DE4314517C2

DE4314517C2 - In-Situ-Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Erdreich

Info

Publication number: DE4314517C2
Application number: DE4314517A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dr Greiner
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1993-05-03
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2013-05-04
Also published as: DE4314517A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum In-situ-Reini gen von mit Kohlenwasserstoffen (CW) verunreinigtem Erdreich nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der DE 36 01 979 A1 als bekannt hervorgeht.

In dieser Druckschrift wird ein Verfahren zum In-situ-Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Benzin oder Heizöl ver unreinigtem Erdreich beschrieben, bei dem das zu reinigende Erdreich mit einer Masse von selektierten und an die zu behan delnde Art von Verunreinigungen adaptierten Mikroorganismen in einer Suspensionsflüssigkeit über flächendeckend verteilt an geordnete Bohrungen, die oberhalb der Verunreinigungszone en digen, geimpft wird. Die Mikroorganismen sickern schwerkraft bedingt in die Schadenszone ein. Während der Reinigungs- und Behandlungszeit werden die im zu reinigenden Erdreich enthal tenen, abbauaktiven Mikroorganismen über einen weiteren Satz von ebenfalls flächendeckend verteilt angeordnete Bohrungen mit gasförmig zugeführten Nährstoffen und Sauerstoff versorgt, welches Gas mit einem an die Luftdurchlässigkeit des Erdrei ches angepaßten Druck in das Erdreich unterhalb der Kontamina tionszone eingepreßt wird. Das eingepreßte Nährgas durchdringt von unten die Schadenszone des Erdreiches, wobei die gasförmi gen Abbauprodukte und ein Überschuß an Nährgas an der Boden oberfläche in die freie Atmosphäre gelangen. Was die Art der gasförmig angebotenen Nährstoffe angeht, so wird hier ledig lich erwähnt, daß ein genau abgestimmtes Verhältnis an Sauer stoff und Stickstoff erforderlich sei. Eine spezielle Art ei ner geeigneten Stickstoffverbindung als Nahrungsträger wird nicht genannt. Deshalb kann das Verfahren nicht ohne weiteres wirkungsvoll eingesetzt werden. Auf das Erfordernis oder die Zweckmäßigkeit einer bestimmten Mindestfeuchtigkeit im zu be handelnden Erdreich wird zwar hingewiesen, ohne jedoch diesbe züglich die wünschenswerte Feuchtigkeit zu quantifizieren.

Auch die DE 40 08 270 C2 offenbart ein In-Situ-Verfahren zum Reinigen von CW-kontaminiertem Erdreich, bei dem das zu reini gende Erdreich zuvor und auch während der Behandlungszeit lau fend über eine Trägerflüssigkeit, die zugleich einem Ausgleich von Feuchtigkeitsverlust dient, mikrobiell geimpft wird. Wäh rend der Reinigungsphase wird die Behandlungszone gezielte mit sauerstoff-haltiger Luft belüftet und die Luft über flächen deckend verteilt angeordnete Zufuhrbohrungen in das Erdreich eingepreßt und über einen gesonderten Satz von ebenfalls flä chendeckend verteilt angeordneten Absaugbohrungen wieder abge saugt, wobei die freie Oberfläche des Erdreiches in der Be handlungszone mit einer luftundurchlässigen Plane abgedeckt ist. Der Belüftungsgasstrom ist also in der Kontaminationszone horizontal gerichtet. Die abgesaugte Luft wird analysiert und hinsichtlich eines die biologische Aktivität bestimmenden Pa rameters, insbesondere bezüglich des Sauerstoffgehaltes einge stellt, der auch höher als der normale Luftsauerstoffgehalt liegen kann. Es werden hier zwei gesonderte und überwachte Kreisläufe installiert und gefahren, nämlich ein aus Grundwas ser an der Schadensstelle gespeister, im wesentlichen vertikal durch die Behandlungszone hindurchtretender Flüssigkeitskreis lauf für die Befeuchtung und Nährstoffzufuhr und ein Belüf tungskreislauf, der im wesentlichen horizontal durch die Scha densstelle hindurch verläuft. Dieses Verfahren ist wegen der zwei unterschiedlichen Kreisläufe relativ aufwendig und man gels Angabe geeigneter Nährstoffe bzw. Nährstoff-Kombinationen auch nicht ohne weiteres wirkungsvoll einsetzbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegeleg te In-Situ-Reinigungsverfahren dahingehend zu verbessern, daß mit ihm auf einfache Weise und wirkungsvoll CW-kontaminiertes Erdreich gereinigt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Ver fahrens erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Aufgrund einer horizontalen Durchleitung eines Stickstoffmonoxid als Nährstoffgas und Sauerstoff ent haltenden Gasstromes durch die Schadenszone hindurch kann nach Einbringung zweier flächendeckend über der Schadensstelle ver teilt angeordneter Sätze von Bohrungen das Erdreich auf einfa che Weise aber wirkungsvoll gereinigt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden.

Nachfolgend wird anhand eines konkreten Sanierungsfalles die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine Grundrißdarstellung der Sanierungsstelle innerhalb einer bereits teilerstellten Fabrikationshalle mit ra stermäßig verteilt angeordneten Einbringungs- und Aus bringungslanzen und mit einer graphischen Veranschauli chung der Verteilung des Grades der Verunreinigung,

Fig. 2 den Kopf eines Säulenfundamentes in der Baugrube,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt einer in das Erdreich eingebrach ten Lanze für das Einbringen oder für das Ausbringen,

Fig. 4 eine diagrammartige Veranschaulichung des Verlaufes ei ner durchgeführten Bodensanierung und

Fig. 5 insgesamt neun nach Durchführung der Bodensanierung er mittelte Tiefenprofile bezüglich dreier verschiedener Verunreinigungs-Stoffe bzw. Stoffgruppen an drei ver schieden, lagemäßig in Fig. 1 angedeuten Probebohrun gen S1, S2 und S3, die in Strömungsrichtung hinterein ander liegen.

Die nachfolgende Schilderung des konkreten, bei der Anmelderin vorgekommenen Sanierungsfalles gliedert sich in folgende Ab schnitte:

1. Schadensursache und -umfang
2. Geologie (d. h. geologische Gegebenheiten an der Schadens stelle)
3. Reaktionstechnische Überlegungen (bezüglich eines Sanie rungskonzeptes)
4. Voruntersuchungen zur biologischen Sanierung und
5. Die (erfindungsgemäße) Sanierung selber

1. Schadensursache und -umfang

Im Zuge der Bauarbeiten für die Erweiterung einer Fertigungshalle wurde durch Kraftstoff verunreinigtes Erdreich angetroffen. Die Verunreinigungen, die auf Verluste bei Befüllungen einer Tankstelle zurückzuführen sind, beschränkten sich auf die ungesättigte Bodenzone. Einen Überblick über den in-situ-Sanierungsbereich zeigt Fig. 1.

Die festgestellten Maximalkonzentrationen waren:

Bodenverunreinigungen
Summe Aromaten
250 mg/kg
Kohlenwasserstoffe gesamt	1030 mg/kg
PAK	3,5 mg/kg
Blei	40 mg/kg

Die bei Art der Probenahme (Schneckenbohrung) auftretende Erwärmung des Bodens hatte einen erhebli chen Schadstoffaustrag zur Folge. Die tatsächlichen Höchstwerte dürften daher beträchtlich höher gelegen haben. Die Bleigehalte liegen im für diese Böden üblichen Bereich.

Vor allem aufgrund der Belastung mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), die vermut lich aus Anlösungen der Tankummantelung stammen, forderte die Behörde damals, daß das gesamte Erdreich zu sanieren sei. Der durch die Baumaßnahme gegebene Termindruck bewirkte, daß über die Notwendigkeit, die nach heutiger Einschätzung eher geringfügige Verunreinigung zu sanieren, keine zeitraubenden Verhandlungen geführt werden konnten.

