• Variante III:
Variante III sieht Maßnahmen vor, mit denen neben einer langfristigen Sicherung -das Schadstoffpotential im Boden auf ein niedrigeres Niveau reduziert wird. Damit ver-ringert sich der Sicherungsaufwand, obwohl im Moment noch keine Aussagen über das Ausmaß der Verringerung der Sicherungsmaßnahmen gemacht werden können.
• Variante V:
Sofern die Nachteile der mit den Sicherungsmaßnahmen für das Grundwasser verbun-denen Nachsorgeverpflichtungen die Vorteile einer Lösung ohne Nachsorgeverpflich-tungen nicht aufwiegen, schneiden die Varianten V und VI am besten ab. Variante V gilt als weitaus günstiger, da ihre Kosten erheblich niedriger sind und auch die nicht-monetäre Bewertung günstig ausfällt. Die Restbelastung des Grundwassers ist bei Vari-ante V akzeptabel.
Die Vorteile der Kryotechnik im Hinblick auf die Emissionsminderung sowie die Verwertung des geborgenen Teers waren groß.
4.2 Trennung und Verwertung des Gemisches Gasreinigungs-masse-Teer
Für die mit Teer vermengte Gasreinigungsmasse wurde vom Institut Dr. Jungbauer und Part-ner ein erfolgversprechendes Konzept zur mechanischen Trennung und anschließenden Ver-wertung der abgetrennten Fraktionen vorgelegt.
Die Trennung des Gemisches erfolgte in zwei Stufen:
• Erste Reinigungsstufe:
Wäsche des Teer-Gasreiniger-Gemisches mit einer biologisch abbaubaren Waschlö-sung (Tensid A/Wasser) zur Abtrennung der Teerfraktion und Vorreinigung der Gas-reinigermasse;
• Zweite Reinigungsstufe:
Extraktive Nachreinigung der Gasreinigermasse mit einer biologisch abbaubaren hoch-konzentrierten Waschlösung (Tensid B/Wasser) bis zum Erreichen der Schüttfähigkeit.
In der ersten Reinigungsstufe konnte die Gasreinigermasse weitgehend vom Teer befreit wer-den. Die zweite Reinigungsstufe brachte nochmals eine deutliche Verbesserung.
Der abgetrennte Teer wurde durch Vermischen mit Feinkohle als Energieträger einsetzbar gemacht.
4.3 Vor-Ort-Analytik mittels PAK-Feldanalyse
Im Rahmen der Geländeerkundung wurde für die PAK-Bestimmung eine Feldanalyse einge-setzt. Diese PAK-Feldanalyse ermöglichte eine Steuerung der Probenahme im Gelände und ermöglichte eine große Anzahl Meßergebnisse zu relativ geringen Kosten. Bei der Feldanalyse handelt es sich um eine halbquantitative Methode mit kollektiver Quantifizierung. Nach Zu-gabe eines Reagens wird über Chemolumineszenz die Lichtintensität über eine Fotozelle ge-messen. Die Ergebnisse der Feldanalyse wurden mit konventionellen Analysemethoden kon-trolliert. Zu Beginn der Arbeiten wurde ein standortspezifischer Eichfaktor festgestellt. Insge-samt wurden über 300 PAK-Feldanalysen durchgeführt.
Die Abbildungen 9.5 und 9.6 zeigen das Meßprinzip und die Ergebnisse der Regressionsana-lyse.
Abb. 9.5: Meßprinzip der PAK-Feldanalyse
Zur Bestimmung des Eichfaktors wurden insgesamt 29 HPLC-Analysen bei einer Gesamtan-zahl von ca. 300 PAK-Feldanalysen durchgeführt. Anschließend wurden die Resultate des Eichfaktors mittels Regression weiter analysiert. Der Korrelationskoeffizient (r) betrug 0,94 für Messungen am gleichen Extrakt mittels PAK-Feld und PAK-HPLC. Das bedeutet, daß die PAK-Feldanalyse als semiquantitative Analyse durchaus geeignet ist. Eine Klassifikation der Bodenproben bildet denn auch eine reelle Möglichkeit.
Bei der Interpretation der vorhandenen Daten gilt es zu bedenken, daß die Ergebnisse von PAK-HPLC-Analysen bei Ringversuchen je nach PAK-Derivat und Konzentrationen Schwankungen zwischen 10 und über 20 % aufweisen. Die Reproduzierbarkeit verschiedener Laboratorien variierte in einem Ringversuch von 48 bis 61 %. Diese Werte zeigen, daß die PAK-Feldanalyse trotz ihrer semiquanitativen Art ein sinnvolles Hilfsmittel ist, wenn es dar-um geht, bereits im Feld erste Hinweise auf die Verunreinigungssituation zu erhalten.
Die Feldtestergebnisse wurden zusammen mit den konventionellen PAK-Ergebnissen über das Krigeverfahren statistisch bearbeitet und in Schadstoffverbreitungsbildern festgelegt.
4.4 Elutionsversuche im Vergleich
Als Grundlage für die Festlegung von Sanierungszielwerten für den Boden in Bezug auf den Schutz des Grundwassers wurden verschiedene Elutionsversuche durchgeführt.
