Innovative in-situ Methoden zur Sicherung und Sanierung von Altablagerungen und Altstandorten:
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| Published: |
Wien
Facultas
2006
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1. VORWORT......................................................1
2. EVAPOTRANSPIRATIONSSCHICHTEN ZUR
ABDECKUNG VON ALT ABLAGERUNGEN..............................3
2.1. Stand der Technik und Entwicklungstendenzen.................3
2.1.1. Funktion eine Evapotranspirationsschicht...............4
2.1.2. Biologische Methanoxidation...........................13
2.1.3. Aufbau einer Evapotranspirationsschicht...............15
2.1.4. Modellierung des Wasserhaushaltes von Evapotranspirations-
schichten.............................................16
2.2. Fallstudien - Evapotranspirationsschicht.................19
2.2.1. Einleitung und Fragestellung..........................19
2.2.2. Durchgefuhrte Arbeiten................................19
2.2.3. Ergebnisse............................................26
2.2.4. Modellierung des Wasserhaushalts von Altablagerungen..61
2.3. Schlussfolgerungen.......................................67
2.4. Referenzen...............................................70
3. STABILISIERUNG ORGANISCHER SUBSTANZ IN
ALTABLAGERUNGEN............................................75
3.1. Prozesse zur Stabilisierung organischer Substanz.........76
3.1.1. Anaerober Abbau.......................................77
3.1.2. Aerober Abbau.........................................78
3.1.3. Huminstoffaufbau......................................78
3.1.4. Auswaschung...........................................80
3.1.5. Komplex- und Aggregatbildung..........................82
3.2. Technologien zur Stabilisierung organischer Substanz in
Altablagerungen.........................................82
3.2.1. Bewässerungsverfahren.................................83
3.2.2. Bclüftungsverfahren...................................86
3.3. Methoden zur Charakterisierung organischer Substanz......89
3.3.1. Gesamtgehalte.........................................90
3.3.2. Fraktionen des Kohlenstoff-Pools......................90
3.3.3. Biologische Reaktivitätstests..................................92
3.3.4. Infrarot-Spektroskopie.........................................93
3.3.5. Eluatuntersuchungen............................................95
3.4. Fallstudie „In-Situ Aerobisierung von Altablagerungen“.............96
3.4.1. Versuchsdurchführung...........................................97
3.4.2. Veränderungen der Feststoffeigenschaften......................111
3.4.3. Monitoring der Aerobisierung..................................133
3.4.4. Definition von Stabilitätskriterien für In-Situ Aerobisierung.136
3.5. Schlussfolgerungen................................................140
3.6. Referen/.en.......................................................142
4. IN-SITU SICHERUNG GROßFLÄCHIG
SCHWERMETALL-BELASTETER BÖDEN......................................147
4.1. Methoden der Sch wer metalHmmobilisierung.........................148
4.1.1. Gründe für die in-situ Immobilisierung - Was kann dagegen
sprechen?.............................................................149
4.1.2. Überblick - Welche Materialen sind in Verwendung?.............150
4.1.3. Immobilisierungstechniken bereits im Freiland getestet........153
4.2. Methoden der Phytosanierung schwermetallbelasteter Standorte 156
4.2.1. Phytostabilisierung...........................................156
4.2.2. Phytovolatilisierung..........................................156
4.2.3. Phytodegradation..............................................157
4.2.4. Phytoextraktion...............................................157
4.2.5. Induzierte (oder „chemisch unterstützte“) Phytoextraktion.....157
4.2.6. Natürliche (oder „kontinuierliche“) Phytoextraktion mit
Hyperakkumulatorcn....................................................158
4.2.7. Natürliche (oder „kontinuierliche“) Phytoextraktion mit Weiden
(Salix sp.)...........................................................160
4.3. Fallstudie Arnoldstein............................................164
4.3.1. Versuchsböden aus Amoldstein..................................165
