Projekt 09555/01

Erstmaliger Einsatz der In situ-Laminarflow-Soil-Reactor- Technologie zur mikrobiologischen Dekontamination mittels Horizontalfiltertechnik am Beispiel Hoyerswerda

ProjektdurchfĂŒhrung

Technische UniversitĂ€t Bergakademie FreibergInstitut fĂŒr GeotechnikAbt. Bodenmechanik
Gustav-Zeuner-Str. 1
09596 Freiberg
Telefon: 03731/39-3545

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Gegenstand des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuen innovativen mikrobiologischen in situ-Sanierungstechnologie unter Anwendung der Horizontalfiltertechnik und deren praktische Ersterprobung auf dem GelĂ€nde einer Tankstelle eines Verkehrsbetriebes in Hoyerswerda. Die in situ-Sanierungstechnologie wurde unter den PrĂ€missen entwickelt, eine on line-Sanierung vorzugsweise unter ĂŒberbautem GelĂ€nde durchzufĂŒhren mit Kostenvorteilen auch im Vergleich mit Verfahren mit Auskof-ferung sowie eine effiziente und umweltschonende Sanierung zu gewĂ€hrleisten.
Prinzip: Der mikrobiologisch zu behandelnde Schadstoff befindet sich zwischen den mittels steuerbarer Horizontalbohrtechnik in den Untergrund eingebrachten und in sogenannten Filterebenen angeordneten Horizontalfiltern. Die Filter dienen zur Sauerstoff- und NÀhrstoffversorgung der Mikroben. Der modellhaft bearbeitete Sanierungsfall befindet sich in der ungesÀttigten Bodenzone.
Beim Standort handelt es sich um einen infolge Betankungsfehler Anfang der 80er Jahre sowie durch la-tente EintrĂ€ge von Dieselkraftstoff entstandenen Schadensfall, der nach Begutachtung durch ein IngenieurbĂŒro und Bewertung nach der SĂ€chsischen Altlastenmethodik als Altlast mit Sanierungserfordernis eingestuft wurde. Die abgeschĂ€tzte Dieselmenge betrĂ€gt ca.10 t; kontaminierter Bodenkörper nicht ho-mogen (Wechsellagerung Sande mit Schluffeinlagerungen; GW bei ca. 20 m uGOK; kontaminierter Be-reich ca. 500 m2 bis zu einer Teufe von 11 m (ca. 5000 t kontaminierter Boden); Konzentration max. 28 g MKW/kg TM; rein mineralischer Quarzsandboden, extremer Mineralstoffmangel, außerordentlich niedrige PufferkapazitĂ€t, geringe Gesamtkeimzahl, sehr geringe StoffwechselaktivitĂ€t.
Nach Abschaltung der bergbaulichen Wasserhaltung wird Sanierungsort nass fallen.
Das Forschungsprojekt wurde als Pilotprojekt im Altlasten-Modellstandort-Programm des Freistaates Sachsen eingeordnet.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZeitlich parallel zu den antragsgemĂ€ĂŸ geplanten Arbeitsschritten erfolgte die Detailerkundung des kontaminierten TankstellengelĂ€ndes. Im Ergebnis dieser Untersuchungen ergaben sich kompliziertere BodenverhĂ€ltnisse als fĂŒr den In situ-Bodenreaktor ursprĂŒnglich angenommen.
Folgende Aufgaben wurden im Rahmen des Forschungsprojektes vom Freiberger und Braunschweiger Arbeitsteam arbeitsteilig und z. T. gemeinsam bearbeitet.
Ingenieur-technischer Teil:
- Projektierung des Bodenreaktors auf der Grundlage bodenphysikalischer Untersuchungen, Durch-strömungs- und Versickerungsversuche im 2D- und 3D-Modell zur Validierung numerischer Berechnungen
- Anpassung des FLUENT-Programmes an die realen BodenverhÀltnisse
- Berechnung der Filterkonfiguration und Ermittlung der Filterrohreigenschaften
- Bohrtechnische Begleitung und Herstellung der FunktionsfÀhigkeit des Reaktors
- Bereitstellung der Regel- und Steuerbarkeit der lufttechnischen Anlage
- Konzept und Installation des Monitoring- und Datenerfassungssystem
- Start- und Endbeprobungs mit institutseigener Bohr-/Sondiertechnik
- Entwicklung der Gefrierprobenahme zur Untersuchung ungestörter Großproben
- Mitwirkungen bei zusÀtzlichen AktivitÀten: Georadar und FUGRO-Druck-/Schadstoff-Sondiertechnik sowie horizontale Mikrowellen-Anwendung

Biotechnologischer-mikrobiologischer/analytischer Teil:
- Mikrobiologisches Laborprogramm zur Beurteilung des Modellstandortes, wie mikrobentoxische Standortbewertung, stoffwechselphysiologische Leistungsbewertung, standortspezifische Abbaupotenz, Steigerung der Abbaupotenz, Bestimmung potentieller toxischer Intermediate und Detoxifizierungsleistung
- Feldexperimente, Traceruntersuchungen, arbeitsschutztechnische Überwachung
- DurchfĂŒhrung der FlĂŒssignĂ€hrstoff-Versorgungskampagnen und GW-Beprobung
- Entwicklung eines Mineralsalzmediums auf Nitrat-N-Basis
- Entwicklung einer auf Atmungsraten beruhenden Methode zur Ermittlung von Abbauraten und mengen
- Entwicklung eines Verfahrens zur NÀhrstoffversorgung und pH-Steuerung mit gasförmigem NH3


Ergebnisse und Diskussion

Die gestellte Aufgabe, die innovative Horizontalfiter-Technologie auch fĂŒr geologisch und bodenchemisch komplizierte BodenverhĂ€ltnisse am Modellstandort Hoyerswerda zu entwickeln und zu erproben, wurde erfĂŒllt. Die Abschlussbeprobung sowie regelmĂ€ĂŸig durchgefĂŒhrte AktivitĂ€tsmessungen belegen die volle FunktionsfĂ€higkeit des Reaktors. Gemessen an der relativ kurzen Zeit zwischen DĂŒngekampagnen im Sommer bzw. Herbst 1999 und Abschlussbeprobung im Dezember 1999, ist die Abbaugeschwindigkeit als sehr hoch einzuschĂ€tzen. Es wurden die wissenschaftlich- technischen Grundlagen fĂŒr eine erfolgrei-che Fertigsanierung des GelĂ€ndes geschaffen.


Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation

Messebeteiligung mit Exponatausstellung:
ENVITEC DĂŒsseldorf, MĂ€rz 1998; ENTSORGA Köln, Mai 1998; INNOVATION Leipzig, November 1998; TERRA TEC Leipzig, MĂ€rz 1999; TECHNOGERMA Jakarta, MĂ€rz 1999; VAAM Göttingen, MĂ€rz 1999; HANNOVER MESSE, April 1999; IFAT 99 MĂŒnchen, Mai 1999; BIOTECHNIKA Hannover, Oktober 1999
Patenterteilung: Nr. 196 06 379 am 27.05.1999
MDR-Fernsehen Sachsenspiegel, zahlreiche Pressemitteilungen und Veröffentlichungen
ErgebnisprÀsentationen:
- DBU-Statusseminar 05/1999
- DBU-Statuskolloquium 03/2000

Übersicht

Fördersumme

866.212,30 €

Förderzeitraum

01.12.1997 - 31.05.2000

Bundesland

Sachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Landnutzung
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik