Rüstungsaltlasten

Sprengstofftypische Verbindungen – Selbstreinigungspotentiale belasteter Böden und Grundwasserleiter

In dem Projekt untersuchen die Beteiligten den Stofftransport sowie den natürlichen Abbau sprengstoffrelevanter Stoffe auf Altlastenstandorten. Sie zeigten auf, welche dieser Stoffe und Metaboliten stabil und persistent sind und sich daher im Grundwasserleiter wiederfinden können. Die durchgeführten Modellrechnungen und Versuche erlauben eine Prognose über die Senkung der Stoffkonzentration durch MNA-Methoden (monitored natural attenuation). 

Zusammenfassung

Sprengstofftypischen Verbindungen (STV) wie z.B. Trinitrotoluol (TNT), Hexogen oder weitere aromatische Nitroverbindungen sowie ihre Transformationsprodukte werden an Altlastenstandorten noch immer im Wasser und im Boden gefunden. Im Rahmen des Projekts wurden auf dem Rüstungsaltstandort Stadtallendorf über fünf Jahre Untersuchungen zum natürlichen Schadstoffeliminierungsprozess STV im Festgestein und in einer Talaue durchgeführt. Zusätzlich wurden in Batch-und Säulenversuchen Sorptions- und Abbaukonstanten untersucht. Modellrechnungen zum Stofftransport ermöglichten, die Stoffausbreitung und die Dauer der Belastung im Grundwasser zu prognostizieren. Für verschiedene Bereiche der kontaminierten Fläche wurden auf Basis der Untersuchungen und Berechnungen Handlungskonzepte vorgeschlagen. 

Ergebnisse:

  • Untersuchungen im Festgestein (Buntsandstein) zeigten, dass 2,4,5-TNT besonders gut sorbiert, während die polaren STV wie Benzoe- und Sulfonsäuren schlecht sorbieren.
  • Unter den vorherrschenden Milieubedingungen sind TNT, ADNT, Benzoe- und Sulfonsäuren persistent, während MNT und DNT (Nitrotoluole) biologisch gut abbaubar sind. Methylaniline entstehen im Schadenszentrum,  sind jedoch nicht stabil und daher im Abstrom nicht mehr nachzuweisen.
  • Der Abbau im TNT ist im Bereich von 25mg/l durch eine fehlende Kohlenstoffquelle im Grundwasser limitiert. Ab einer Konzentration von 15mg/l wird MNT (Mononitrotoluol) nicht mehr abgebaut.
  • Schadstoffminderungsprozesse von MNT laufen bei den vorhandenen oxidativen Bedingungen (O2-Gehalt von über 3 mg/l) im Auengrundwasserleiter ab.  
  • Der Porenraum des Buntsandsteins (Porenvolumina 14-20%) kann wie ein Speichermedium für lokal kontaminiertes Grundwasser wirken. In dem vergleichsweise geringen Porenraum (Porenvolumina von 1-3%) von Klüften finden Stofftransportvorgänge, jedoch kaum Abbauvorgänge statt. Die Nachlieferung von Schadstoffen ist damit durch den Austausch von Porenwasser mit Grundwasser limitiert.
  • Im Lockergestein der Talaue sind die Fließgeschwindigkeiten wesentlich kleiner als in den Klüften. Hier werden aufgrund der wesentlich höheren Anteile an Ton und organischem Kohlenstoff STV in der Matrix zurückgehalten.
  • Im Gebiet der ehemaligen Sprengstoffproduktionsanlage können die hydraulischen Sicherungen schrittweise außer Betrieb genommen werden. Ein MNA-Konzept kann absichern, dass die Konzentrationen im Ablauf nicht die Grenzwerte überschreiten. Die Ablaufkonzentrationen werden sich erhöhen, können aber durch eine Rohwasserbehandlung abgefangen werden.  

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

HIM GmbH

Kooperationspartner

Universität Karlsruhe Lehrstuhl für Angewandte Geologie

Technologieanbieter

ahu AG Wasser Boden Geomatik

Weitere Projektdaten

Projekttitel:  Verbundprojekt: KORA, Teilvorhaben 5, Verbund 'Nutzung von Selbstreinigungspotentialen in STV-belasteten Böden und Grundwasserleitern' - TP 2: Prognose und Kontrolle des natürlichen Rückhalts und Abbaus von Nitroaromaten im Festgestein (Monitored natural Attenuation) am Rüstungsstandort Stadtallendorf

Projektnummer: 0330508

Projektzeitraum: 2003 - 2008

Projektort: Deutschland (Hessen)

Projektansprechpartner:

Herr Weingran

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Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)