DE4319992C2 - Verfahren zur Behandlung von kontaminierten Böden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von kontaminierten Böden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von kontaminierten Böden.
Ein eingangs genanntes Verfahren ist beispielsweise mit dem Aufsatz "Erdöl, Erdgas, Kohle, 102. Jahrgang, Heft 2, Februar 1986, Seite 90 bis 93" bekannt geworden. Bei diesen bekannten Verfahren ist bereits schon vorgesehen, daß ein IN-SITU- Verfahren zur Untergrund-Sanierung im Mineralölbereich vorgeschlagen wird, bei dem die Fläche oberhalb eines bestimmten, kontaminierten Untergrundbereichs mit abgepumptem Grundwasser berieselt wird. Demzufolge wird das auf der Oberfläche aufgebrachte Wasser durch den kontaminierten Bereich hindurch in den Boden geleitet und wiederum aus einem Entnahmebrunnen im Grundwasserstrom entnommen. Es wird auch nach einer entsprechenden Reinigung der Berieselungsfläche wieder zugeführt.
Neben der bekannten Ölabscheidung kann das zu reinigende Wasser auch einer biologischen Reinigung zugeführt werden, bei welcher auch eine pflanzenbiologische Reinigung des Wassers vorgesehen ist.
Nachteil des bekannten Verfahrens ist jedoch der relativ große Raumbedarf bei niedriger Reinigungsleistung. Soll nämlich eine entsprechende biologische Reinigung außerhalb und getrennt der zu reinigenden Fläche stattfinden, dann müssen entsprechende biologische Reinigungsstufen vorgesehen werden, die einen erheblichen Flächenbedarf aufweisen. Weiterer Nachteil ist, daß die biologische Reinigungswirkung von Pflanzen, insbesondere die Fähigkeit besonderer Pflanzen, Schwermetalle zu absorbieren, nicht angewendet wird.
Ein derartiges Verfahren ist daher lediglich geeignet, mineralöl-belastete Untergründe zu reinigen. Die Reinigung schwermetall-belasteter Böden ist mit diesem Verfahren jedoch nicht möglich.
Mit dem Gegenstand der DE 37 21 981 A1 ist ein weiteres Verfahren bekannt geworden, bei dem ebenfalls in einem zyklischen Kreislauf die zu reinigende und zu entgiftende Kontaminierungslinse von einem Wasserstrom durchsetzt wird, welcher in das Grundwasser einfließt. Das so mit Schadstoffen belastete Grundwasser wird aus dem Boden über einen Entnahmebrunnen entnommen, und über eine chemische und ggf. auch biologische Reinigung gereinigt und dann stromaufwärts des Grundwasserstromes diesem wieder zugeführt.
Bei diesem bekannten Verfahren wird also die Kontaminierungslinse nicht direkt von dem entgifteten Wasser druchsetzt, sondern dieses entgiftete Wasser wird dem Grundwasserstrom stromaufwärts der zu durchsetzenden Kontaminierungslinse zugesetzt.
Voraussetzung für die Funktion dieses Verfahrens ist, daß die Kontaminierungslinse sich im Grundwasserbereich überhaupt befindet. Weitere Voraussetzung ist, daß eine gute Reinigung, insbesondere die Entfernung von Schwermetallen, bei geringem Flächenbedarf gewährleistet ist. Dies ist bei dem genannten Verfahren jedoch nicht der Fall, weil die Entgiftung von Schwermetallen durch entsprechend geeignete Pflanzen nicht dargestellt ist.
Mit der DE 39 21 336 A1 ist ein weiteres Verfahren bekannt geworden, bei dem der mit einem Schwermetall belastete Boden mit entsprechenden Pflanzen bepflanzt wird, welche dann über ihr Wurzelwerk die zu entfernenden Schadstoffe aufnehmen sollen. Es wurde ferner erkannt, daß das Wurzelsystem derartiger Pflanzen auch geeignet ist, Komplexbildner auszuscheiden, welche die in den kontaminierten Böden vorliegenden Schwermetall-Ionen mobilisieren, um sie so dem Wurzelsystem der Pflanzen zuzuführen.
Voraussetzung für dieses Verfahren ist allerdings, daß die Pflanzen mit ihrem Wurzelbereich tatsächlich auch in das mit Schwermetall-Ionen verseuchte Erdreich hineinreichen. Ist dies nicht der Fall, bleibt die Bepflanzung wirkungslos.
Weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß eine Reinigung und demzufolge eine Durchströmung des mit Schwermetallen belasteten Bereiches durch Grundwasser nicht vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von der erstgenannten Druckschrift die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entgiftung von schwermetallbelasteten Böden so weiterzubilden, daß bei geringerem Platzbedarf eine höhere Reinigungsleistung erzielt werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also, daß durch die Bepflanzung der Berieselungsfläche mit schwermetall­ absorbierenden Pflanzen der Vorteil erzielt wird, daß oberhalb des verseuchten Bodenbereiches - dank dieser Bepflanzung - die Schwermetalle zusätzlich durch die dort sich befindlichen Pflanzen aus dem Rieselwasser entfernt werden.
Zusätzlich wirken die von den Wurzeln der über der Kontaminierungslinse angebauten Pflanzen abgegebenen Komplexbildner mobilisierend auf die in der darunter liegenden Kontaminierungslinse sich befindlichen Schwermetalle, selbst wenn die Wurzeln nicht in diese Kontaminierungslinse hineinreichen.
Das über die Anstaufläche über die Rigolen verteilte Rieselwasser umspült nämlich die Wurzeln der Pflanzen und führt die von diesen Wurzeln erzeugten Komplexbildner der tiefer liegenden Kontaminierungslinse zu.
Es wird also dank der auf der Anstaufläche befindlichen Bepflanzung ein zusätzlicher doppelter Reinigungseffekt erzielt, nämlich einerseits bauen die Pflanzen Schwermetall- Ionen in ihre Gefüge ein und andererseits wirken die von den Wurzeln dieser Pflanzen abgegebenen Komplexbildner mobilisierend auf die in der tiefer liegenden Kontaminierungslinse sich befindlichen Schwermetalle.
Damit ergibt sich der Vorteil, daß eine doppelt wirkende biologische Reinigungsstufe unmittelbar auf der Anstaufläche oberhalb der Kontaminierungslinse verwirklicht wird, wodurch ein geringer Platzbedarf bei hoher Reinigungsleistung erreicht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht also aus folgenden Verfahrensschritten:
  • 1. Errichten einer bepflanzten Anstaufläche oberhalb einer oder mehrerer Kontaminierungslinsen.
  • 2. Berieseln der Geländeoberfläche, die belastet oder unbe­ lastet sein kann, oberhalb der Kontaminierungslinsen, so daß das Wasser in die Kontaminierungslinse eindringt.
  • 3. Versickern des Mischwassers in den Grundwasserleiter.
  • 4. Entnahme des Mischwassers aus dem Grundwasserleiter über ein oder mehrere Entnahmebrunnen,
  • 5. Reinigung des Mischwassers durch ein oder mehrere Reinigungsvorrichtungen und Reinigungsstufen.
Versuche der Anmelder haben gezeigt, daß die Art und Anordnung der Bepflanzung auf der Anstaufläche wesentlich für den Wirkungsgrad der Dekontaminierung in der Kontaminierungslinse ist. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bestimmte Pflanzen, die im Bereich der Anstaufläche angepflanzt werden oder die bereits schon vorhanden sind, Eigenschaften haben, die dazu führen, daß insbesondere die Schwermetallabblagerungen in den verseuchten Bodenschichten erleichtert in das eingeleitete Frischwasser übergehen, um so ein besser angereichertes Mischwasser zu bilden. Andererseits hat sich auch gezeigt, daß bestimmte Pflanzenarten geeignet sind, Schadstoffe über den Wurzelkörper in den Holzkörperbereich aufzunehmen, um die Schadstoffe zu binden. Bei Bleiablagerungen hat sich herausgestellt, daß das Pflanzen, z. B. kanadischer Holunder, geeignet ist, derartige Schwermetalle über den Wurzelbereich in den Holzkörper aufzunehmen. Im übrigen hat sich herausgestellt, daß z. B. japanischer Knöterich bestens geeignet ist, Kadmiumablagerungen über den Wurzelbereich in den Holzbereich einzulagern.
Es wird bei der vorliegenden Erfindung also bevorzugt, flachwurzelnde und tiefwurzelnde Pflanzen auf der Anstaufläche zu pflanzen, wobei nicht unbedingt der Wurzelbereich bis in die Kontaminierungslinse reichen muß; es wird aber bevorzugt, wenn auch tiefwurzelnde Pflanzen mit ihren Wurzelbereichen in die Kontaminierungslinsen hineinragen.
