DE3604168A1 - Verfahren und vorrichtung zum sanieren von insbesondere mit schwermetallen verseuchtem erdboden - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum sanieren von insbesondere mit schwermetallen verseuchtem erdbodenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sanieren von insbesondere mit
Schwermetallen verseuchtem Erdboden, bei welchem in den Erdboden eine
Sanierungslösung injiziert wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens dienende fahrbare Vorrichtung
zum Injizieren von Flüssigkeiten in den Erdboden.
Es bereits verschiedentlich darauf hingewiesen worden, daß eine wesentliche
Ursache des Waldsterbens in Schwermetallen vorliegt, die sich im
Erdboden angereichert haben. Ferner ist es bereits bekannt, daß von
Schwermetallionen die Wirkung der Enzyme stark herabgesetzt oder vollständig
blockiert wird, welche zu den biochemisch wichtigsten Substanzen
gehören und insbesondere als Katalysatoren für die Startreaktion des Eiweißzerfalles
unerläßlich sind. Ohne Eiweißzerfall aber kann es nicht zur
natürlichen Humusbildung kommen. Es ist daher wichtig, zur Entgiftung von
mit Schwermetallen verseuchtem Boden die freien und die im Komplex mit
Enzymen gebundenen Metallinonen zu lösen und die dann freien Metallionen
dauerhaft in bodenunschädliche Komplexbindungen überzuführen, damit sie
ihre nachteilige Wirkung auf die Enzyme nicht ausüben können. Dies kann
mit Hilfe von bestimmten Radikalen, beispielsweise Silikatradikalen erreicht
werden, an deren freien Valenzen freie Metallionen angelagert werden
können.
Damit ein solches Binden der Schwermetalle durch Einbringen entsprechender
Compoundierungsmittel in den Erdboden auf künstlichem Wege erreicht
werden kann, muß zunächst die Löslichkeit der Metallionen herbeigeführt
werden. Dies kann durch Absenken des pH-Wertes des Erdbodens unter pH3
durch Zugabe von stark saurem Dünger erreicht werden. Eine derart starke
pH-Wertabsenkung stellt jedoch einen groben Eingriff dar, der zum Abtöten
der im Erdboden vorhandenen Mikroorganismen (Viren, Bakterien u. dgl.) und
Makroorganismen (Würmer, Käfer, u. dgl.) führt, die andererseits für einen
funktionierenden Humus- bzw. Mutterboden notwendig sind. Eine
Ganzflächenentgiftung des Erdbodens würde deshalb zwar dazu führen, daß
die schädigenden enzymblockierenden Schwermetalle unschädlich gemacht
sind, gleichzeitig aber wäre der behandelte Erdboden gleichwohl tot, weil
im Bereich der pH-Wertabsenkung die Mikro- und Makroorganismen in ihm
vernichtet sind.
Hier hilft die Erfindung ab.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, durch Injizieren der Sanierungslösung
aus Düngemittel zur pH-Wertabsenkung und Compoundierungsmittel
zum komplexen Binden der Schwermetallionen in Form von Silikatkomplexen
im Erdboden diesen zu entgiften und gleichwohl zu erreichen, daß
sich in dem behandelten Erdboden auf natürlichem Wege die erforderliche
Population der Mikro- und Makroorganismen wiedereinfinden kann.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Sanierungslösung zunächst
nur in im Abstand voneinanderliegende Bodenstreifen injiziert wird
und die dazwischenliegenden Bodenstreifen zur dortigen Aufrechterhaltung
der Population der Mikro- und Makroorganismen zunächst unbehandelt belassen
werden und daß die behandelten Bodenstreifen dauerhaft markiert werden
und die zunächst unbehandelt belassenen Bodenstreifen durch Injizierung
der Sanierungslösung erst nach dem Wiedervorliegen der Population der
Mikro- und Makroorganismen in den zuerst behandelten Bodenstreifen behandelt
werden.
