Natürliche Selbstreinigung und Immobilisierung bei schädlichen Bodenveränderungen und Altlasten: Praxishandbuch zur Sanierungsprüfung
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Berlin
Schmidt
2007
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| Series: | Bodenschutz und Altlasten
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INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort. 5
Inhaltsverzeichnis. 7
Abkürzungsverzeichnis. 11
1 Einleitung. 21
2 Handlungsstrategie. 27
2.1 Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG). 27
2.2 Bezüge zur EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRR). 33
2.3 Praxis in den USA. 41
2.3.1 ASTM RNA Standard. 44
2.3.2 EPA MNA Directive. 45
2.4 Natürliche Selbstreinigung und Immobilisierung. 47
2.5 Maßnahmenziele. 59
2.6 Prinzip der Hot-Spot- und Quellensanierung. 67
2.6.1 Hot-Spot-Sanierung. 70
2.6.2 Quellensanierung. 73
3 Stoffausbreitung im Untergrund. 79
3.1 Wasserungesättigte Bodenzone . 81
3.2 Wassergesättigte Bodenzone . 84
3.3 Rückhalte- und Abbauprozesse . 89
3.3.1 Verdünnung. 92
3.3.2 Verflüchtigung . 93
3.3.3 Mechanische Filterung. 94
3.3.4 Lösung in Wasser. 94
3.3.4.1 Aus- bzw. Mitfällung. 96
3.3.4.2 Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. 96
3.3.5 Adsorption und Desorption. 96
3.3.5.1 Ionenaustausch. 104
3.3.5.2 Metallbindung. 104
3.3.5.3 Humifizierung. 105
3.3.6 Oxidation und Reduktion.,. 106
3.3.7 Schadstoffabbau. 109
3.3.7.1 Abiotische Transformation. 110
7
Inhaltsverzeichnis
3.3.7.2 Mikrobiologischer Abbau. 111
3.3.7.3 Mikrobielle Abbaumechanismen. 117
3.3.7.4 Milieuverhältnisse und Grundwasserchemismus. 123
3.3.7.5 Art und Verteilung der Mikroorganismen.". 124
4 Schadstoffinventar. 131
4.1 Boden. 132
4.2 Grundwasser. 132
4.2.1 Geogener Stoffgehalt des Grundwassers. 132
4.2.1.1 Grundwassertypisierung. 132
4.2.1.2 Geogene abbaurelevante Parameter. 133
4.2.2 Anthropogener Stoffgehalt des Grundwassers. 135
4.2.2.1 Flächenhafter Stoffeintrag. 135
4.2.2.2 Stoffeintrag aus Altlasten und sonstigen Punktquellen. 137
4.2.2.2.1 Stoffcharakteristik. 138
4.2.2.2.2 Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW). 141
4.2.2.2.3 Methyl-Tertiär-Butyl-Ether (MTBE). 152
4.2.2.2.4 Leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW). 162
5 Untersuchungsmaßnahmen. 179
5.1 Untersuchungsmethoden. 181
5.2 Grundlagenermittlung. 183
5.2.1 Standort- und Nutzungscharakteristik. 183
5.2.2 Schadstoffmenge und -Verteilung. 187
5.3 Indikatoren der NA-Prozesse. 189
5.3.1 Wasserungesättigte Bodenzone. 190
5.3.1.1 Boden. 190
5.3.1.1.1 Chemisch-physikalische Parameter. 193
5.3.1.1.2 Geotechnisch-mineralogische Parameter. 193
5.3.1.1.3 Mikrobiologische Parameter. 196
5.3.1.1.4 Labormethoden nach DECHEMA. 206
5.3.1.2 Bodenluft. 208
5.3.1.3 Sickerwasser. 210
5.3.2 Wassergesättigte Bodenzone. 215
5.3.2.1 Mikrobiologische Parameter. 215
5.3.2.2 Redoxparameter. 218
5.3.2.3 Reaktionsparameter. 224
5.3.2.4 Schadstoffe und Metabolite. 234
5.3.2.5 Isotopenfraktionierung. 238
5.3.2.6 Basis-Untersuchungsprogramm Grundwasser. 242
5.4 Qualitätssicherung. 243
5.4.1 Probennahme und Probenlagerung. 244
5.4.2 Probenvorbehandlung und Analytik. 245
5.4.3 Plausibilitätspriifung der Messergebnisse. 246
5.4.4 Interpretation von Grundwasseruntersuchungen. 249
8
Inhaltsverzeichnis
6 Bewertung der Untersuchungsergebnisse. 253
6.1 Wasserungesättigte Bodenzone. 254
6.1.1 Bewertungsansätze. 254
6.1.1.1 Qualitative Bewertung der NA-Prozesse. 257