Die Elutionsversuche wurden auf ihre Eignung bewertet und die Ergebnisse wurden benutzt für die Berechnung von Verteilungskoeffizienten zwischen Boden und Grundwasser am Standort.
Der DEV-S4-Test, der Kaskadentest (Vornorm NVN 2508) und ein Säulentest (NVN 2508) wurden mit leicht-, mäßig und hochkontaminiertem Bodenmaterial durchgeführt. Der DEV-54-Test ist ein einfacher Schütteltest. Der Kaskadentest ist ein mehrfacher Schütteltest, bei dem das Schüttelwasser fünfmal erneuert wird. Der Säulentest ist ein Eluatversuch, bei dem der Boden nicht berührt wird.
Die Tests wurden folgendermaßen bewertet:
Der DEV-S4-Test ist eine Momentaufnahme. Der durch diesen Test bestimmte Verteilungs-koeffizient war im Gegensatz zu den anderen Testverfahren niedrig. Vermutlich wird beim DEV-54-Test nicht nur die Schadstoffkonzentration der gelösten PAK gemessen, sondern auch die Mengen, die an Feinstpartikeln adsorbiert sind sowie Schadstoffe, die in Feinporen in ungelöster Form anwesend sind. Die hierbei bestimmten Verteilungskoeffizienten könnten deshalb zu einer Überschätzung der Schadstoffmobilität führen.
Die Verteilungskoeffizienten, die sich aus den Kaskadentests ergeben, liegen höher als die Verteilungskoeffizienten des einfachen Schütteltests. Mit einem zunehmenden l/s quid/solid)-Verhältnis werden die Verteilungskoeffizienten über ein größeres l/s (li-quid/solid)-Verhältnis weitgehend konstant. Diese Verteilungskoeffizienten entsprechen etwa den Literaturwerten. Mit dem Kaskadentest läßt sich auch der Einfluß der Elutionsdauer auf den Verteilungskoeffizienten bestimmen. Der Verteilungskoeffizient bei z.B. einem
l/s-Verhältnis von 25 entspricht einem Elutionsverhalten nach einer vielfältigen Durchspülung mit Grund- bzw. Sickerwasser.
Der Kaskadentest ist einfach durchzuführen und geeignet, den wirklichen Verteilungskoeffizi-enten zu bestimmen.
Bei den Säulentests ist bei höheren l/s-Verhältnissen eine teilweise exponentielle Zunahme des Verteilungskoeffizienten zu beobachten. Bei den Säulentests wird der wirkliche Vertei-lungskoeffizient zwischen der festen und der flüssigen Bodenphase nicht bestimmt, sondern ein Verteilungskoeffizient, der durch Säuleneffekte, Kurzschlußströmungen und Schichtung des Materials sowie durch Diffusion beeinflußt wird. Dieser Verteilungskoeffizient kann als ein ,,scheinbarer“ Verteilungskoeffizient betrachtet werden.
Aus der Bewertung der drei verschiedenen Testvarianten wird deutlich, daß keine der Testva-rianten zur Beurteilung der Elutionsfähigkeit uneingeschränkt brauchbar ist. Zur Bestimmung des wirklichen Verteilungskoeffizienten liefert der Kaskadentest die besten Resultate.
Wegen der unterschiedlichen Stoffeigenschaften kann nicht nur ein KOC -Wert berechnet wer-den, sondern werden für alle verschiedenen PAK-Gruppen eigene Kurven erstellt, nämlich: 2-2,5 Benzolringe, 3-3,5 Benzolringe, 4-4,5 Benzolringe und > 4,5 Benzolringe.
In Abb. 9.7 sind einige Testergebnisse für Naphthalin dargestellt.
Die Streuung der KOC -Werte ist der Tab. 9.4 zu entnehmen.
Tab. 9.4: Streuung der KOC -Werte
Anhand der obengenannten Tests wurden die wahrscheinlichsten Verteilungskoeffizienten berechnet, die als Grundlage für die Erarbeitung der in Kapitel 3 genannten Sanierungsziel-werte für PAK dienten.
4.5 Datenverarbeitung und Datenauswertung
Alle Erkundungsergebnisse, Profilaufnahmen, Analysenergebnisse, topographischen Daten sowie Hoch- und Rechtswerte der Meßpunkte wurden in eine zentrale Datenbank eingeführt und mit dem für Altlasten geeigneten EDV-System ,,BISON" verarbeitet.
BISON bietet die Möglichkeit, die Erkundungsergebnisse schnell und nach verschiedenen Kriterien in ein Interpretationsmodell zu verarbeiten und graphisch darzustellen.
BISON kann zusätzlich benutzt werden für die geostatistische Auswertung, für Wahrschein-lichkeitsberechnungen, Meßwertvergleiche, für die Berechnung von Sanierungsvarianten und von Sanierungsvolumen.
Einige Vorteile, die der Einsatz von BISON diesem Projekt verschafft hat, sind:
• einfache Erweiterung des gesamten Datenbestandes;
• schnelle kartographische Darstellung der Ergebnisse;
• Möglichkeiten zur Berechnung der Volumen an kontaminiertem Material unter An-nahme verschiedener Ausgangspunkte;
• Verbesserung der Erkundungsergebnisse durch statistische Datenbearbeitung, unter Be-rücksichtigung von z.B. PAK-Schnelltestergebnissen.