Im übrigen hat sich herausgestellt, daß die Pflanzen eine Veränderung des pH-Wertes im Boden bewirken, nämlich eine Verschiebung in den sauren Bereich erreichen, so daß die Schadsubstanzen (auch leichtflüchtige Stoffe) mobilisiert und der endgültigen Auswaschung zugeführt werden. Ebenso ist vorgesehen, daß die Pflanzen einen Teil der von der Anstaufläche zugeführten Schadsubstanzen absorbieren.
Dieses Konzept stellt ein ökologisch unbedenkliches Sanierungsprogramm dar, wobei weder Bodenschichten zerstört werden, noch ein nicht kontrollierbarer Eingriff auf Mikroorganismen stattfindet.
Die Sanierung erfolgt ohne chemischen oder thermischen Eingriff, das heisst, nach dieser Maßnahme ist der Boden nicht tot, sondern durch die oberflächennahe Belüftung macro- und microbiotisch hoch aktiviert.
Bei angrenzenden Bebauungen führt diese Art der Sanie­ rung aus gründungstechnischer Sicht nicht zu Schäden an den Konstruktionen. Die Standsicherheit von Gebäuden wird nicht beeinträchtigt; dadurch entfällt eine Beweis­ sicherung an den vorhandenen Bauten, weil keine Bauschäden auftreten.
Die vorgenannte Maßnahme der Ausschwemmung muß ergänzt werden durch die Bepflanzung mit speziell für die Schad­ stoffaufnahme vorgesehenen Gehölzen und Stauden.
Diese geben durch ihre Wurzeln Wasserstoffionen und organische Säuren ab, wodurch besonders die als lösliche Chelatkomplexe oder Ionen vorliegenden Schwermetalle pflanzenverfügbar gemacht werden. Es erfolgt eine Ab­ lagerung der nun pflanzenverfügbaren Schwermetalle in den Vakuolen (Hohlräume), bei Stauden vorwiegend im Stengelbereich. Diese können als nun kontaminiertes Gut nach der Aberntung entsorgt werden.
Bei Gehölzen erfolgt eine dauerhafte Einlagerung der Schadstoffe vorwiegend im Holzkörper, so daß ein Ver­ bleiben der Gehölze am Standort als problemlos anzu­ sehen ist. Sie können somit z. B. in die Entstehung neuer Landschaftsschutz- und Naherholungsgebiete ein­ gebunden werden. Auch eine spätere Nutzung der Hölzer für den Baubereich ist unbedenklich.
Es wird bei der Erfindung bevorzugt, wenn eine Anstau­ fläche erzeugt wird, die durch einen ringsumlaufenden Wall begrenzt ist. Dieser Wall hat bevorzugt eine Höhe von etwa 60 cm, um einen Wasserspiegel auf der Anstauflä­ che von etwa 15 cm zu erreichen.
Um eine optimale Bepflanzung einer Anstaufläche zu erreichen, werden im Bereich der Anstauflächen sogenannte Rigolen errichtet, welche verteilte Mulden sind, die in Form von halboffenen Kanälen die Anstaufläche durchziehen, um möglichst das Wasser der Anstaufläche in diesen Rigolen zu konzentrieren, um nicht das Wurzelwachstum der dort angepflanzten Pflanzen durch den zyklischen Wasserstau zu beeinträchtigen.
Es wird ferner bevorzugt, wenn im Bereich der Anstaufläche mehrere Belüftungsrohre zur Aktivierung des Wurzelwachstums in den Erdboden getrieben werden, wobei die Belüftungsrohre unterschiedliche Tiefen in den unbelasteten Erdboden eingetrieben werden, wobei keines der Belüftungsrohre direkt in die Kontaminierungslinse münden sollte.
Um einen unkontrollierten Abfluß des mit Schadstoffen verschmutzten Grundwasserleiters zu vermeiden, ist es erforderlich, den Grundwasserleiter stromabwärts des Grundwasserstromes unterhalb der Anstaufläche kontrolliert zu entnehmen. Um einen Abfluß zu vermeiden, ist es in einer ersten Ausführungsform vorgesehen, daß bodenflexible Trenninjektionen in das Erdreich eingebracht werden, die so tief reichen müssen, daß sie in den Grundwasserleiter hineinreichen und das Grundwasser mindestens teilweise aufstauen.