Durch die Erfindung gelingt daher eine wirksame Entgiftung des Erdbodens,
ohne daß gleichzeitig eine flächendeckende Vernichtung der Mikro- und Makroorganismen
erfolgt. Wenn beispielsweise die nachträgliche Entgiftung der
zunächst unbehandelt belassenen Bodenstreifen erst 8 bis 10 Jahre später als
die Behandlung der anderen Bodenstreifen erfolgt, haben die in den zunächst
unbehandelten Bodenstreifen verbleibenden Mikro- und Makroorganismen
hinreichend Zeit, in den Erdboden der zuerst behandelten Bodenstreifen einzudiffundieren
bzw. einzuwandern, so daß dann die Behandlung der zunächst
unbehandelt gebliebenen Bodenstreifen ohne Nachteil nachgeholt werden
kann. Die in dem Erdboden der zuerst behandelten Bodenstreifen eindiffundierten
bzw. eingewanderten Mikro- bzw. Makroorganismen finden dort aufgrund
der vorangegangenen Entgiftung günstige Entwicklungsbedingungen vor,
sobald dort der abgesenkte pH-Wert auf natürliche oder künstliche Weise
wieder angestiegen ist.
Es wird davon ausgegangen, daß die Breite der zunächst behandelten Bodenstreifen
im Bereich von 1 m liegen sollte und die Breite der zunächst unbehandelt
belassenen Bodenstreifen 1 bis 2 m betragen soll. Hierauf ist jedoch
die Erfindung nicht beschränkt. Welche Breite im Einzelfall günstig ist, ist
nicht zuletzt abhängig von der Art des Erdbodens.
Das Markieren der zuerst behandelten Bodenstreifen ist wesentlich, damit
bei der nachträglichen Behandlung der anderen Bodenstreifen nach mehreren
Jahren noch die richtige Lage dieser anderen Bodenstreifen bestimmt werden
kann. Die Markierungen sind daher nach Art und Dauerhaftigkeit entsprechend
auszuwählen. Da das erfindungsgemäße Verfahren sich besonders
zur Sanierung von früherem Waldboden eignet, erfolgt das Markieren der zuerst
behandelten Bodenstreifen vorzugsweise durch deren Einzelbepflanzung
mit Forstpflanzen. Wenn diese zum Beispiel in einer Reihe in der Mitte der
Bodenstreifen gepflanzt werden, kann man aufgrund deren bekannten Breite
die Lage der zunächst unbehandelten Bodenstreifen sicher bestimmen.
Bei der nachträglichen Entgiftung der zunächst unbehandelten Bodenstreifen
kann die erste Pflanzung auf den zuerst behandelten Bodenstreifen verbleiben,
wenn sie nicht schon zu groß geworden ist. Wenn die erste Pflanzung
verbleiben kann, braucht zwischen den Pflanzreihen nur die Sanierungslösung
injiziert zu werden, ohne daß gleichzeitig neu gepflanzt wird. Wenn jedoch
die erste Pflanzung aufgrund der bereits erreichten Baumhöhe abgetrieben
werden muß, erfolgt die nachträgliche Entgiftung der Zwischenstreifen
gleichzeitig mit einer Neubepflanzung auch dieser Zwischenstreifen. Hierbei
dienen die von der Erstbepflanzung zurückgebliebenen Baumstöcke als
Markierung für das Durchführen der Restentgiftung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Injizieren einer Sanierungslösung,
um eine wirksameEntgiftung des Erdbodens unterhalb der Bodenoberfläche
zu erreichen. Vorzugsweise wird diese Behandlung des Erdbodens
durch Aufstreuen von Düngemitteln und Compoundierungsmittel auf die
Bodenoberfläche ergänzt, da dort je nach Wettersituation ebenfalls noch
freie und komplexgebundene Metallionen vorhanden sind, die dann beim
nächsten Regen ebenfalls gebunden werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Injizieren von Flüssigkeiten in den
Erdboden dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wenngleich sie nicht darauf beschränkt ist. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung weist wenigstens einen am Vorrichtungsgestelle angelenkten
Schneidarm auf, der mittels eines Hydraulikantriebes in den Erdboden einschwenkbar
ist und an dem Flüssigkeits-Injektionsöffnungen ausgebildet sind,