Der größte Teil des verunreinigten Erdreichs wurde daher als Sonderabfall deponiert. Lediglich der in Fig. 1 (Sanierungsfeld und Schadstoffverteilung) dargestellte Bereich mit einer Ausdehnung von 30 × 20 × 2 m wurde der in diesem Beitrag geschilderten in-situ-Sanierung unterzogen. Aufgrund bereits eingebrachter Franki-Pfähle war ein Bodenaustausch in diesem Bereich nicht mehr möglich.

Die Fig. 2 zeigt die Situation in der Baugrube. Dabei ist deutlich zu erkennen der Kopf eines der Franki-Pfähle und die feine Horizontalschichtung des Erdreiches.

2. Geologie

Die Verunreinigungen liegen in den sog. Dunkelroten Mergeln, einem Schichtpaket des Gipskeupers, das eine im mm- bis cm-Bereich wechselnde Feinschichtung aufweist. Die untere Begrenzung bildet der Bochinger Horizont, dessen Grundwassergehalt verhinderte, daß die Verunreinigungen in größere Tiefen vorgedrungen sind.

Korngrößenverteilung und Mineralienzusammensetzung wurden am Institut für angewandte Geologie der Universität Karlsruhe ermittelt. Bedeutsam ist insbesondere der Gehalt an quellfähigen Tonmineralien von im Mittel 12 Gew.-%, der eine Quellhebung von ca. 1% bei einem maximalen Quelldruck von 300 kN/m² bewirkt. Dieser Umstand dürfte zwar nicht die Standsicherheit beeinflussen, kann aber großen Einfluß auf die Boden durchlässigkeit haben.

Die Durchlässigkeit wurde an ungestörten Kleinproben mit 96 mm Durchmesser und ca. 15 cm Länge be stimmt (Tabelle 2). Erwartungsgemäß ergab sich eine starke Anisotropie der Durchlässigkeit; außerdem ist der k_f-Wert bei Verwendung von Stickstoff ca. 160mal größer als bei Wasser. Damit ist die Durchlässigkeit gegen über Wasser etwa um den Faktor 3 geringer als aus dem Verhältnis der Viskositäten zu erwarten ist (siehe unten). Dies dürfte dem Einfluß der quellfähigen Tonmineralien zuzuschreiben sein. Die Durchlässigkeitsver schlechterung durch Wasser erwies sich als reversibel; es dauerte jedoch 48 Stunden bei einer Druckdifferenz von 0,4 bar bis nach Durchströmen mit Wasser an der Kleinprobe die alte Durchlässigkeit wieder hergestellt war.

Tabelle 2

Durchlässigkeit des Erdreichs (Messungen des Lehrstuhls für Bodenmechanik und Grundbau, Universität Karlsruhe)

Der niedrige k_f-Wert für Wasser von ca. 1 × 10^-7 m/s schloß eine hydraulische Sanierung von vornherein aus, da diese nur bis zu Werten von 10^-4 m/s einsetzbar ist. Infolge der Feinstruktur des Bodens ist die Durchlässig keit stark unterschiedlich. Die komplizierte Morphologie ließ besondere Schwierigkeiten erwarten, so daß versucht wurde, die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Sanierung grundsätzlich zu untersuchen.

3. Reaktionstechnische Überlegungen

Für in-situ-Sanierungen sind zwei Bedingungen ausschlaggebend: Der Eliminierungsmechanismus und der Stofftransport im vorliegenden Fall mit niedrigen k_f-Werten und Verunreinigungen, die leicht flüchtig und biologisch gut abbaubar sind, ist der Stofftransport der begrenzende Faktor. Für den vorliegenden Fall begrün den folgende Gesichtspunkte die Überlegenheit einer Sanierung aus der Gasphase gegenüber einer hydrauli schen Technik (nachfolgende Angaben beziehen sich auf 15°C, etwa die Temperatur des Erdreiches):