Hierbei wird dann stromaufwärts der bodenflexiblen Trenninjektion ein oder mehrere Entnahmebrunnen angelegt, über welche das verschmutzte Grundwasser zur Oberfläche gefördert wird.
Statt einer bodenflexiblen Trenninjektion können auch andere Stauverfahren für den Grundwasserleiter ver­ wendet werden, wie z. B. das Eintreiben von Spundwänden, Dichtungsschürzen und Schlitzwänden, die mechanisch von der Erdoberfläche her bis in den Grundwasserbereich in den Erdboden eingetrieben werden können.
Das aus dem Entnahmebrunnen entnommene Mischwasser wird dann speziellen Filterverfahren unterworfen, wobei bei diesen Filterverfahren wesentlich ist, daß Filter verwendet werden, mit denen auch Schwermetalle absorbiert werden können.
Das aus der Filtervorrichtung entnommene Wasser wird dann in einen Schönungsteich geleitet, wo das Wasser lagert. Aus diesem Schönungsteich kann das Reinwasser zur Weiterverwendung entnommen werden oder es kann auch im Kreislauf wieder auf die Anstaufläche zurück­ geführt werden, um so ein Vielfaches Durchlaufen der Reinigungskette zu gewährleisten.
Insgesamt kann die erfindungsgemässe Technologie wie folgt beschrieben werden:
Das kontaminierte Gelände wird zu einer Anstaufläche rigolenartig modelliert und mit einem Wall zu dem umliegenden Gelände hin abgegrenzt.
Für die durch Bohraufschlüsse gewonnenen chemischen Untersuchungsergebnisse werden spezielle Pflanzengruppen ausgesucht und landschaftsgerecht auf dem zu dekontaminierenden Gelände gepflanzt.
Für die für das Anstau- und Ausschwemmverfahren benötigte Wassermenge reicht eine anzulegende Teichfläche in der Größe von nur 6% der gesamten kontaminierten Fläche völlig aus.
Aus dem Teich wird das Wasser auf die Fläche gepumpt und angestaut. Durch die Versickerung des Wassers werden die Schadstoffe mobiliert und in das Grundwasser eingeleitet. Um ein unkontrolliertes Ausbreiten der Schadstoffe zu verhindern, wird in der Fließrichtung des Grundwassers eine Unterbrechung in Form einer z. B. im Hydrofräsverfahren eingebrachten Injektionswand bewirkt, wobei dennoch eine Bodenbewegungsflexiblität gewährleistet bleibt.
Unmittelbar vor der Injektionswand wird das kontaminierte Wasser aus Brunnen zur natürlichen Filtrierung in einen Filtergraben gepumpt und in direkter Anbindung an einen sogenannten Schönungsteich geleitet.
Nur ein schneller Durchfluß des Anstauwassers dekontaminiert den Boden in kurzen Zeiträumen, was bei sandigen Böden kein Problem darstellt. Die notwendige Erhöhung der Durchfließ­ geschwindigkeit bei bindigen Böden erfolgt durch den entstehenden Unterdruck beim Ansaugen des Grundwasserhorizonts, so daß das Wasser von oben nach unten abgezogen wird.
Der vorgenannte Filtergraben bildet das Kernstück des Sanierungskonzeptes. Er besteht aus mehreren Kies- und Adsorberschichten sowie einer dichten Bepflanzung der obersten Kiesschicht mit schadstoffaufnahmefähigen Pflanzen, z. B. Phragmites- und Typha-Arten. Der direkt angrenzende Schönungsteich ist ausgekleidet mit einer dünnen Schicht aus Kies und Sand.
Das gesäuberte Wasser aus dem Schönungsteich wird zyklisch für weitere Anstauprozesse wiederverwendet, wodurch aufgrund der Wasserhaltung hydraulische Gefälle vermieden werden. Verdunstetes Wasser wird zum einen durch Niederschläge, zum anderen aus dem zulaufenden Grundwasser ausgeglichen. Die bei starken Niederschlägen oder bei Schneeschmelze entstehenden überschüssigen Wassermassen, werden aus dem Schönungsteich in einen mit Schilf bewachsenen Versickerungsgraben geleitet.