die über eine Hochdruckpumpe an einen Flüssigkeits-Vorratsbehäler angeschlossen
sind. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mehrere solcher Schneidarme auf. Nach dem Einschwenken in den Erdboden
wird aus den Injektionsöffnungen die Flüssigkeit unter einem hohen Druck,
zum Beispiel 150 bar, in den Erdboden bis zu einer Bodentiefe von 10 bis 50
oder sogar 100 cm injiziert, je nachdem, wie dick die Humusschicht ist. Der
hohe Druck wird vorzugsweise durch einen Saug-Druckzylinder erzeugt, der
von der Arbeitshydraulik der Trägermaschine angetrieben wird. Durch stufenlose
hydraulische Steuerung des Hochdruckes läßt dieser sich an die jeweilige
Art und das Gefüge des Erdbodens anpassen, so daß eine gleichmäßige
Verteilung der Entgiftungsflüssigkeit im Erdboden über die vorbestimmte
Breite des zu behandelnden Bodenstreifens und den gesamten Humusbereich
hin erreicht wird. Außerdem werden durch den hohen Druck die Injektionsöffnungen
des Schneidarmes freigehalten, die vorzugsweise an der in Fahrtrichtung
hinteren (nachlaufenden) Seite des Schneidarmes angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße fahrbare Vorrichtung kann selbstfahrend oder als Anhänger
ausgebildet sein, ist jedoch vorzugsweise als Anbaugerät an einen
Schlepper ausgeführt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann die Vorrichtung eine Breite aufweisen, welche derjenigen der behandelten
Bodenstreifen entspricht, so daß diese in einem einzigen Durchgang der
Vorrichtung behandelt werden können.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als Forstpflanzvorrichtung
mit einem in den Erdboden eindringenden Pflanzarm ausgebildet, zu
dessen beiden Seiten je ein Schneidarm mit den Injektionsöffnungen angeordnet
ist. Dadurch kann gleichzeitig mit der erfindungsgemäßen Behandlung
der Bodenstreifen deren Markieren durch Einzelbepflanzung mit Forstpflanzen
durchgeführt werden.
Eine Forstpflanzvorrichtung mit hydraulisch betätigtem Pflanzarm, in den
eine zu pflanzende Forstpflanze eingelegt wird und der dann in den Erdboden
zum Setzen der Forstpflanze eingeschwenkt wird, ist aus der DE-PS 35 17 932
an sich bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist außerdem im Abstand
vor dem Schneidarm eine Düngemittel-Austragsvorrichtung zum
Austragen von körnigem Material auf, so daß es möglich ist, durch
Aufstreuen des Granulats auf die Bodenoberfläche eine Rekultivierung von
vergifteten Böden durch Einbringen entsprechender Gegenmittel und ein
gleichzeitiges Aufpflanzen durchzuführen. Vorzugsweise weist auch die
erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich eine solche Austragsvorrichtung
auf, damit die erfindungsgemäße Bodenbehandlung durch Injizieren der
Sanierungslösung in den Erdboden in oben erwähnter Weise durch Aufstreuen
des Entgiftungsmittels auf die Bodenoberfläche ergänzt werden kann.
Zu weiteren Einzelheiten der Forstpflanzvorrichtung wird auf die DE-PS 31 17 932
Bezug genommen.
In bevorzugter Weiterbildung der erfindungsgemäß zum Injizieren der Sanierungslösung
in den Erdboden ausgestalteten Forstpflanzvorrichtung weist
auch der Pflanzarm an die Hochdruckpumpe anschließbare zusätzliche Injektionsöffnungen
auf. Dadurch läßt sich eine gleichmäßigere Verteilung der Sanierungslösung
im Erdboden im Bereich zwischen den beiden Schneidarmen
erreichen. Durch eine manuelle oder selbsttätige Steuerung kann sichergestellt
werden, daß die Injektionsflüssigkeit nur ausgespritzt wird oder werden
kann, wenn die Injektionsöffnungen sich unterhalb der Bodenoberfläche befinden.
Eine ähnliche Steuerung bzw. Ein- und Abschaltautomatik ist vorzugsweise
auch für die Injektionsöffnungen jedes Schneidarmes gesondert vorgesehen.