4.3.2. Gefäß- und Freilandversuche zur Immobilisierung von
Schwcrmetallkontaminationen...................................168
4.3.3. Ergebnisse - Sortenauswahl im Nährlösungs- (Hydroponic-) Versuch.
..................................................................169
4.3.4. Ergebnisse - Batch-Versuch....................................170
4.3.5. Ergebnisse - Gefäßversuch.....................................171
4.3.6. Bodenadditive im Freilandeinsatz..............................175
4.3.7. Feldversuche Ackerland (Boden Af, Bf).........................177
4.3.8. Feldversuche - Grünland (Boden D).........................181
4.3.9. Monitoring der Immobilisierung............................183
4.3.10. Phytoextraktion von Schwermetallen mit Weiden (Salix sp.).... 185
4.3.11. Ergebnisse - Metalltoleranz und Metallaufnahme der Weiden ..187
4.3.12. Ergebnisse - Monitoring der Phytoextraktion............190
4.4. Schlussfolgerungen...........................................195
4.5. Referenzen...................................................196
5. IN-SITU TECHNOLOGIEN ZUR SANIERUNG VON
MINERALÖLKONTAMINIERTEN BÖDEN......................................205
5.1. Begriffsbestimmungen........_........_..................... 205
5.1.1. Mineralölkohlenwasserstoffe in der Umwelt.................206
5.2. Stand der Technik und Entwicklungstendenzen..................207
5.2.1. Mikrobiologischer in-situ Abbau...........................207
5.2.2. Mikrobiologische in-situ Bodensanierung - Anwendungsverfahren.
..........................................................212
5.2.3. Zusammenschau - Anwendungsverfahren.......................217
5.2.4. Phytosanierung...........................................218
5.2.5. Chemische Oxidationsmittel................................221
5.2.6. Elektrochemische in-situ Verfahren........................226
5.2.7. Die Mikroemulsionstechnologie.............................229
5.3. Fallbeispiele.................................................233
5.3.1. Mikrobieller Abbau von Mineralölkohlenwasserstoffen und
Umsetzung unter in-situ Bedingungen.......................234
5.3.2. Engineeringmaßnahmen am Beispiel eines ehemaligen
Raffineriestandorts.......................................243
5.3.3. Grundwasserzirkulationsbrunnen............................249
5.3.4. Bio Sparging..............................................251
5.3.5. Phytosanierung von Rohöl im Boden unter Mineraldüngcrzugabe.252
5.3.6. Chemische Oxidationsmittel................................255
5.3.7. Die Mikroemulsionstechnologie.............................261
5.3.8. Monitoring des Sanierungserfolges.........................267
5.4. Schlussfolgerungen...........................................274
5.4.1. Mikrobiologischer in-situ Abbau...........................274
5.4.2. Phytosanierung...........................................276
5.4.3. In-situ chemische Oxidation...............................277
5.4.4. Mikroemulsionstechnologie.................................278
5.5. Referenzen........................................279
6. MONITORING VON ALTABLAGERUNGEN UND
ALTSTANDORTEN......................................289
6.1. Problemstellung und Zielsetzung...................289
6.2. Internationale Beispiele zur Systematisierung von
Monitoringmaßnahmen..............................291
6.3. Vorschlag eines Monitoringkonzeptes............. 293
6.3.1. Vorgehensweise bei Altablagerungen............297
6.3.2. Exkurs: Ökotoxikologisches Monitoring von Altablagerungen.304
6.3.3. Vorgehensweise bei Altstandorten..............313
6.4. Referenzen........................................319
7. STICHWORTVERZEICHNIS..............................322
Glossar
Aerober Abbau
Anaerober Abbau
Atmungsaktivität (AT4)
Biogen
Biologischer
Sauerstoffbedarf (BSB5)
Biologische Stabilität
Chemischer
Sauerstoffbedarf (CSB)
Denitrifikation
Deponiegas
DSR
EC50
Eluat
Eutrophierung
FID
mikrobieller Abbau bei Vorhandensein von
Sauerstoff
mikrobieller Abbau unter Ausschluss von
Sauerstoff
beim aeroben Abbau organischer Substanz
durch Mikroorganismen verbrauchter
Sauerstoff pro Zeiteinheit (Feststoff)
biologischen oder organischen Ursprungs, d.h.