1. Die Viskosität von Wasser ist 1,14 · 10^-3 [Ns/m²], die von Luft 1,81 · 10^-5 [Ns/m²], ein Liter Wasser kann 500 mg/l Toluol lösen; demgegenüber enthält mit Toluoldampf gesättigte Luft ca. 90 mg/l. Da die Viskosität von Luft ca. 60mal geringer ist als die von Wasser, ist die in Luft transportierbare Menge also ca. 10mal größer als in Wasser.
2. In Gasen liegen die Diffusionskoeffizienten bei Werten um 0,1 cm²/s, im Wasser dagegen bei 10^-5 cm²/s. Der diffusive Stofftransport ist in Luft also in etwa um den Faktor 10⁴ schneller als in Wasser.
3. In Wasser können bei Verwendung von reinem Sauerstoff ca. 48 mg im Liter gelöst werden. Dagegen enthält Luft ca. 300 mg/l an Sauerstoff, also ca. 6mal mehr. Bei Einspeisung von unverdünntem Sauerstoff in die Bodenluft erhöht sich dessen Gehalt selbstverständlich noch weiter.

Andererseits ist Wasser ein notwendiger Bestandteil in biologischen Reaktionssystemen. Soll eine Sanierung mit Hilfe biologischer Reaktionen erfolgen, so muß es in ausreichender Menge vorhanden sein.

4. Voruntersuchungen zur biologischen Sanierung

Die Proben konnten nicht unter sterilen Bedingungen entnommen werden; trotzdem signalisieren die in Tabelle 3 zusammengestellten Ergebnisse, daß für den mikrobiologischen Abbau der Verunreinigungen kohlen wasserstoffabbauende Mikroorganismen in ausreichender Menge vorhanden waren.

Mikrobielle Besiedelung des verunreinigten Bodens (Untersuchungen des Engler-Bunte-Institutes, Universität Karlsruhe)
Art
Anzahl/g Boden
Gesamtkoloniezahl	um 10⁶
Kohlenwasserstoffverwerter	um 5 × 10³
Pilze	um 5 ×10²

In einigen Vorversuchen wurde ein einfacher, aber den Verhältnissen im Boden nahekommender Test entwickelt:

In mittels Glasstopfen und Glashahn verschließbaren Erlenmeyer-Kolben von 250 ml Inhalt wurden je 50 g verunreinigte Erde aus dem Sanierungsgebiet eingewogen und in den verschiedenen Meßreihen einzeln oder in Kombination wie folgt behandelt:

- Wasser und Nährstoffe wurden direkt durch die Öffnung zugegeben, dann der Kolben mit Sauerstoff gespült und verschlossen,
- Ammoniak wurde nach Spülen des Kolbens mit Sauerstoff mit einer gasdichten Spritze durch das Hahnküken hindurch eingespritzt und
- zur Zugabe von NO wurde der Kolben erst mit Stickstoff gespült, danach die erforderliche NO-Menge durch das Hahnküken mit einer gasdichten Spritze zugegeben. Nach einem Tag Standzeit wurde der Kolben mit Sauerstoff gespült.

Die so behandelten Kolben wurden im Dunkeln bei Zimmertemperatur aufbewahrt. Der Abbau der leicht flüchtigen Benzinbestandteile wurde gemessen, indem mit gasdichter Spritze durch das Hahnküken hindurch Luftproben entnommen und die darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe anschließend gaschromatographisch bestimmt wurden.

Ein Beispiel für einen erfolgreichen Abbautest zeigt Tabelle 4.

Tabelle 4

Biologischer Abbau in einer mit NO gedüngten Probe

Diesen Tests zufolge waren Phosphor, Schwefel, Magnesium und Spurenelemente in ausreichender Menge vorhanden und biologischer Abbau unter folgenden Bedingungen möglich:

1. Es muß Stickstoff in biologisch verfügbarer Form vorhanden sein. Erforderlich sind etwa 5 mg/kg Boden. Geeignete Verbindungen sind z. B. Nitrate, Harnstoff, Ammoniak und Stickoxide.
2. Es muß ein Wasserstoffakzeptor zugeführt werden. Der Ersatz von elementarem Sauerstoff durch Nitrat ist problematisch. Bei einem Gehalt von 1 g/kg Boden an Kohlenwasserstoffen werden, je nachdem ob Reduktion zu Nitrit oder Stickstoff erfolgt, 8 bis 22 g Kaliumnitrat je kg Boden benötigt. Diese hohen Salzkonzentrationen bringen aber den Abbau zum Erliegen.
3. Der Wassergehalt des Bodens muß über 16-18% liegen. Diese Schwelle wurde bereits ein Jahr nach Schließen des Gebäudedaches unterschritten. Diese Problematik stellte sich allerdings erst im Lauf der Sanierungsarbeiten heraus und konnte daher nur unzureichend berücksichtigt werden.

