Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Projekt ist Teil des Verbundvorhabens High-Tech Methoden zur Untergrundsondierung.
\nIn der Bundesrepublik Deutschland werden j\u00e4hrlich ca. 100 ha Land f\u00fcr Siedlung und Verkehr verbraucht, die H\u00e4lfte dieser Fl\u00e4che wird dabei versiegelt. In den letzten 50 Jahren hat sich die Siedlungs- und Verkehrsfl\u00e4che in den alten Bundesl\u00e4ndern nahezu verdoppelt. W\u00e4hrend einerseits neue Gewerbe- und Wohngebiete auf der gr\u00fcnen Wiese entstehen, w\u00e4chst der Anteil an Brachfl\u00e4chen. Ein L\u00f6sungskonzept zur Verminderung des Fl\u00e4chenverbrauchs ist die konsequente Umsetzung eines Fl\u00e4chenrecyclings, also der Wiedernutzung von industriellen, gewerblichen oder milit\u00e4rischen Brachfl\u00e4chen, vor allem im urbanen Bereich. Dies sind in aller Regel altlastverd\u00e4chtige Fl\u00e4chen. Um eine z\u00fcgige und belastbare Erkundung dieser Fl\u00e4chen zu gew\u00e4hrleisten, k\u00f6nnen Analyseverfahren, die vor Ort eingesetzt werden, wichtige Vorteile bringen. Aus diesem Grund hat die DBU das Verbundvorhaben High-Tech Methoden zur Unter-grundsondierung gef\u00f6rdert. Ziel des Verbundes war es, konventionelle, handgehaltene bis mittelschwere Sondiersysteme mit kosteng\u00fcnstigen und modernen Sensoren auszur\u00fcsten. Damit sollen bereits bei den Erkundungsarbeiten analytische Signale erzeugt und ausgewertet werden k\u00f6nnen. Das Verbundvorhaben wurde in 14 eigenst\u00e4ndige Vorhaben untergliedert, die organisatorisch klar voneinander abgegrenzt waren und eigene Vorhabensziele beinhalten: AZ 19219, 19220, 19221, 19225, 19229, 19230, 19232, 19233, 19234, 19235, 19281, 21918.
\nIm Einzelvorhaben Sondierelektronik mit Datenverarbeitung und Schnell-GC wird zur Untersuchung von Bodenkontaminationen mit gasf\u00f6rmigen und leichtfl\u00fcchtigen organischen Komponenten ein schnelles Rammsondensystem entwickelt, welches in-situ die Konzentrationen und Umfang der kontaminierenden Komponenten bestimmen kann.
\nZur Durchf\u00fchrung werden in diesem Teilprojekt ein akkubetriebener, schneller Gaschromatograph und eine drahtlose Daten\u00fcbertragung entwickelt. Die Daten\u00fcbertragungsstrecken werden auch von den Pro-jektpartnern verwendet. Weiterhin wird von der TUHH zusammen mit Neumann Baugrund ein allgemein einsetzbarer Gaseinlass konzipiert, welcher den entsprechenden Projektpartnern zur Verf\u00fcgung gestellt wird.
\nInnerhalb des Rammgest\u00e4nges findet eine Infrarot-Daten\u00fcbertragung Verwendung, auf der Oberfl\u00e4che eine Funkdaten\u00fcbertragung. Weiterhin wird in das Daten\u00fcbertragungssystem die Erfassung der Sondierungstiefe und die Bestimmung der Raumkoordinaten sowie der Uhrzeit integriert.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer schnelle Rammsondier-Gaschromatograph wurde zusammen mit dem Energieversorgungsmodul inklusive der Infrarotdaten\u00fcbertragung und dem Einlasssystem in dem Sondengest\u00e4nge eingebaut. Weiterhin wurde das Daten\u00fcbertragungsmodul im Rammkopfadapter von Infrarotlicht auf Funk integriert und die Software zur Steuerung des Gaschromatographen und Auswertung der Chromatogramme programmiert.
\nDas System wurde im Labor kalibriert und unter Realbedingungen im Versuchscontainer des VEGAS-Instituts, Stuttgart, und in drei Feldtests erprobt.