Der durch das Anstau- und Ausschwemmverfahren verdichtete Boden wird mit mehreren oberflächigen Belüftungspegeln gelockert. Hiermit wird die oberflächige, natürliche Durchlässigkeit wiederhergestellt. Die dabei eingebrachte Luft fördert das Wurzelwachstum und die Schadstoffaufnahme­ bereitschaft der Pflanzen sowie eine verstärkte Aktivität der Bodenbakterien.
Es werden so auch die elektrochemischen Verhältnisse wieder hergestellt.
Die vorab für Bodenuntersuchungen eingebrachten Bohrungen und Pegel sind als analytische Grundwassermesstellen weiter zu nutzen. Eine weitere Meßstelle ist die Entnahmestelle im Schönungsteich zur Anstaufläche hin. Somit liegen Wasseruntersuchungen von Oberstrom und Unterstrom der Verdachtsfläche vor.
Entspricht der indikative Wert im Schönungsteich nicht dem Referenzwert, wird automatisch eine direkte Einleitung des im Schönungsteich befindlichen Wassers im Filtergraben vorgenommen, um eine neuerliche Akkumulierung auszuschließen.
Das durch das Auswaschverfahren gesättigte, kontaminierte Filtergut ist auf einer Sondermülldeponie zu entsorgen oder im ON-SITE-Verfahren wieder aufzubereiten.
Kontaminiertes Pflanzenmaterial wird - wie vorab schon beschrieben - entsorgt.
Dieses vorgestellte Konzept bietet eine auf Dauer gesehene sichere praktikable Lösung des vorliegenden Problems einer jahrzehntelang verseuchten Lebensgrundlage.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1: schematisiert in Draufsicht eine Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2: schematisiert einen Schnitt in Richtung der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3: ein vergrößerter Schnitt durch den Filtergraben,
Fig. 4: ein Schnitt durch den Schönungsteich.
Zur Dekontaminierung von mehreren in einem unbelasteten Erdboden lagernden Kontaminierungslinsen 33, 34 wird gemäss den Fig. 1 und 2 auf der Erdoberfläche eine Anstaufläche 1 erzeugt, die durch einen umlaufenden Wall 2 definiert ist. Der Wall hat eine Höhe von etwa 60 cm.
Im Bereich dieser Anstaufläche 1 werden Rigolen 24 errichtet, welches niedrige, halboffene Gräben sind, die sich gemäss Fig. 1 in paralleler Anordnung und in gegenseitigem Abstand zueinander erstrecken.
Der Grundwasserstrom 3 kann hierbei parallel zur Längsachse der Rigolen 24 verlaufen oder auch in einem anderen beliebigen Winkel hierzu.
Auf der Anstaufläche 1 wird nun eine Bepflanzung 35 gerichtet, die bevorzugt aus den vorher erwähnten Pflanzen besteht, wobei auch Bäume, Büsche, Gras und Stauden verwendet werden.
Im Bereich der Anstaufläche 1 werden eine Reihe von Lüftungsrohren 25 in das unbelastete Erdreich eingetrieben, um ein ungestörtes Wurzelwachstum der im Wasser stehenden Bepflanzung 35 zu gewährleisten.
Stromabwärts des Grundwasserstromes 3 wird bevorzugt eine bodenflexible Trenninjektion in Form einer Dichtungsschürze 4 in den Erdboden eingetrieben, wobei die Unterkante der Dichtungsschürze 4 unterhalb des niedrigsten Grundwasserpegels liegen soll.
Es kommt hiebei zu einer Aufstauung des Grundwassers und stromaufwärts der Dichtungsschürze 4 werden nun eine Reihe von Entnahmebrunnen 27 errichtet, die in den Grundwasserstrom 3 reichen müssen.
Das Wasser der Anstaufläche 1 sickert nun in Pfeilrichtung 37 nach unten und dringt in die Kontaminierungslinsen 33, 34 ein, wo es gemäss den obenstehend erläuterten Maßnahmen zu einer optimalen Auswaschung von Schadstoffen kommt, so daß das aus der Kontaminierungslinse 33, 34 nach unten abfließende Mischwasser 36 mit Schadstoffen angereichert ist. Dieses Mischwasser 36 wird von den Entnahmebrunnen 2 nach oben gefördert. Die Förderung erfolgt über mehrere Rohrleitungen 29, 30, welche das Wasser schließlich in einen Filtergraben 9 einleiten. Hier erfolgt die Einleitung in ein am Boden des Filtergrabens 9 verlegtes Drainagerohr 17. Das Mischwasser tritt aus den Schlitzen des Drainagerohres 17 radial nach aussen und tritt in eine erste Filterkiesschicht 16 ein, wo eine Grobreinigung stattfindet. Danach gelangt es in eine Filtersandschicht 18 und danach in eine Adsorberschicht 19, die je nach Schadstoffanfall entsprechend ausgebildet ist.