6.1.1.2 Sickerwasserrate und Stoffverlagerungsrisiko. 258
6.1.1.3 Porenwassergeschwindigkeit und Rückhaltekapazität. 259
6.1.2 Sickerwasserprognose gemäß BBodSchV. 261
6.1.2.1 Ort der Beurteilung. 263
6.1.2.2 Abschätzung des Stoffeintrags in das Grundwasser. 265
6.2 Wassergesättigte Bodenzone. 280
6.2.1 Bewertungsansätze. 281
6.2.2 Änderung des Schadstoffspektrums (Fingerprint). 283
6.2.3 Hydrochemische Zonen. 285
6.2.4 Stationarität von im Grundwasser gelösten Schadstofffahnen. 289
6.2.4.1 Abstandsgeschwindigkeit (va).:. 294
6.2.4.2 Retardation (R). 296
6.2.4.3 Rückhaltefaktor (Rf). 302
6.2.4.4 Abbaupotenzial (P). 303
6.2.4.5 Gesamtabbaurate (k). 304
6.2.4.6 Biologische Abbaurate (X). 307
6.2.4.7 Monitoring und Grundwasserfrachten. 309
6.2.4.8 Stofftransport- und Reaktionsmodelle. 313
6.2.5 Grundwasserprognose. 317
6.2.6 Datenmanagement Grundwasser. 320
7 Umsetzung und systematische Einordnung. 323
7.1 Gefahrenbeurteilung und Sanierungsuntersuchung. 324
7.2 Sanierungsplan nach BBodSchG. 327
7.3 Überwachung und Eigenkontrolle. 329
7.3.1 Rechtliche Grundlagen. 330
7.3.2 Kontrolluntersuchungen in der ungesättigten Zone. 332
7.3.3 Grundwassermonitoring. 332
7.3.3.1 Messstellenanordnung und -ausbau. 333
7.3.3.2 Monitoringintervalle. 337
7.3.3.3 Beendigung des Monitorings. 339
7.3.4 Notfallplanung. 340
7.4 Maßnahmen zur Unterstützung des natürlichen Abbaus. 341
7.4.1 Biologische Grundwassersanierung. 342
7.4.2 Ausgewählte In-situ-Verfahren. 346
7.4.2.1 Reaktive Wände. 346
7.4.2.2 Nano-Eisen-Technologie. 354
7.4.2.3 Chemische Oxidations-Verfahren. 358
7.4.2.4 Einsatz von „Slow Release Compounds" (SRC). 361
7.4.2.5 Methan-Biostimulationsverfahren. 363
7.4.2.6 Bioaugmentation. 365
9
Inhaltsverzeichnis
Literaturverzeichnis. 369
Stichwortverzeichnis. 379
Anhang
Gesetz zum Schutz des Bodens -
Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) vom 17. März 1998. 389
Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)
vom 12. Juli 1999 (ohne Anhang 1 bis 4). 404
10 |
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INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort. 5
Inhaltsverzeichnis. 7
Abkürzungsverzeichnis. 11
1 Einleitung. 21
2 Handlungsstrategie. 27
2.1 Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG). 27
2.2 Bezüge zur EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRR). 33
2.3 Praxis in den USA. 41
2.3.1 ASTM RNA Standard. 44
2.3.2 EPA MNA Directive. 45
2.4 Natürliche Selbstreinigung und Immobilisierung. 47
2.5 Maßnahmenziele. 59
2.6 Prinzip der Hot-Spot- und Quellensanierung. 67
2.6.1 Hot-Spot-Sanierung. 70
2.6.2 Quellensanierung. 73
3 Stoffausbreitung im Untergrund. 79
3.1 Wasserungesättigte Bodenzone . 81
3.2 Wassergesättigte Bodenzone . 84
3.3 Rückhalte- und Abbauprozesse . 89
3.3.1 Verdünnung. 92
3.3.2 Verflüchtigung . 93
3.3.3 Mechanische Filterung. 94
3.3.4 Lösung in Wasser. 94
3.3.4.1 Aus- bzw. Mitfällung. 96
3.3.4.2 Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. 96
3.3.5 Adsorption und Desorption. 96
3.3.5.1 Ionenaustausch. 104
3.3.5.2 Metallbindung. 104
3.3.5.3 Humifizierung. 105
3.3.6 Oxidation und Reduktion.,. 106
3.3.7 Schadstoffabbau. 109
3.3.7.1 Abiotische Transformation. 110
7
Inhaltsverzeichnis
3.3.7.2 Mikrobiologischer Abbau. 111
3.3.7.3 Mikrobielle Abbaumechanismen. 117
3.3.7.4 Milieuverhältnisse und Grundwasserchemismus. 123
3.3.7.5 Art und Verteilung der Mikroorganismen.". 124
4 Schadstoffinventar. 131
4.1 Boden. 132
4.2 Grundwasser. 132
4.2.1 Geogener Stoffgehalt des Grundwassers. 132