Da für die hydraulischen Antriebe der Schneidarme und des Pflanzarmes
jeweils eine Überlastsicherung vorgesehen ist, so daß diese Arme jeweils
einzeln undurchdringbaren Hindernissen im Erdboden durch Aufwärtsschwenken
ausweichen können, wobei wenigstens ein Teil der Injektionsöffnungen
über der Bodenoberfläche freilieg, wird durch die Ein- und Abschaltautomatik
ein unabsichtliches Ausspritzen der Injektionsflüssigkeit oberhalb der
Bodenoberfläche verhindert. Diese Ein- und Abschaltautomatik kann zum
Beispiel in je einem Sicherheitsventil für jeden der Arme bestehen, welches
in Abhängigkeit von der Stellung des jeweiligen Armes oder dessen Hydraulikzylinders
gesteuert ist.
Die Schneidarme und der Pflanzarm sind vorzugsweise leicht auswechselbar
an der Vorrichtung angebracht, damit sie je nach der Bodentiefe des Mutterbodens
des zu behandelnden Erdbodens gegen solche anderer Eindringtiefe
ausgewechselt werden können.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsformen der Vorrichtung erläutert,
die schematisch aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung in Form eines Anbaugerätes,
Fig. 2 die Seitenansicht eines Schneidarmes der Vorrichtung aus
Fig. 1, Fig. 3 den Schnitt entsprechend der Schnittlinie in Fig. 2 und
Fig. 4 den Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Pflanzarmes der
Vorrichtung aus Fig. 1.
Die aus Fig. 1 ersichtliche Vorrichtung ist als Schlepperanbaugerät ausgeführt
und dient gleichzeitig zum Pflanzen von Forstpflanzen, dem Injizieren
einer Sanierungsflüssigkeit in den Erdboden und dem Aufstreuen eines Gemisches
aus einem Düngemittel und einem Sanierungsmittel auf die Oberfläche
des Erdbodens. Das rahmenförmige Vorrichtungsgestell 1 ist mit Dreipunkt-
Kupplungszapfen zum frei auskragenden Kuppeln der Vorrichtung an
ein Schlepperfahzeug versehen. Das Hydrauliksystem der Vorrichtung wird
mit hydraulischen Druckleitungen über hydraulische Steckkupplungen 3 an
das Hydrauliksystem des Schleppers angeschlossen.
Die Bestandteile des Forstpflanzvorrichtungsteils sind der Pflanzenvorratsbehälter
13, der hydraulisch abschwenkbare Pflanzarm 14, dessen hydraulischer
Antriebszylinder 17 sowie die Andruckrollen 18, von denen nach der
Pflanzung der entstandene Pflanzspalt und das aufgelockerte Erdreich wieder
angedrückt wird. Die Betätigungen des Pflanzarmes 14 werden von der
Bedienungsperson, die auf einem Sitz 15 auf dem Vorrichtungsgestell 1
sitzt, über ein Fußpedal 16 gesteuert.
Beidseitig des Pflanzarmes 14 ist am Vorrichtungsgestell 1 jeweils ein
Schneidarm angelenkt, der mittels eines Hydraulikantriebs 21 in den
Erdboden einschwenkbar ist. In Fig. 1 ist die abgeschwenkte Stellung des
einen Schneidarmes 20 dargestellt. Der Schneidarm 20 weist in Fig. 1
nicht gezeigte Flüssigkeits-Injektionsöffnungen auf, die über eine Hochdruckpumpe
23 an einen Flüssigkeits-Vorratsbehälter 24 angeschlossen sind.
Am vorderen Ende des Vorrichtungsgestells 1 ist ein Vorratsbehälter 4 für
einen körnigen Feststoff angeordnet. Der Vorratsbehälter 4 mündet über
eine Dosiervorrichtung 6 in eine nach unten weisende, als umgekehrter
Trichter mit innerem Breitwurfkegel ausgeführte Ausgabeöffnung 11 zum
Aufstreuen des körnigen Materials auf die Oberfläche des Erdbodens.
