DE4314517C2 - In-Situ-Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Erdreich - Google Patents
In-Situ-Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem ErdreichInfo
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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
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.
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
kf-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.
Der niedrige kf-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.
Für in-situ-Sanierungen sind zwei Bedingungen ausschlaggebend: Der Eliminierungsmechanismus und der
Stofftransport im vorliegenden Fall mit niedrigen kf-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.
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.
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.
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 (4)
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.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE4314517A DE4314517C2 (de) | 1993-05-03 | 1993-05-03 | In-Situ-Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Erdreich |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4314517A DE4314517C2 (de) | 1993-05-03 | 1993-05-03 | In-Situ-Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Erdreich |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4314517A1 DE4314517A1 (de) | 1994-11-10 |
DE4314517C2 true DE4314517C2 (de) | 1997-04-10 |
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ID=6487007
Family Applications (1)
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DE4314517A Expired - Fee Related DE4314517C2 (de) | 1993-05-03 | 1993-05-03 | In-Situ-Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Erdreich |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4314517C2 (de) |
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Publication number | Publication date |
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