlich organische Substanzen und Schwermetalle stehen in direktem Wasserkontakt zeitlich integrierendes Monitoring ist möglich es werden mittlere Konzentrationen bestimmt, aus denen die Frachten berechnet werden können

3 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU

4 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Integration über die Zeit aus: Bopp, 2004

5 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Quelle: imw Dr. Weiss, Tübingen

6 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU gaiasafe-Spezialpapier gs 987

7 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Verwendete Passivsammler im TV 5 a)gaiasafe-Passivsammler für Oberflächengewässer Einsatz: Monitoring des Oberflächenwasser-Abflusses in der ehemaligen Sprengstofffabrik Werk Tanne, Clausthal-Zellerfeld

8 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Verwendete Passivsammler-Systeme im TV 5 b)gaiasafe-Passivsammler für Grundwasser-Messstellen Einsatz: Grundwasser-Monitoring in der ehemaligen DAG-Sprengstofffabrik in Stadtallendorf

9 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Validierung des Passivsammler-Verfahrens (1) Durchführung verschiedener Versuchsreihen, wie z.B.: Optimierung des Extraktionsverfahrens Kinetische Studien im statischen System Aufnahme von Adsorptionsisothermen Desorption von beladenen Passivsammlern Einfluss von Fremdstoffen auf die Sorptionsrate

10 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Validierung des Passivsammler-Verfahrens (2) Die untersuchten Zielsubstanzen sind Hexogen, TNT und Nebenprodukte, Nitrosulfonsäuren und Nitrobenzoesäuren. Die Extraktionsraten sind substanzabhängig und liegen für verschiedene STV bei 20% (TNT) bis >95% (Hexogen). Im statischen System erfolgt die Sorption exponentiell. Die Sorptionskurven für STV sind unabhängig von Substanz und Konzentration. Die Sorptionskapazität für STV liegt im Prozentbereich des Sammlergewichtes.

11 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Validierung des Passivsammler-Verfahrens (3) Die Adsorptionsisothermen zeigen für Realproben mit STV-Gehalten im 100 µg/l- Bereich keinen Sättigungseffekt, die Aufnahme erfolgt linear. Nach 7 Tagen liegt die Reextraktionsrate von beladenen Passivsammlern in Wasser lediglich bei 0,5-12%. Anorganische Salze haben bei einer Konzentration von 140 mg/l keinen Einfluss auf die Sorptionsrate. Na-Huminat hat bei einer Konzentration von 500 mg/l keinen Einfluss auf die Sorption von Nitroaromaten und Hexogen. Die Aufnahme von Nitrosulfon- und Benzoesäuren ist um die Hälfte geringer.

12 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Kalibrierung der Passivsammler (1) Oberflächenwasser: Messstelle D 4, CLZ Grundwasser: ASB 2 Stadtallendorf Prinzip: Vergleich einer Wasser-Sammelprobe mit einer Passivsammler-Probe Faktorenermittlung: C Mittel, Wasser = C Passivsammler / Faktor Bezugszeitraum = Kollektionszeitraum (i.A. ein Monat) Umrechnung von µg/g Passivsammler in mittlere Konzentration im Wasser (µg/l) Bei Kenntnis der Durchflussmenge ist Berechnung der absoluten Fracht möglich.

13 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Kalibrierung der Passivsammler (2) Absolute Frachten an STV in Messstelle D 4 von 5/2004 bis 5/2005

14 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Durchschnittliche Gehalte im Wasser an RDX und Nitroaromaten Pegel 27c Stadtallendorf, Untersuchungszeitraum: 7/06 bis 6/07 Kalibrierung der Passivsammler (3)

15 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Kalibrierung der Passivsammler (4) Durchschnittliche Gehalte im Wasser an polaren Nitroverbindungen Pegel 27c Stadtallendorf, Untersuchungszeitraum: 7/06 bis 6/07

16 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Verwertung der Ergebnisse * Die Ergebnisse des Forschungsprojektes sind auf andere Standorte übertragbar. * Seit 2004 wurden an 5 weiteren Standorten Passivsammler zur Detektion von STV eingesetzt. * Verschiedene Fragestellungen zur Verteilung von STV im Grund- und Oberflächenwasser, im Kanalisationssystem und der offenen See konnten beantwortet werden. * Weitere Projekte sind in Vorbereitung.

17 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Beispiel Muna Schimmerwald Oberflächenwasser-Monitoring Zeitraum 11/04 bis 12/05; zweimonatliches Monitoring Auftraggeber: Landkreis Goslar Ergebnisse: -sehr geringe Emissionen von TNT und Abbauprodukten in einigen Beprobungen detektiert -nur nachweisbar aufgrund kumulativer Anreicherung (nicht in Wasserproben)

18 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Beispiel Munitionsfabrik in Albanien Grund- und Oberflächenwasser-Monitoring Einmalige Bestückung im Sommer 2006, Kollektionszeit 1 Monat Auftraggeber: Armasuisse, Schweiz Ergebnisse: - Nachweis von TNT und Abbauprodukten, RDX und Phthalaten in Grund- und Oberflächenwasser - Beschreibung der Haupt-Austragspfade aus der Liegenschaft

19 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Monitoring des Meerwassers mittels Ankerbojen um die Sprengstelle Einmalige Bestückung im April 2008, Kollektionszeit 1 Woche Auftraggeber: Landesamt für Natur und Umwelt Schleswig-Holstein (LANU) Ergebnisse: - Spuren-Nachweis von TNT und Abbauprodukten in einzelnen Passivsammlern Beispiel Munitionssprengung in der Ostsee - nur nachweisbar aufgrund kumulativer Anreicherung

20 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Oberflächenwasser-Monitoring mittels Ankerbojen Zeitraum: 11/2007 bis 5/2008, monatliches Monitoring Auftraggeber: IABG Berlin Ergebnisse: - Bestimmung von TNT und Abbauprodukten, Nitrobenzoesäuren sowie Hexogen in tiefenorientierten Bilanzebenen - Untersuchung einer zeitlich variablen Tiefen-Schichtung der STV Beispiel Unterer Pfauenteich, CLZ

21 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Monitoring an Grundwasserfassungseinrichtungen mit 40 Meßpunkten Erstmalige Bestückung Sommer 2008 für 12 Monate Konzipiert und begleitet durch GCI GmbH, Königs Wusterhausen Ziele: - Untersuchung von temporären STV-Belastungen - Erfassung von geringen bis mittleren STV-Summenkonzentrationen - Entwicklung spezifischer Messanordnungen zur Optimierung der STV-Kollektion an Passivsammlern im Grundwasserförderstrom durch die Teftorec GmbH Beispiel militärische Liegenschaft in Deutschland

22 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Tiefenorientierte Schadstoff-Fahnenkartierung im Abstrom von Altlasten (Teeröl, LHKW, BTXE, PAK) Langzeit-Tiefen-Monitoring in der Ostsee Fluß-Monitoring in der GOIAS-Region, Brasilien Quantitatives Monitoring von Trinkwasser in Dushanbe, Tadschikistan Monitoring von Abwasser in der Industrie-Region von Grodno, Belarus Monitoring von Deponiesickerwasser in Abidjan, Côte d´ Ivoire Weitere Passivsammler-Projekte

23 Themenverbund 5 Rüstungsaltlasten BFAU Danksagung Wir danken dem Projektträger PT Jülich für die Förderung des Vorhabens KORA TV 5.1, Förderkennzeichen 0330526. Wir danken der IVG Bonn als Liegenschaftseigner des Werkes Tanne in Clausthal-Zellerfeld für die Möglichkeit, Standortuntersuchungen durchführen zu können.