Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Es sollte ein einfaches und kosteng\u00fcnstiges Verfahren zur tiefenabh\u00e4ngigen Erkundung von Grundwasserkontaminationen entwickelt werden. Grundwasserschadensf\u00e4lle weisen aufgrund von Umfang und Eintragungsort, Stoffeigenschaften, Bodenaufbau sowie Transport- und Abbauverhalten jeweils ein spezifisches, zeitlich ver\u00e4nderliches Schadensbild auf. Aus Kostengr\u00fcnden unterbleibt h\u00e4ufig eine genaue Erkundung und Eingrenzung des Schadens, obwohl sie die Voraussetzung f\u00fcr eine effektive und kosteng\u00fcnstige Schadenssanierung ist.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Verfahren zur tiefenorientierten Untersuchung von Grundwasserleitern besteht aus 4 Teilschritten, die jeweils an die spezifischen Gegebenheiten angepa\u00dft werden k\u00f6nnen. Es handelt sich um die Errichtung von Me\u00dfstellen, die Grundwasserprobennahme, die Analytik von Boden- und Grundwasserproben und die Messung der Vertikalstr\u00f6mung in Grundwasserme\u00dfstellen. Die einzelnen Verfahrensschritte sind so ausgelegt, da\u00df Grundwasserme\u00dfstellen ab 2 bzw. NW 50 untersucht werden k\u00f6nnen. Die einzelnen Verfahrensschritte k\u00f6nnen auch einzeln an unterschiedliche Anforderungen angepa\u00dft werden.
\nEs wurden kosteng\u00fcnstige Verfahren zur Errichtung von Grundwasserme\u00dfstellen erprobt, bei denen der Bodenaufbau m\u00f6glichst wenig gest\u00f6rt wird. Die tiefenabh\u00e4ngige Probennahme erfolgt mit einem modifizierten Sch\u00f6pfprobennehmer. Die Wasserproben werden mittels Gasdruck gef\u00f6rdert, welcher ein Ausgasen leicht fl\u00fcchtiger Bestandteile verhindert. Mittels eines mobilen GC kann die Belastung von Boden- und Wasserproben mit leicht fl\u00fcchtigen Kohlenwasserstoffen Vor-Ort bestimmt werden. Die vertikale Schadstoffverteilung in einer Me\u00dfstelle ist somit wenige Stunden nach der Probennahme bekannt. Zur Bestimmung der vertikalen Str\u00f6mung in Grundwasserme\u00dfstellen wurde eine spezielle Ultraschallsonde entwickelt. Sie erlaubt es, in Abh\u00e4ngigkeit von der Beschaffenheit der Me\u00dfstellen die Vertikalstr\u00f6mung mit einer Geschwindigkeitsaufl\u00f6sung von 0,01 – 0,1 mm\/s zu bestimmen. Der vertikale Abstand der Me\u00dfgeber betr\u00e4gt dabei 25 – 50 cm.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Soweit machbar, erm\u00f6glichen Rammkernsondierungen in Verbindung mit Rammfiltern eine zuverl\u00e4ssige und weitgehend ungest\u00f6rte Erschlie\u00dfung eines Grundwasserleiters. Als sehr zweckm\u00e4\u00dfig und kosteng\u00fcnstig erweist sich eine kontinuierliche Beprobung und Headspaceanalytik des Bohrgutes, um die vertikale Verteilung der Bodenbelastung festzustellen. Auf die Verfilterung des Ringraumes sollte im Interesse einer Gewinnung von ungest\u00f6rten Wasserproben m\u00f6glichst verzichtet werden.
\nDie tiefenorientierte Entnahme von Wasserproben hat die in sie gesetzten Erwartungen erf\u00fcllt. Es wurde eine gute \u00dcbereinstimmung in der Belastung zwischen Bodenproben und Wasserproben die aus der in Ruhe befindlichen Me\u00dfstelle, stammen festgestellt. Diese Art der Probennahme f\u00fchrt zu minimalen Abwassermengen und verringert die Entsorgungskosten. Eine dynamische Beprobung – w\u00e4hrend eines Pumpversuchs – liefert in Verbindung mit einer tiefenabh\u00e4ngigen Zuflu\u00dfmessung noch genauere Aussagen \u00fcber die absolute H\u00f6he der Belastung.