4.2.1.1 Grundwassertypisierung. 132
4.2.1.2 Geogene abbaurelevante Parameter. 133
4.2.2 Anthropogener Stoffgehalt des Grundwassers. 135
4.2.2.1 Flächenhafter Stoffeintrag. 135
4.2.2.2 Stoffeintrag aus Altlasten und sonstigen Punktquellen. 137
4.2.2.2.1 Stoffcharakteristik. 138
4.2.2.2.2 Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW). 141
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4.2.2.2.4 Leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW). 162
5 Untersuchungsmaßnahmen. 179
5.1 Untersuchungsmethoden. 181
5.2 Grundlagenermittlung. 183
5.2.1 Standort- und Nutzungscharakteristik. 183
5.2.2 Schadstoffmenge und -Verteilung. 187
5.3 Indikatoren der NA-Prozesse. 189
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5.3.1.1.4 Labormethoden nach DECHEMA. 206
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5.3.2.1 Mikrobiologische Parameter. 215
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5.3.2.6 Basis-Untersuchungsprogramm Grundwasser. 242
5.4 Qualitätssicherung. 243
5.4.1 Probennahme und Probenlagerung. 244
5.4.2 Probenvorbehandlung und Analytik. 245
5.4.3 Plausibilitätspriifung der Messergebnisse. 246
5.4.4 Interpretation von Grundwasseruntersuchungen. 249
8
Inhaltsverzeichnis
6 Bewertung der Untersuchungsergebnisse. 253
6.1 Wasserungesättigte Bodenzone. 254
6.1.1 Bewertungsansätze. 254
6.1.1.1 Qualitative Bewertung der NA-Prozesse. 257
6.1.1.2 Sickerwasserrate und Stoffverlagerungsrisiko. 258
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6.1.2 Sickerwasserprognose gemäß BBodSchV. 261
6.1.2.1 Ort der Beurteilung. 263
6.1.2.2 Abschätzung des Stoffeintrags in das Grundwasser. 265
6.2 Wassergesättigte Bodenzone. 280
6.2.1 Bewertungsansätze. 281
6.2.2 Änderung des Schadstoffspektrums (Fingerprint). 283
6.2.3 Hydrochemische Zonen. 285
6.2.4 Stationarität von im Grundwasser gelösten Schadstofffahnen. 289
6.2.4.1 Abstandsgeschwindigkeit (va).:. 294
6.2.4.2 Retardation (R). 296
6.2.4.3 Rückhaltefaktor (Rf). 302
6.2.4.4 Abbaupotenzial (P). 303
6.2.4.5 Gesamtabbaurate (k). 304
6.2.4.6 Biologische Abbaurate (X). 307
6.2.4.7 Monitoring und Grundwasserfrachten. 309
6.2.4.8 Stofftransport- und Reaktionsmodelle. 313
6.2.5 Grundwasserprognose. 317
6.2.6 Datenmanagement Grundwasser. 320
7 Umsetzung und systematische Einordnung. 323
7.1 Gefahrenbeurteilung und Sanierungsuntersuchung. 324
7.2 Sanierungsplan nach BBodSchG. 327
7.3 Überwachung und Eigenkontrolle. 329
7.3.1 Rechtliche Grundlagen. 330
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7.3.3 Grundwassermonitoring. 332
7.3.3.1 Messstellenanordnung und -ausbau. 333
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7.3.3.3 Beendigung des Monitorings. 339
7.3.4 Notfallplanung. 340
7.4 Maßnahmen zur Unterstützung des natürlichen Abbaus. 341
7.4.1 Biologische Grundwassersanierung. 342
7.4.2 Ausgewählte In-situ-Verfahren. 346
7.4.2.1 Reaktive Wände. 346
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7.4.2.3 Chemische Oxidations-Verfahren. 358
7.4.2.4 Einsatz von „Slow Release Compounds" (SRC). 361
7.4.2.5 Methan-Biostimulationsverfahren. 363
7.4.2.6 Bioaugmentation. 365
9
Inhaltsverzeichnis
Literaturverzeichnis. 369
Stichwortverzeichnis. 379
Anhang
Gesetz zum Schutz des Bodens -
Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) vom 17. März 1998. 389
Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)
vom 12. Juli 1999 (ohne Anhang 1 bis 4). 404
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