Aus den Fig. 2 und 3 ist in Seitenansicht und im Querschnitt
eine Ausführungsform des Schneidarmes 20 gezeigt.Im Inneren des Schneidarmes 20
erstreckt sich in diesem ein am Ende geschlossenes Zuführrohr 27, welches
über den Verbindungsschlauch 26 an die Hochdruckpumpe 23 aus Fig. 1 angeschlossen
ist. An der in Fahrtrichtung hinteren Seite des Schneidarmes 20
mündet das Zuführrohr 27 in drei Reihen länglicher Injektionsöffnungen 22,
durch welche hindurch die über den Verbindungsschlauch 26 zugeführte Sanierungslösung
in den Erdboden unter hohem Druck injiziert wird, wenn der
Schneidarm 20 sich in der in Fig. 2 dargestellten abgeschwenkten Stellung
befindet.
Aus Fig. 4 ist eine Ausführungsform eines Pflanzarmes 14 ersichtlich, an
dessen beide Außenseiten, durch Abweisplatten 28 abgedeckt, je ein am
Ende geschlossenes Zuführrohr 29 angeordnet ist, an dessen in Fahrtrichtung
der Vorrichtung hinteren Seite zwei Reihen von länglichen Injektionsöffnungen
25 ausgebildet sind. Die Zuführrohre 29 mit den zusätzlichen Injektionsöffnungen
25 am Pflanzarm 14 sind ebenfalls an die Hochdruckpumpe und
den Vorratsbehälter angeschlossen, so daß auch durch die Injektionsöffnungen
25 die Sanierungslösung beidseitig des Pflanzarmes 14 in den Erdboden injiziert
werden kann, solange der Pflanzarm in den Erdboden eingedrungen ist.
Claims (5)
1. Verfahren zum Sanieren von insbesondere mit Schwermetallen verseuchtem
Erdboden, bei welchem in den Erdboden eine Sanierungslösung injiziert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sanierungslösung zunächst nur in im Abstand
voneinander liegende Bodenstreifen injiziert wird und die dazwischenliegenden
Bodenstreifen zur dortigen Aufrechterhaltung der Population
der Mikro- und Makroorganismen zunächst unbehandelt belassen werden und
daß die behandelten Bodenstreifen dauerhaft markiert werden und die
zunächst unbehandelt belassenen Bodenstreifen durch Injizierung der Sanierungslösung
erst nach dem Wiedervorliegen der Population der Mikro- und
Makroorganismen in den zuerst behandelten Bodenstreifen behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Markieren der
zuerst behandelten Bodenstreifen durch Einzelbepflanzung derselben mit
Forstpflanzen erfolgt.
3. Fahrbare Vorrichtung zum Injizieren von Flüssigkeiten in den Erdboden,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen am Vorrichtungsgestell angelenkten Schneidarm (20),
der in den Erdboden mittels eines Hydraulikantriebs (21) einschwenkbar ist
und an dem Flüssigkeits-Injektionsöffnungen (22) ausgebildet sind, die über
eine Hochdruckpumpe (23) an einen Flüssigkeits-Vorratsbehälter (24) angeschlossen
sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Ausbildung als
Forstpflanzvorrichtung mit einem in den Erdboden eindringenden Pflanzarm
(14), zu dessen beiden Seiten je ein Schneidarm (20) mit den Injektionsöffnungen
(22) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzarm
(14) an die Hochdruckpumpe anschließbare zusätzliche Injektionsöffnungen
(25) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863604168 DE3604168A1 (de) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Verfahren und vorrichtung zum sanieren von insbesondere mit schwermetallen verseuchtem erdboden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863604168 DE3604168A1 (de) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Verfahren und vorrichtung zum sanieren von insbesondere mit schwermetallen verseuchtem erdboden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3604168A1 true DE3604168A1 (de) | 1987-08-13 |
Family
ID=6293810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863604168 Withdrawn DE3604168A1 (de) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Verfahren und vorrichtung zum sanieren von insbesondere mit schwermetallen verseuchtem erdboden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3604168A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-02-10 DE DE19863604168 patent/DE3604168A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |