Grundwasser Sanierung Flashcards
Wozu dienen Grundwassersanierungsverfahren?
- Entfernung
- Zerstörung
- Fixierung
- Umwandlung
- Sicherung
… von Schadstoffen im Grundwasserleiter
Was ist der Unterschied von Grundwassersanierung zu einem Sicherungsverfahren?
Sicherungsverfahren: verhindert die Ausbreitung der Schadstoffe, greifen sie aber nicht an. Einkapselung und Immobilisierung
Grundwassersanierung
Zwei Varianten für punktförmig verunreinigtes Grundwasser?
Ex situ-Verfahren: pump and treat Verfahren, nur verschmutztes Wasser oder ganzer Bodenkörper wird ausgehoben. Sanierung kann vor Ort oder an einem anderen Ort erfolgen.
In situ-Verfahren: nur vor Ort. Reinigende Substanzen werden direkt in Aquifer gebracht.
aktives und passives Verfahren: Bsp?
aktiv: Pump and treat, elektronische Verfahren, Auskofferung
passiv: vertikal Abschirmung, reaktive Systeme, Neutral Attenuation
Was bedeutet Auskofferung? und nenne Nachteile
Entfernung der Schadstoffquelle: Aushub. Anschließende Sanierung.
Nachteile
- sehr radikal
- bei älteren Schadensfällen
- oft Teillösung
- nur bei beschränkter Größe
- nicht möglich, wo bereits eine Fahne existiert
- hohe Kosten
- muss deponiert werden
Unterschied: hydraulische und pneumatische Maßnahmen bei Sicherungsmaßnahmen:
hydraulisch: im Abstrombereich der Schadstoffarme wird gezielt Grundwasser entnommen und behandelt.
pneumatisch: z.B. Absaugen von Bodenluft, um zu verhindern, dass Schadstoffausträge in die Atmosphäre gelangen.
Was sind die Ziele der GW-Sanierung?
- Trinkwasserqualität herstellen
- Sanierung bis zur festgelegten Reskonzentration
- leicht mobilisierteren Anteil sanieren
- Verschmutzungsquelle entfernen
- weitere Ausbreitung verhindern
- neue Einträge verhindern
Von was hängt es ab welche Sanierungsstrategie gewählt wird?
- Art des Schadstoffs
- Art des Bodens/Aquifer
- Größe der Verschmutzung
- Alter der Verschmutzung
- Kosten
- wie viel Zeit man hat
- …
Nachteile des Ex-Situ bzw Pump and treat Verfahrens?
- nur kleinere Flächen können gereinigt werden, Pumpen kommen nicht in zu Tiefe Bereiche: Teuer
- Kostenintensiv
- Oberfläche bebaut: keine Pumpbrunnen installierbar
- in heterogenen Auqiferen richtet dieses Verfahren oft mehr Schaden an als Nutzen. (Verschmieren der Schadstoffe durch das Hochpumpen möglich)
- Keine direkte Sanierung (es wird nur der transportierte Schadstoff entfernt)
Welche verschiedenen Arten von Verfahren gibt es bei dem Ex Situ – Sanierungsverfahren (Pump-and-Treat Verfahren) angewandt?
- Aktivkohleverfahren
(Absorption von Schadstoffe aufgrund der großen inneren Oberfläche und der Porenstruktur) - Luft-Stripping
(GW mit Luft in Kontakt -> Schadstoffe gehen in Gasphase über -> Abluft muss gereinigt werden
Chemische/UV - Oxidation
Ionenaustauscher
(Errichtung in der Ionen in einer Lösung gegen nicht umweltrelevante Ionen gleicher Ladung ausgetauscht werden)
Aerobe Bioreaktoren
(schadstoffabbauende Bakterien reinigen kontaminiertes GW, gut kontrollierbar kein Schadstoffe gelangen an die Luft. Nur bei Einzelverbindungen und bestimmten Schadstofgemischen)
Enteisung
(Entfernung von Eisen)
Verlauf einer Pump & Treat Grundwassersanierung
Anfangs nehmen die Schadstoffe bis zu einer Restkonzentration ziemlich schnell ab.
Da die Adjektiv zugänglichen Schadstoffe schnell entfernt werden können.
Dann tritt der Tailingeffekt ein und es kommt zu keiner großen Verbesserung mehr.
Dann greifen die in situ Verfahren, weil die Prozesse im Aquifer ablaufen.
Wann sind chemisch-physikalische in situ Sanierungen sinnvoll?
- kontaminiertes GW mit mikrobiell nicht/schlecht abbaubaren Schadstoffen
- schlecht wasserlösliche Schadstoffe
- sehr hohe Schadstoffkonzentrationen
Unterschiedliche Arten der in situ Sanierungen?
chemisch, physikalisch, mikrobiell.
Beschreibung des chemischen in situ-Oxidationsverfahrens?
und Probleme?
Oxidationsmittel wandeln Schadstoffe in harmlose Nebenprodukte um , schnell ablaufend, für hochkontaminierte Bereiche.
Probleme: Oxidationsmittel muss zum Schadstoff transportiert werden, limitierender Faktor, Metalle können Oxidationskraft vermindern, Verfahren verändert das GW massiv.
Beschreibung von Air/Bio Sparging?
gehört zu dem in situ Verfahren. Luft wird in kontaminiertes Aquifer eingeblasen, gelöste/adsorbierte Schadstoffe wechseln in Gasphase , gelangen in ungesättigte Zone und werden dort extrahiert.
Nicht bei gespanntem Wasser einsetzbar.
Beschreibung von Elektrokinetik?
gehört zu dem in situ Verfahren. Anode und Kathode (Elektrodenpaar) werden in Aquifer eingebracht, dazwischen liegt Schadstofffahne. Schadstoffe sammeln sich an, werden mobilisiert und dem mikrobiellen Abbau zugänglich gemacht.
Beschreibung vom Thermischen Verfahren?
Vor- und Nachteile?
gehört zu dem in situ Verfahren. Dampf wird in die wassergesättigte Zone unter dem kontaminierten Bereich injiziert und verdrängt das GW. Untergrund wird aufgeheizt und Flüchtigkeit der Schadstoffe wird erhöht.
Geeignet für Schadensherd und etwas flüchtige Schadstoffe.
Vorteile:
- Effizient
- schnelles Verfahren
- auch in überbauten Standorten anwendbar
Nachteil:
- nur für lokal begrenzte Schäden
- hohe Energiekosten
Reaktive Wände?
gehört zu dem in situ Verfahren. Unterirdische durchlässige Bauelemente mit unterschiedlichem Füllmaterial (Aktivkohle oder nullwertiger Eisen) werden von GW durchströmt. Werden bei chlorierten org. Verbindungen eingesetzt. Halten Schadstoffe zurück oder reagieren mit Füllmaterial.
Reaktive Wände: zwei Methoden erklären
CRB: gesamter kontaminierter Wasserstrom wird erfasst und durch reaktive Wand geleitet. Für kleinflächige Schadensfälle.
Funnel and Gate Prinzip: fast gleich, aber nur ein Teil der Wand ist durchlässig. Nichtdurchlässige Elemente dienen als Trichter. für großflächige Schadensfälle.
Was ist die Natural Attenuation bzw natürlicher Rückhalt?
Schadstoffausbreitung kann im Aquifer durch natürliche Prozesse gestoppt werden: biologischer Abbau, chemische Stabilisierung, physikalische Prozesse (bei jungen Schäden)… Muss beobachtet werden.
Voraussetzungen und Begleituntersuchungen bei der Grundwassersanierung: “natürlicher Rückhalt”?
- Modellentwicklung (Schadstofflokalisation)
- Überprüfung der Prognosen
- Vollständigen Abbau nachweisen
- Jahre lange Beobachtung
Beispiele für Einsatzmöglichkeiten für Monitored Natural Attenuation?
- Unterschiedlichste Mineralölverbindungen (biologischer Abbau)
- Schwermetalle (Immobilisierung)
- CKW-Schäden
Was bedeutet: Enhanced Natural Attenuation?
In situ-Maßnahmen um Limitationen beim Abbau aufzuheben
Eintrag fehlender Nährstoffe, Sauerstoff und potentieller Elektronenakzeptoren Eintragen bestimmter Stoffe zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit
Einsatz von Mikroorganismen (Schadstoffabbauern), die in das kontaminierte Aquifer eingebracht werden, ist umstritten
Bioscreen
(Bio-Barriere) umfasst unterschiedliche passive mikrobielle Verfahren, die am Ende der Schadstofffahne wirken. Es funktioniert durch Abpumpen und Reinfiltrieren des Grundwassers unter Zugabe von Nährstoffen, so werden die Schadstoffe abgebaut.
Nachweismethoden für biologischen in situ Abbau von Schadstoffen?
- Labor-Säulen-Experimente
- Nachweis von Metaboliten (Abbauprodukte)
- Nachweis katabolischer Gene
- Isotopenanalyse – Isotopenfraktionierung (am geeignetsten)
Isotopenanalyse als Grundwassersanierungsnachweis erklären
Beim biologischen Abbau eines Schadstoffes werden Moleküle mit leichten Isotopen (z. B. 12C) bevorzugt entfernt. Dadurch steigt der Anteil schwerer Isotope (13C) im Aquifer. Großer Geräteaufwand, nicht alle Schadstoffe werden fraktioniert.