nicht durch chemische Synthese gewonnen
beim aeroben Abbau organischer Substanz
durch Mikroorganismen verbrauchter
Sauerstoff pro Zeiteinheit (flüssige Phase)
Resistenz gegenüber mikrobiellem Abbau
beschreibt als Summenparameter die
Gesamtheit der oxidierbaren organischen
Substanz
Reduktion von Nitrat zu molekularem
Stickstoff (N2)
von anaeroben Mikroorganismen beim Abbau
organischer Substanz gebildetes Gemisch aus
C02 und CH4
Deponiesimulations-Reaktoren
(Versuchsgefäße zur Simulation von
Deponieprozessen im Labor)
Konzentration (einer Chemikalie oder einer
Probe), bei der eine 50 % Hemmung im
Biotest auftritt
vom Feststoff abgetrenntc Flüssigphase nach
einem Auslaugversuch, deren
Zusammensetzung Rückschlüsse auf den leicht
mobilisierbaren Anteil des Feststoffs erlaubt
Gruppierung umweltrelcvanter Emissionen
(Wirkungskategorie) bezogen auf die
Umweltauswirkung „Nährstoffeintrag in
Gewässer1 [P04-Äquivalente]
Flammen-lonisations-Detcktor (Messmethode
zur Bestimmung von Kohlenwasserstoffen,
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
1. VORWORT.1
2. EVAPOTRANSPIRATIONSSCHICHTEN ZUR
ABDECKUNG VON ALT ABLAGERUNGEN.3
2.1. Stand der Technik und Entwicklungstendenzen.3
2.1.1. Funktion eine Evapotranspirationsschicht.4
2.1.2. Biologische Methanoxidation.13
2.1.3. Aufbau einer Evapotranspirationsschicht.15
2.1.4. Modellierung des Wasserhaushaltes von Evapotranspirations-
schichten.16
2.2. Fallstudien - Evapotranspirationsschicht.19
2.2.1. Einleitung und Fragestellung.19
2.2.2. Durchgefuhrte Arbeiten.19
2.2.3. Ergebnisse.26
2.2.4. Modellierung des Wasserhaushalts von Altablagerungen.61
2.3. Schlussfolgerungen.67
2.4. Referenzen.70
3. STABILISIERUNG ORGANISCHER SUBSTANZ IN
ALTABLAGERUNGEN.75
3.1. Prozesse zur Stabilisierung organischer Substanz.76
3.1.1. Anaerober Abbau.77
3.1.2. Aerober Abbau.78
3.1.3. Huminstoffaufbau.78
3.1.4. Auswaschung.80
3.1.5. Komplex- und Aggregatbildung.82
3.2. Technologien zur Stabilisierung organischer Substanz in
Altablagerungen.82
3.2.1. Bewässerungsverfahren.83
3.2.2. Bclüftungsverfahren.86
3.3. Methoden zur Charakterisierung organischer Substanz.89
3.3.1. Gesamtgehalte.90
3.3.2. Fraktionen des Kohlenstoff-Pools.90
3.3.3. Biologische Reaktivitätstests.92
3.3.4. Infrarot-Spektroskopie.93
3.3.5. Eluatuntersuchungen.95
3.4. Fallstudie „In-Situ Aerobisierung von Altablagerungen“.96
3.4.1. Versuchsdurchführung.97
3.4.2. Veränderungen der Feststoffeigenschaften.111
3.4.3. Monitoring der Aerobisierung.133
3.4.4. Definition von Stabilitätskriterien für In-Situ Aerobisierung.136
3.5. Schlussfolgerungen.140
3.6. Referen/.en.142
4. IN-SITU SICHERUNG GROßFLÄCHIG
SCHWERMETALL-BELASTETER BÖDEN.147
4.1. Methoden der Sch wer metalHmmobilisierung.148
4.1.1. Gründe für die in-situ Immobilisierung - Was kann dagegen
sprechen?.149
4.1.2. Überblick - Welche Materialen sind in Verwendung?.150
4.1.3. Immobilisierungstechniken bereits im Freiland getestet.153
4.2. Methoden der Phytosanierung schwermetallbelasteter Standorte 156
4.2.1. Phytostabilisierung.156
4.2.2. Phytovolatilisierung.156
4.2.3. Phytodegradation.157
4.2.4. Phytoextraktion.157
4.2.5. Induzierte (oder „chemisch unterstützte“) Phytoextraktion.157
4.2.6. Natürliche (oder „kontinuierliche“) Phytoextraktion mit
Hyperakkumulatorcn.158
4.2.7. Natürliche (oder „kontinuierliche“) Phytoextraktion mit Weiden
(Salix sp.).160
4.3. Fallstudie Arnoldstein.164
4.3.1. Versuchsböden aus Amoldstein.165
4.3.2. Gefäß- und Freilandversuche zur Immobilisierung von
Schwcrmetallkontaminationen.168
4.3.3. Ergebnisse - Sortenauswahl im Nährlösungs- (Hydroponic-) Versuch.
.169