\nParallel zu den Erprobungen wurde das Messsystem optimiert und aufgetretene Schwachstellen behoben und die Steuer- und Auswertungssoftware des Messsystems als eine eigenst\u00e4ndige Anwendung reali-siert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Erprobung des Messsystems in dem Referenzcontainer des am Projekt teilnehmenden VEGAS Instituts in Stuttgart sowie die Feldtests stellten sehr hohe Anforderungen an die einzelnen Komponenten aufgrund des Sondiervorganges. Hierdurch wurden wiederholt verschiedene Teilkomponenten besch\u00e4digt und Nachbesserungen bzw. \u00dcberarbeitungen des Systems erforderlich. Hiervon war vor allem das Einlasssystem betroffen.
\nDie Daten\u00fcbertragungsstrecken bewiesen sich w\u00e4hrend der Feldtests und im Laboreinsatz. Es sind jedoch noch geringf\u00fcgige Optimierungen an dem Gest\u00e4ngesystem n\u00f6tig, da Staubpartikel die Fenster der Infrarotstrecke verschmutzten und die \u00dcbertragung st\u00f6rte. Die Funkstrecke nach dem Bluetooth-Standard erreichte im Feldtest Reichweiten von ca. 80-100 m und ist somit hinreichend f\u00fcr diesen Einsatzzweck.
\nDie Entwicklung und Optimierung des Gaschromatographen beinhaltete die Eigenentwicklung eines Photoionisationsdetektors (PID), welcher in weiteren Systemen zur Schadstoffdetektion und Umwelt\u00fcberwachung eingesetzt werden kann.
\nDie endg\u00fcltige Realisierung des Messsystems mit dem mehrfach \u00fcberarbeiteten Einlasssystem sowie dem optimierten Gaschromatographen konnte sich letztendlich im Feld beweisen. Es erm\u00f6glicht einen kontinuierlichen Sondiervorgang und die Detektion von leichfl\u00fcchtigen aromatischen Verbindungen (BTEX) sowie leichtfl\u00fcchtiger halogenierter Kohlenwasserstoffe (LHKW) im Boden.
\nDas Messsystem besitzt eine Nachweisgrenze von etwa 25 mg\/m\u00b3 Substanz in Luft, wobei der Dynamikbereich f\u00fcr unterschiedliche Substanzen von etwa 2000 bis 3500 mg\/m\u00b3 reicht.
\nDie Phase der kostenneutralen Verl\u00e4ngerung des Projekts wird f\u00fcr abschlie\u00dfenden leistungssteigernden Arbeiten am Einlasssystem und dem Gaschromatographen inklusive der In-House-Validierung genutzt, sowie ein weiterer Feldtest durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
VEGAS-Meeting, M\u00e4rz 2002
\nProjektsitzung an der TUHH, April 2002
\nWireless Operating Cone Penetrometer with a Fast GC Unit using IR-Light Data Transfer through the Penetrometer Tubing, PITTCON 2003Combination of percussion drilling techniques with in-tip gaschromatograph, CONSOIL 2003
\nMiniaturisierte Messverfahren zur Untergrundsondierung: Konzept und Sondenaufbau im Rahmen des DBU-Projektverbundprojektes, Symposium Vor-Ort-Analytik, VEGAS, Stuttgart, M\u00e4rz 2004
\nPosterpr\u00e4sentation, Tagung: Umweltvorsorge, neue Regeln, Pr\u00fcfwerte und Strategien im Vollzug, DBU, Osnabr\u00fcck, April 2005
\nSystemvorstellung und -vorf\u00fchrung, Informationsveranstaltung: Vision Schleswig-Holstein: In der Erde sehen, Eckernf\u00f6rde, Mai 2005<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Zielsetzung dieses Forschungsprojekts wurde weitestgehend erf\u00fcllt und es konnte mittels des Prototyps die Anwendbarkeit dieses Verfahrens best\u00e4tigt werden.
\nEs steht somit ein Messsystem zur Verf\u00fcgung, welches f\u00fcr die schnelle und kosteng\u00fcnstige Untersuchung von Altlastenfl\u00e4chen mittels der Rammsondiertechnik geeignet ist. Die Nachweisst\u00e4rke und Dynamik des Systems erm\u00f6glichen ebenfalls Nachuntersuchungen bereits sanierter Fl\u00e4chen sowie die Detektion von Schadstoffherden nach Transportunf\u00e4llen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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