In einem 7 × 5 m großen Bezirk des Sanierungsfeldes (siehe Fig. 1) blieb das anstehende Erdreich während der Dauer der Sanaierungsarbeiten frei zugänglich. Dort wurden mehrere Tests zur Durchströmbarkeit des Bodens (über die hier nicht berichtet wird) sowie die nachstehenden Versuche in situ durchgeführt Zunächst wurde im unbehandelten Boden in eine die ganze Schicht durchstoßenden Bohrung reiner Sauer stoff eingespeist bis sich eine signifikante Zunahme des Sauerstoffgehaltes in der Bodenluft ergab. Nach dieser Behandlung ergab sich lediglich in einem Horizont von 1,0 bis 1,5 m Tiefe innerhalb von drei Wochen in der Bodenluft eine CO₂-Zunahme von 3 auf 9 Vol.-%, begleitet von O₂-Zehrung von 25 auf 10 Vol-%.

In dieser Probe wurde auch der C¹⁴-Gehalt im CO₂ bestimmt. Der festgestellte Δ-C¹⁴-Wert von 64,1% zum Vergleichswert aus der Zeit vor der Atombombe entspricht einem Alter von 8230 Jahren und kann als Beleg dafür gelten, daß der größte Teil des CO₂ aus fossilem Material, also einem Erdölprodukt stammt. Der δ-C¹³-Wert von -2,915% belegt, daß es sich um CO₂ aus biologischem Ausgangsmaterial handelte (Messungen des Institutes für Umweltphysik der Universität Heidelberg).

Entsprechend den Labortests zum biologischen Abbau wurden Vor versuche zur Stickstoffdüngung mit Ammoniak bzw. NO aus der Gasphase und mit einer Nitrat-Lösung (Blumendünger) durchge führt. Zwar ergab lediglich der letztere Versuch einen zu nächst eindeutigen Effekt mit einer klaren Abnahme des Kohlen stoffgehaltes in der Bodenluft von 25 auf 2 g/m³ innerhalb von 40 Tagen. Die Bedeutung des Wassergehaltes im Boden wurde je doch später deutlich, als der Feuchtegehalt des Bodens nach dem Schließen des Gebäudedaches abgenommen hatte. Es kann an genommen werden, daß die Düngung mit Stickstoffmonoxid in den Vorversuchen wegen zu geringen Wassergehaltes des Bodens kei nen durchgreifenden Erfolg hatte. Die Stickstoffversorgung mit Ammoniak scheiterte an dessen guter Wasserlöslichkeit.

5. Die Sanierung

Im Sanierungsfeld wurden in einem 2_*2-m-Raster insgesamt 99 Lanzen eingebaut (Fig. 1 und 3)1 die als Einspeise- und als Absaugepegel ausgebildet wurden. Damit konnten bei Einspeis drücken von 0,2 bar und Absaugdrücken von 0,4 bar Luftströme von insgesamt 1,5 m³/h abgesaugt werden. Die entsprechende Durchlässigkeit des im Sanierungsgebiet anstehenden Erdreiches stellte sich allerdings erst nach einiger Zeit ein, weil die Baugrube zuvor offen und das Erdreich somit stark durchfeuch tet war.

