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Sickerwasserkonzentrationen

Staatskanzlei

Sickerwasserkonzentrationen

Gefährdungsabschätzung - Hinweise und Erfahrungen zur Sickerwasserprognose

Vergleich verschiedener Bodenmaterialuntersuchungen (1D und 2D) zur Abschätzung von Sickerwasserkonzentrationen (Sickerwasserprognose) nach Bundes-Bodenschutz-Verordnung (BBodSchV)

Zur Abschätzung der Gefährdung des Grundwassers durch im Boden befindliche Kontaminationen ist nach der BBodSchV eine Sickerwasserprognose durchzuführen. Ziel ist es, die Schadstoffkonzentration im Sickerwasser am Ende der Durchsickerung der ungesättigten Zone am Übergang zum Grundwasser abzuschätzen. Dazu wird in der Verordnung unter anderem auf Materialuntersuchungen - für organische Stoffe auf Säulenversuche - verwiesen. Diese Versuche sind in der DIN-Vornorm 19736, weitere Konkretisierungen im LUA-Merkblatt 20 beschrieben. Bei der Interpretation von Untersuchungsergebnissen ergeben sich Fragen zur Reproduzierbarkeit und Aussagekraft, die durch die folgenden Versuche eingegrenzt werden sollten.

Methoden

Im Rahmen eines Werkvertrags mit der Christian-Albrechts-Universität wurden 2000 etwa 14 Wochen lang Elutionsversuche mit einem polyzyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) kontaminierten Bodenmaterial durchgeführt. Dabei wurden in drei Parallelen Säulenversuche zur Erstellung einer Sickerwasserprognose nach den Vorschlägen des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalen sowie ein 2-D-Gerinneversuch mit ca. 50 cm Sickerstrecke miteinander verglichen.

Säulenversuche

Der Verlauf der PAK-Elution in den drei parallelen Säulenversuchen zeigt, dass auch bei einer vorherigen Homogenisierung des Untersuchungsmaterials die Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse gering war und stabile Konzentrationsverläufe sich erst nach Laufzeiten von mehr als 25 Tagen einstellten.

Gerinneexperiment

Durch das Gerinneexperiment konnte die Heterogenität in einem relativ homogenen System durch die unterschiedlichen Höhen sowie Verteilungen der Schadstofffrachten in den Sickerwasserfallen quantifiziert werden. Weiterhin konnte aufgezeigt werden, dass die Schadstofffreisetzung bei der Lösung aus Teerphase und die Gleichgewichtseinstellung der Konzentrationen wesentlich von ihrer Verteilung und der Kontaktfläche und Kontaktzeit zum Wasser bestimmt wird. In einem System mit echter ungesättigter Sickerstrecke sind kleinräumige Fließstrecken- und damit Aufenthaltszeitunterschiede zu berücksichtigen, die die Verteilung und den Austrag an Kontaminanten bestimmen (s.a.Simulationsbeispiel der CAU). Im Vergleich zu den Säulenversuchen konnte im 2D-Versuch eine 4 bis 19fach kleinere Emission bestimmt werden.

Für den Einsatz im Einzelfall ist die Durchführung von 2D-Versuchen mit echter Sickerstrecke zur Sickerwasserprognose zu aufwendig und schwer zu standardisieren. Dennoch zeigen diese Versuche, welchen Einfluss die natürlich auftretenden Heterogenitäten im Boden und der damit verbundenen uneinheitlichen Wasserführung für die reale Emission haben.

Vergleich verschiedener Bodenmaterialuntersuchungen (1D und 2D) zur Abschätzung von Sickerwasserkonzentrationen (Sickerwasserprognose) nach BBodSchV

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