Projekt 09555/01

Projektträger

Technische Universität Bergakademie FreibergInstitut für GeotechnikAbt. Bodenmechanik
Gustav-Zeuner-Str. 1
09596 FreibergZielsetzung 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 Gelände einer Tankstelle eines Verkehrsbetriebes in Hoyerswerda. Die in situ-Sanierungstechnologie wurde unter den Prämissen entwickelt, eine on line-Sanierung vorzugsweise unter überbautem Gelände durchzuführen mit Kostenvorteilen auch im Vergleich mit Verfahren mit Auskof-ferung sowie eine effiziente und umweltschonende Sanierung zu gewährleisten. 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 Nährstoffversorgung der Mikroben. Der modellhaft bearbeitete Sanierungsfall befindet sich in der ungesättigten Bodenzone. Beim Standort handelt es sich um einen infolge Betankungsfehler Anfang der 80er Jahre sowie durch la-tente Einträge von Dieselkraftstoff entstandenen Schadensfall, der nach Begutachtung durch ein Ingenieurbüro und Bewertung nach der Sächsischen Altlastenmethodik als Altlast mit Sanierungserfordernis eingestuft wurde. Die abgeschätzte Dieselmenge beträgt 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 Pufferkapazität, geringe Gesamtkeimzahl, sehr geringe Stoffwechselaktivität. 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 antragsgemäß geplanten Arbeitsschritten erfolgte die Detailerkundung des kontaminierten Tankstellengeländes. Im Ergebnis dieser Untersuchungen ergaben sich kompliziertere Bodenverhältnisse als für den In situ-Bodenreaktor ursprünglich 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 Bodenverhältnisse - Berechnung der Filterkonfiguration und Ermittlung der Filterrohreigenschaften - Bohrtechnische Begleitung und Herstellung der Funktionsfähigkeit 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 zusätzlichen Aktivitäten: 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 - Durchführung der Flüssignährstoff-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 Nährstoffversorgung und pH-Steuerung mit gasförmigem NH3 Ergebnisse und Diskussion Die gestellte Aufgabe, die innovative Horizontalfiter-Technologie auch für geologisch und bodenchemisch komplizierte Bodenverhältnisse am Modellstandort Hoyerswerda zu entwickeln und zu erproben, wurde erfüllt. Die Abschlussbeprobung sowie regelmäßig durchgeführte Aktivitätsmessungen belegen die volle Funktionsfähigkeit des Reaktors. Gemessen an der relativ kurzen Zeit zwischen Düngekampagnen im Sommer bzw. Herbst 1999 und Abschlussbeprobung im Dezember 1999, ist die Abbaugeschwindigkeit als sehr hoch einzuschätzen. Es wurden die wissenschaftlich- technischen Grundlagen für eine erfolgrei-che Fertigsanierung des Geländes geschaffen. Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation Messebeteiligung mit Exponatausstellung: ENVITEC Düsseldorf, März 1998; ENTSORGA Köln, Mai 1998; INNOVATION Leipzig, November 1998; TERRA TEC Leipzig, März 1999; TECHNOGERMA Jakarta, März 1999; VAAM Göttingen, März 1999; HANNOVER MESSE, April 1999; IFAT 99 München, Mai 1999; BIOTECHNIKA Hannover, Oktober 1999 Patenterteilung: Nr. 196 06 379 am 27.05.1999 MDR-Fernsehen Sachsenspiegel, zahlreiche Pressemitteilungen und Veröffentlichungen Ergebnispräsentationen: - DBU-Statusseminar 05/1999 - DBU-Statuskolloquium 03/2000