Fig. 4 zeigt den Verlauf der Konzentration von ausgetragenen Verunreinigungen in der abgesaugten Bodenluft, gemessen in g/m³ und aufgetragen über der abgesaugten Luftmenge. Danach wurden vom Sanierungsbeginn am 31.08.1987 bis zum baubedingten Abbruch der Sanierungsmaßnahmen am 05.07.1989 insgesamt fast 900 kg organisch gebundener Kohlenstoff, und zwar weitgehend in leichtflüchtigen Verbindungen gebundener Kohlenstoff, aus dem Erdreich ausgetragen. Diese Kohlenstoffmenge ergibt sich mittelbar durch eine Integration der Fläche unterhalb der Dia grammlinie von Fig. 4.

Im Laufe der Sanierung wurden unterschiedliche biologische Sa nierungsverfahren eingesetzt, die - obwohl nur das zuletzt eingesetzte Verfahren der vorliegenden Erfindung entspricht - hier gleichwohl der Vollständigkeit halber referiert seien, zumal das erfindungsgemäße Sanierungsverfahren eine gute Er gänzung mit anderen ähnlichen Verfahren darstellt, aus denen ein praxistaugliches Gesamtkonzept zusammengestellt werden kann.

Nachdem zu Beginn der Sanierungsmaßnahmen das Erdreich - wie gesagt - stark durchfeuchtet war, wurde mit einer physikali schen Sanierung durch Einspeisen und Absaugen von Luft begon nen, die - nachdem das Erdreich wieder durchlässig war - zu einem starken Austrag von organisch gebundenem Kohlenstoff und auch zu einer starken Abnahme der Konzentration führte. In dieser ersten Phase der Sanierung wurden große Mengen kontami nierender Stoffe ausgetragen, was darauf schließen läßt, daß hier zunächst leicht flüchtige und/oder biologisch leicht ab baubare Kohlenwasserstoffe eliminiert wurden. Gegen Ende die ser ersten Phase zeigt sich aufgrund der geringen Konzentra tionen in der abgesaugten Bodenluft deutlich eine Erschöpfung dieser Behandlungsart.

Eine anschließend während etwa drei Monaten ausprobierte Ammo niakdüngung hat zu einer geringfügigen Erhöhung der Konzentra tion geführt, die jedoch bald schon wieder zu einem Abfall der Abluftkonzentration führte.

Schließlich wurde im September 1988 die erfindungsgemäße Stickoxid-Düngung eingeführt, die wieder zu einer Erhöhung der Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffes in der abgesaugten Bodenluft führte. Im März 1989 wurde zusätzlich eine leichte Bodenbefeuchtung eingesetzt, die zu einem weite ren Ansteigen der Konzentration der Bodenabluft während der Sanierung führte. Der relativ starke Abfall der Konzentration kurz vor dem Ende des Diagramms läßt auf eine nachlassende Wirkung der Sanierung und somit auf eine weitgehende Beseiti gung der Kontaminierung aus dem Erdreich schließen. Deshalb konnte die Sanierung baubedingt im Juli 1989 ohne Tests ande rer Maßnahmen zur Unterstützung eines weiteren biologischen Abbaus abgebrochen werden.

Der bis dahin erreichte Sanierungserfolg wird durch Probeboh rungen belegt, die nach Abschluß der Sanierungsmaßnahmen nie dergebracht wurden, und deren Untersuchungsergebnisse in den Schaubildern der Fig. 5 dargestellt sind. Für drei verschie dene, lagemäßig in Fig. 1 angedeute Probebohrungen S1 (in Fig. 5 links), S2 (mitte) und S3 (rechts), die in Strömungs richtung - in Fig. 5 unten angegeben - hintereinander liegen, wurden jeweils drei Konzentrationsprofile über der Tiefe von verschiedenen Verunreinigungs-Stoffen bzw. Stoffgruppen ermit telt. Und zwar sind die Konzentrationsprofile bezüglich Koh lenwasserstoffe (KW) in der oberen Reihe, bezüglich des Stoff- Tripels Benzol, Tulol, Xylol (BTX) in der mittleren Reihe und bezüglich polyzyklische Aromaten (PAK) in der unteren Reihe dargestellt.