Sollen leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe aufgenommen werden, dann ist beispielsweise die Adsorberschicht als Aktivkohleschicht ausgebildet.
Nach dem Durchtritt durch die Adsorberschicht 19 gelangt das Wasser in eine weitere Filtersandschicht 18 und danach in eine weitere Filterkiesschicht 16. Die Strömungsrichtung des aus dem Drainagerohr 17 austretenden Mischwassers ist also in Pfeilrichtung 38 nach oben gerichtet.
Wichtig ist, daß auch der Filtergraben mit entsprechenden Sumpf- und Wasserpflanzen 21 bepflanzt ist, um auch hier die wichtige entgiftende Wirkung der Sumpf- und Wasserpflanzen nach dem Wurzelraumverfahren zu nutzen.
Die auf dem Filtergraben angepflanzten Sumpf- und Wasserpflanzen 21 dienen also der weiteren Reinigung des Wassers im Filtergraben. Das in dem Filtergraben nach oben steigende Wasser fließt dann in Pfeilrichtung 22 über eine Überlaufschwelle 14 in einen daneben angeschlossenen Schönungsteich 8. Hierbei kann anstatt der Überlaufschwelle 14 noch eine räumliche Trennung von Filtergraben 9 und Schönungsteich 8 vorliegen. In diesem Fall wird das an die Oberfläche des Filtergrabens gelangende Reinwasser mit Pumpen und über Rohrleitungen in den Schönungsteich 8 eingeleitet. Im Schönungsteich wird das Reinwasser 12 aufgestaut.
Es kann im Schönungsteich eine Schwelle 11 angeordnet werden, welche einen Pumpensumpf 10 definiert, aus dem das Reinwasser mit Hilfe einer Pumpe 7 wieder entnommen wird, um über eine Rohrleitung 6 wieder in die Anstaufläche 1 in den Pfeilrichtungen 23 ein­ geleitet zu werden.
Soll das Wasser aus dem Schönungsteich 8 aber noch einen gewissen unerwünschten Verschmutzungsgrad auf­ weisen, dann ist es vorgesehen, daß über einen Abzweig 32 dieses Wasser wieder in das Drainagerohr 17 des Filtergrabens 9 eingeleitet wird, um eine erneute Reinigung zu durchlaufen.
Der Filtergraben 9 und der Schönungsteich 8 weisen eine wasserdichte Auskleidung 15 auf, die z. B. aus einer PE-Folie bestehen kann.
Oberhalb der Adsorber-Schicht 19 ist eine Wurzelschutz­ schicht 20 angeordnet, um zu vermeiden, daß die Wurzeln der Sumpf- und Wasserpflanzen 21 in die Adsorberschicht 19 eindringen.
Im Bereich der Anstaufläche 1 können ein oder mehrere Kontrollrohre 26 eingebracht werden, deren Ende in den Grundwasserstrom reichen, um den Grundwasserstand zu messen und die Fließrichtung des Grundwasser­ stromes 3 zu bestimmen. Außerdem können über das Kontrollrohr 26 Wasserproben entnommen werden, wobei das austretende Mischwasser 36 analysiert werden kann.
Das Mischwasser wird aus dem Entnahmebrunnen 27 mit Hilfe von Tauchpumpen 28 entnommen.
Auf der Anstaufläche 1 lagert also immer reines oder gesäubertes Anstauwasser 5, welches erst durch Eindringen in die Kontaminierungslinsen 33, 34 in das Mischwasser 36 übergeführt wird.
Mit dem erfindungsgemässen Konzept wird also erstmals die biologisch wirksame Entgiftungskraft von Pflanzen zunutze gemacht, Schadstoffe aus dem Boden auszutragen.
Statt des beschriebenen Filtergrabens 9 können auch andere Filtervorrichtungen verwendet werden, wie z. B. oberirdisch errichtete Filterbehälter, in denen entsprechende Filtervorrichtungen angeordnet sind.