\nDie Vor-Ort-Analytik von Boden- und Wasserproben liefert wenige Stunden nach der Probennahme wichtige Erkenntnisse \u00fcber die Schadensverteilung die es gestatten, den Ausbau der Me\u00dfstellen und das weitere Vorgehen festzulegen. Au\u00dferdem k\u00f6nnen wichtige R\u00fcckstellproben innerhalb eines Tages im Labor analysiert und so zuverl\u00e4ssig die absoluten Belastungen ermittelt werden. Werden zus\u00e4tzlich auch Hilfsgr\u00f6\u00dfen wie pH-Wert, Leitf\u00e4higkeit und Sauerstoffgehalt bestimmt, k\u00f6nnen auch biologische Abbauvorg\u00e4nge gezielt betrachtet werden.
\nEs wurde das Anforderungsprofil f\u00fcr eine Vor-Ort-Analytik mit einem Gaschromatographen ermittelt. Dies betrifft die Betriebsdauer bei Batteriebetrieb, die zum Einsatz kommenden S\u00e4ulen, die Analysentemperatur, die Probenaufgabe, die Detektoren, das Betriebssystem und die Datenausgabe.
\nDie Str\u00f6mungsmessung mit der Ultraschallsonde erschlie\u00dft auf einfache Weise Einblicke in die Grundwasserdynamik. Durch die Erweiterung des Me\u00dfbereiches um 2-3 Gr\u00f6\u00dfenordnungen im Vergleich mit herk\u00f6mmlichen Flow-Meter-Messungen, k\u00f6nnen bisher nicht untersuchte Transporteffekte in Grundwasserme\u00dfstellen nachgewiesen werden. Die statische Vertikalstr\u00f6mungsmessung liefert Hinweise auf die Verteilung der horizontalen Flie\u00dfgeschwindigkeit. In Verbindung mit einem Pumpversuch erh\u00e4lt man auf einfache Weise die vertikale Verteilung der Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwerte (kf-Werte). Diese sind f\u00fcr die Sanierungsplanung von gro\u00dfer Wichtigkeit.
\nDie Vertikalgeschwindigkeit wird mit einer Zeitaufl\u00f6sung von 10s registriert. So k\u00f6nnen dynamische Effekte, wie sie durch den Betrieb von Grundwasserentnahmen oder durch den Stra\u00dfenverkehr entstehen, nachgewiesen werden. Au\u00dferdem ist es auch m\u00f6glich, den Einflu\u00df von Tiedestr\u00f6mungen in Grundwasserleitern zu untersuchen.
\nEine \u00dcberpr\u00fcfung der Str\u00f6mungsmessung mit einem Radioaktiven tracer-lock-Verfahren bei der GSF in M\u00fcnchen erbrachte eine gute \u00dcbereinstimmung zwischen beiden Me\u00dfmethoden. Die Methode ist gut geeignet d\u00fcnne Bodenschichten mit einem hohen kf-Wert zu identifizieren. Die \u00fcbliche Betrachtung von Mittelwerten beschreibt die realen Verh\u00e4ltnisse oft nur unzureichend.
\nDas Entwickelte Verfahren zur tiefenabh\u00e4ngigen Erkundung von Grundwasserleitern kann flexibel an die Fragestellungen angepa\u00dft werden. Insbesondere kann zun\u00e4chst h\u00e4ufig auf die Errichtung weiterer Me\u00dfstellen verzichtet werden, indem aus den vorhandenen Pegeln zus\u00e4tzliche Informationen \u00fcber die vertikale Verteilung von Schadstoffen gewonnen werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die tiefenabh\u00e4ngige Erkundung von Grundwasserleitern liefert wichtige Erkenntnisse \u00fcber die Beschaffenheit von Grundwasserbelastungen. Die Verfahrensentwicklung erleichtert und verbilligt solche Erkundungsma\u00dfnahmen. Die h\u00e4ufige Ver\u00e4nderung von Grundwasserme\u00dfstellen durch statische Vertikalstr\u00f6mungen erfordert ein neues Verst\u00e4ndnis dieser Vorg\u00e4nge und einen gezielten Umgang mit diesen Me\u00dfstellen. Die Messung von Vertikalstr\u00f6mungen im Bereich von 0,1 mm\/s erschlie\u00dft v\u00f6llig neue Untersuchungsfelder im Bereich der Hydrogeologie und Ingenieurgeologie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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