Die stetige Zunahme der Restkonzentration vom Einspeispegel (links) in Richtung zum Absaugpegel (rechts) scheint dafür zu sprechen, daß die flüchtigen Verunreinigungen im wesentlichen durch Verdampfen und konvektiven Abtransport entfernt wurden. Der Konzentrationsverlauf der nichtflüchtigen polyzyklischen Aromaten (PAK) kann jedoch so nicht erklärt werden; vielmehr muß nach Lage der Dinge angenommen werden, daß die an sich biologisch schlecht abbaubaren polyzyklischen Aromaten (PAK) biologisch abgebaut wurden, was durch die nachfolgen Abschät zung untermauert werden soll:

Der in den Konzentrationsdiagrammen ausgewiesen Wert ist die Summe von Naphtalin*, Acenaphthen*, Fluoren, Phenanthren*, An thracen*, Fluoranthen*, Pyren*, Benzo(a)anthracen, Chrysen*, Benzo(a)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen und Benzo(a)pyren. Von den mit Stern (*) gekennzeichneten Stoffen finden sich Werte des Dampfdruckes bei Hoyer und Peperle in Z.f. Elektro chemie 62(1958), Seite 61. Eine Abschätzung für Phenanthren ergibt, daß dieses und alle leichter flüchtigen Stoffe inner halb der zur Verfügung stehenden Zeit allein durch Strippen im beobachteten Umfang hätten entfernt werden können. Der Dampf druck von Phenanthren beträgt bei 15°C 5,3 mPa; die Phen anthren-Konzentration hat um 200 µg/kg abgenommen; die Dichte des Bodens beträgt 1,8 t/m³; bei Annahme eine zylindrischen Körpers mit einem Radius von 0,4 m und 2 m Länge und bei einer Durchströmungsgeschwindigkeit von 50 l/h ergäbe sich ein Zeit bedarf bei Sättigung der Luft mit Phenanthren von 18 000 Stun den (= 2,05 Jahre). Alle ausgewiesenen polyzyklischen Aromaten (PAK) mit einer größeren molaren Masse als Phenanthren haben sehr viel niedrigere Dampfdrücke. Die insbesondere in der Schicht von 2,5 bis 3 m Tiefe auffällige Abnahme auch der sehr schwer flüchtigen PAK′s (Summe von Fluoranthen, Pyren, Benzo- (a)anthracen, Benzo(a)fluoranthen, Benzo(k)fluoranthen, Chry sen und Benzo(a)pyren) kann daher - wie gesagt - nur durch ei nen biologischen Abbau erklärt werde.

Nachdem vor dem Einsatz des erfindungsgemäßen Sanierungsver fahrens im geschilderten Sanierungsfall schon andere biologi sche Sanierungsverfahren angewandt worden waren und sich bei ihnen Erschöpfungstendenzen gezeigt hatten, kann geschlossen werden, daß das erfindungsgemäße Sanierungsverfahren, insbe sondere im Hinblick auf die kritischen Kontaminierungsstoffe und in Böden geringer Durchlässigkeit besonders wirkungsvoll ist.

Claims

1. Verfahren zum In-situ-Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen, insbesondere mit Öl oder Kraftstoff verunreinigtem Erdreich be liebiger Tiefe mittels einer im Erdreich befindlichen Biomasse aus Mikroorganismen, wobei an der verunreinigten Stelle über Einspeispegel in das Erdreich Nährstoffe und Sauerstoff den Mi kroorganismen zugeführt und mit einem auf die Durchlässigkeit des kontaminierten Erdreiches abgestimmten Druck eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß den Mikroorganismen als Nährstoff gasförmiges Stickstoff monoxid zugeführt wird und die durch den mikrobiologischen Ab bau entstandenen Abbauprodukte aus den Kohlenwasserstoffen aus dem Erdreich an horizontal zu den Zufuhrstellen versetzt lie genden Stellen über Absaugpegel abgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stickstoffmonoxid mit Stickstoff als Trägergas den Mi kroorganismen zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Konzentration der Verunreinigung des Erdrei ches abgestimmte Menge an Biomasse aus adaptierten Mikroorga nismen in das Erdreich eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem zu reinigenden Erdreich während des Reinigungspro zesses eine Mindestfeuchte von 16% eingehalten wird.