4.3.4. Ergebnisse - Batch-Versuch.170
4.3.5. Ergebnisse - Gefäßversuch.171
4.3.6. Bodenadditive im Freilandeinsatz.175
4.3.7. Feldversuche Ackerland (Boden Af, Bf).177
4.3.8. Feldversuche - Grünland (Boden D).181
4.3.9. Monitoring der Immobilisierung.183
4.3.10. Phytoextraktion von Schwermetallen mit Weiden (Salix sp.). 185
4.3.11. Ergebnisse - Metalltoleranz und Metallaufnahme der Weiden .187
4.3.12. Ergebnisse - Monitoring der Phytoextraktion.190
4.4. Schlussfolgerungen.195
4.5. Referenzen.196
5. IN-SITU TECHNOLOGIEN ZUR SANIERUNG VON
MINERALÖLKONTAMINIERTEN BÖDEN.205
5.1. Begriffsbestimmungen._._. 205
5.1.1. Mineralölkohlenwasserstoffe in der Umwelt.206
5.2. Stand der Technik und Entwicklungstendenzen.207
5.2.1. Mikrobiologischer in-situ Abbau.207
5.2.2. Mikrobiologische in-situ Bodensanierung - Anwendungsverfahren.
.212
5.2.3. Zusammenschau - Anwendungsverfahren.217
5.2.4. Phytosanierung.218
5.2.5. Chemische Oxidationsmittel.221
5.2.6. Elektrochemische in-situ Verfahren.226
5.2.7. Die Mikroemulsionstechnologie.229
5.3. Fallbeispiele.233
5.3.1. Mikrobieller Abbau von Mineralölkohlenwasserstoffen und
Umsetzung unter in-situ Bedingungen.234
5.3.2. Engineeringmaßnahmen am Beispiel eines ehemaligen
Raffineriestandorts.243
5.3.3. Grundwasserzirkulationsbrunnen.249
5.3.4. Bio Sparging.251
5.3.5. Phytosanierung von Rohöl im Boden unter Mineraldüngcrzugabe.252
5.3.6. Chemische Oxidationsmittel.255
5.3.7. Die Mikroemulsionstechnologie.261
5.3.8. Monitoring des Sanierungserfolges.267
5.4. Schlussfolgerungen.274
5.4.1. Mikrobiologischer in-situ Abbau.274
5.4.2. Phytosanierung.276
5.4.3. In-situ chemische Oxidation.277
5.4.4. Mikroemulsionstechnologie.278
5.5. Referenzen.279
6. MONITORING VON ALTABLAGERUNGEN UND
ALTSTANDORTEN.289
6.1. Problemstellung und Zielsetzung.289
6.2. Internationale Beispiele zur Systematisierung von
Monitoringmaßnahmen.291
6.3. Vorschlag eines Monitoringkonzeptes. 293
6.3.1. Vorgehensweise bei Altablagerungen.297
6.3.2. Exkurs: Ökotoxikologisches Monitoring von Altablagerungen.304
6.3.3. Vorgehensweise bei Altstandorten.313
6.4. Referenzen.319
7. STICHWORTVERZEICHNIS.322
Glossar
Aerober Abbau
Anaerober Abbau
Atmungsaktivität (AT4)
Biogen
Biologischer
Sauerstoffbedarf (BSB5)
Biologische Stabilität
Chemischer
Sauerstoffbedarf (CSB)
Denitrifikation
Deponiegas
DSR
EC50
Eluat
Eutrophierung
FID
mikrobieller Abbau bei Vorhandensein von
Sauerstoff
mikrobieller Abbau unter Ausschluss von
Sauerstoff
beim aeroben Abbau organischer Substanz
durch Mikroorganismen verbrauchter
Sauerstoff pro Zeiteinheit (Feststoff)
biologischen oder organischen Ursprungs, d.h.
nicht durch chemische Synthese gewonnen
beim aeroben Abbau organischer Substanz
durch Mikroorganismen verbrauchter
Sauerstoff pro Zeiteinheit (flüssige Phase)
Resistenz gegenüber mikrobiellem Abbau
beschreibt als Summenparameter die
Gesamtheit der oxidierbaren organischen
Substanz
Reduktion von Nitrat zu molekularem
Stickstoff (N2)
von anaeroben Mikroorganismen beim Abbau
organischer Substanz gebildetes Gemisch aus
C02 und CH4
Deponiesimulations-Reaktoren
(Versuchsgefäße zur Simulation von
Deponieprozessen im Labor)
Konzentration (einer Chemikalie oder einer
Probe), bei der eine 50 % Hemmung im
Biotest auftritt
vom Feststoff abgetrenntc Flüssigphase nach
einem Auslaugversuch, deren
Zusammensetzung Rückschlüsse auf den leicht
mobilisierbaren Anteil des Feststoffs erlaubt
Gruppierung umweltrelcvanter Emissionen
(Wirkungskategorie) bezogen auf die
Umweltauswirkung „Nährstoffeintrag in
Gewässer1' [P04-Äquivalente]
Flammen-lonisations-Detcktor (Messmethode
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