Anstatt des hier beschriebenen Schönungsteiches 8 kann das Reinwasser aus dem Filtergraben 9 sofort entnommen werden.
Der Schönungsteich 8 dient lediglich als Wasserreservoir, um dafür zu sorgen, daß die Anstaufläche nur in regelmässigen Abständen mit Anstauwasser 5 geflutet wird; die Flutungszyklen richten sich nach der Art und Bodenbeschaffenheit des Erdbodens und nach der Art der Pflanzung 35.
Es kommt also zu einer zyklischen Überflutung der Anstaufläche 1 mit Anstauwasser 5.
Bezugszeichenliste
1
Anstaufläche
2
Wall
3
Grundwasserstrom
4
Dichtungsschürze
5
Anstauwasser
6
Rohrleitung
7
Pumpe
8
Schönungsteich
9
Filtergraben
10
Pumpensumpf
11
Schwelle
12
Reinwasser
14
Überlaufschwelle
15
Auskleidung
16
Filterkiesschicht
17
Drainagerohr
18
Filtersandschicht
19
Adsorber-Schicht
20
Wurzelschutzschicht
21
Sumpf- und Wasserpflanzen
22
Pfeilrichtung
23
Pfeilrichtung
24
Rigole
25
Belüftungsrohr
26
Kontrollrohr
27
Entnahmebrunnen
28
Tauchpumpe
29
Rohrleitung
30
Rohrleitung
32
Abzweig
33
Kontaminierungslinse
34
Kontaminierungslinse
35
Bepflanzung
36
Mischwasser
37
Pfeilrichtung
38
Pfeilrichtung

Claims (9)

1. Verfahren zur Entgiftung schwermetall-kontaminierter Böden, bei dem oberhalb des kontaminierten Bereiches (Kontaminierungs­ linse) eine von Rigolen (halboffene Kanäle) durchzogene Anstaufläche (1) gebildet wird, auf welche schwermetall- aufnehmende Pflanzen gepflanzt sind, deren Wurzeln Stoffe abgeben, welche die Giftstoffe im Boden mobilisieren, wobei über diese Anstaufläche Wasser durch den kontaminierten Bereich hindurch in den Boden geleitet wird und aus einem Entnahmebrunnen im Grundwasserstrom entnommen wird und nach einer Reinigung der Anstaufläche (1) wieder zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Anstaufläche (1) das Wurzelwachtstum der Pflanzen (35) durch Belüftungsrohre (25, 26) gefördert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als schwermetall-aufnehmende Pflanzen kanadischer Holunder oder japanischer Knöterich verwendet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer mit Rigolen durchzogenen, bepflanzten Anstaufläche oberhalb des kontaminierten Bereiches, die mindestens der Größe des kontaminierten Bereiches entspricht, und einem stromabwärts im Grundwasserstrom angeordneten Entnahmebrunnen, der bis unterhalb des kontaminierten Bereiches reicht und dem eine Wasserreinigungsanlage (9, 10, 11) und Rohrleitungen zur Anstaufläche (1) nachgeordnet sind.
5. Vorrichtung zur Entgiftung kontaminierter Böden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-Reinigungsanlage aus einem Filtergraben (9) besteht, der aus mehreren Kies- und Absorberschichten (18), sowie einer dichten Bepflanzung von schadstoffaufnahmefähigen Pflanzen, insbesondere Phragmites- und Typha-Arten, gebildet ist.
6. Vorrichtung zur Entgiftung kontaminierter Böden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstaufläche (1) durch einen Wall (2) abgegrenzt ist.
7. Vorrichtung zur Entgiftung kontaminierter Böden nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unbelastete Erdschicht über der Kontaminierungslinse (33, 34) Belüftungsrohre (25) enthält.
8. Vorrichtung zur Entgiftung kontaminierter Böden nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts des Grundwasserstromes (3) hinter dem Entnahmebrunnen (27) eine Dichtungsschürze (4) bis in oder unter den Grundwasserleiter vorgesehen ist.
9. Vorrichtung zur Entgiftung kontaminierter Böden nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stauen des Grundwassers und zur Verhinderung der Schadstoffausbreitung im Grundwasser Spundwände oder Schlitzwände im Grundwasserstrom (3) vorhanden sind.
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