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Kassel, den 06.08.2013 Grundwasser Sanierung und Sicherung Allgemeine Hydrogeologie SS 2013 Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Thorben Riehm, Yasmin Yazdi.

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1 Kassel, den Grundwasser Sanierung und Sicherung 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 2

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 3

4 Grundwassersituation in Deutschland Quelle: BMU Allgemeine Hydrogeologie 4 Mengenmäßiger ZustandChemischer Zustand

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

6 Kontaminationsquellen Allgemeine Hydrogeologie 6 Quelle: ITVA Arbeitshilfe

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 7

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 8

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

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 10

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 11

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 12

13 Sicherungsverfahren Allgemeine Hydrogeologie 13 Quelle: Script Umweltgeotechnik Uni Kassel

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 14

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 15

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

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

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

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

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, Hexachlorcyclohexanen und chlorierten Phenolen belastet – Bodenverschmutzung hauptsächlich im Bereich des Werkstandortes, außerhalb nur geringe Belastungen im Boden – Große Ausbreitung der Schadstofffahne im Grundwasser Allgemeine Hydrogeologie 20

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 21

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 22

23 Sanierungsbeispiel - Boehringer Ingelheim Allgemeine Hydrogeologie 23 Quelle:

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 m³/a Einleitung des gereinigten Wassers in den Moorfleeter Kanal Allgemeine Hydrogeologie 24

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

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 jährliche Kosten Finanzierung der laufenden Kosten durch Verpachtung des Geländes an mehrere Nutzfahrzeughändler Allgemeine Hydrogeologie 26

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

28 Quellen Themenkarte_Nitrat-im-Grundwasser.html BMU - D ie 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 28


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