In-situ Sanierung von PAK- & BTEX-Kohlenwasserstoffen

In-situ Sanierung von PAK- & BTEX-Kohlenwasserstoffen

In-situ Sanierung von PAK- & BTEX-
Kohlenwasserstoffen

per mikrobiologischer DNBA*-Behandlung

Umweltschutz am Rhein: Erfolgreiche Altlastensanierung einer industriellen Hinterlassenschaft

Es ist allgemein bekannt, dass entlang des Rheins Altlasten, die auf vergangene industrielle Tätigkeiten zurückzuführen sind, leider keine Seltenheit sind. Aufgrund der historischen industriellen Entwicklung und der einst weitverbreiteten Verwendung verschiedener Chemikalien und Öle besteht in der Gegend ein erhöhtes Risiko für Bodenverunreinigungen.

Die Sanierung von Altlasten ist eine komplexe Aufgabe, die nicht nur technisches Know-how erfordert, sondern auch ein tiefes Verständnis für die Auswirkungen auf die Umwelt und die lokale Gemeinschaft. Es ist uns ein Anliegen, nicht nur das Ergebnis unserer Arbeit zu präsentieren, sondern auch das Bewusstsein für die Bedeutung der Altlastensanierung zu stärken.

Wie kam es zu dieser Kontamination und warum wurde es notwendig, dass die Schadstoffe entfernt werden mussten?

Auf einer Altlast am Rhein einer carbochemischen Industrieanlage mit Anwendung von Teerölen und Lösemitteln, verblieben Boden-, Bodenluft- und Grundwasser-Kontaminationen durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie BTEX & HET (NSO-Heterozyklen).

Im Rahmen der Standortentwicklung sollte vorab die Altlast saniert werden.

…es hat sich gelohnt

Die ursprünglich anvisierte Sanierung durch Bodenaushub und Grundwasser-Pump-Maßnahmen (P&T) sollte durch HPC INTERNATIONAL in einer vergleichenden Machbarkeitsstudie auf Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz geprüft werden. Es ergab sich, dass die hydraulische Grundwasssersanierung und Bodenaushub (Dig & Dump) etwa 12,5 – 13 Millionen € gekostet hätten.

Die HPC-Machbarkeitsstudie zeigte, dass die mikrobiologische in-situ Sanierung viel nachhaltiger & kostengünstiger ist. Die Sanierung kostete lediglich € 2,2 Millionen und war damit über € 10 Millionen günstiger als die herkömmliche Methode. Bei einem In-situ Sanierungsverfahren wird die Kontamination direkt vor Ort unschädlich gemacht.

Ablauf der Sanierungsmaßnahme

Nach der genauen Ermittlung des Sanierungskonzepts und des (mit den Behörden abgestimmten) Sanierungsplans erfolgte die Sanierungsdurchführung durch SENSATEC unter Anleitung und Begleitung von HPC INTERNATIONAL.

Dabei kommen standortspezifische Bakterienkonsortien zum Einsatz, welche per PCR (genetisch) selektiert und als mikrobiologisches Konsortium infiltriert werden.

Zusätzlich erfolgt dazu eine in-situ Oxygenierung durch Bio-Air-Sparging (BAS) mit Injektionen durch eine Verteilerstation

Vorteile der in-situ Sanierung

  • Kostenersparnis von mindestens 10,3 Mio. €

  • Besseres ESG-Ranking durch Wegfall von CO2-Emissionen und dem unnötigen P&T (Grundwasserpumpen und Behandlung)

  • Mögliche Standortentwicklung während der laufenden biologischen in-situ Behandlung

  • Rechtssicherheit: öffentlich-rechtlicher Vertrag

Weitere Details

  • Standort « CA » (vertraulich), Carbochemie
  • Behandelter Bodenaquifer & GW: etwa: 137.000 m³ (!)
  • Sanierungszeit : etwa 4,5 – 5,5 Jahre (andauernd, Ende: 2023)
  • Schadstoffe: polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie BTEX (monozyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) und NSO-Heterozyklen (HET)
In-situ Sanierung von LHKW (TCE, PCE, etc.) sowie Chrom-6 (CrVI)

In-situ Sanierung von LHKW (TCE, PCE, etc.) sowie Chrom-6 (CrVI)

In-situ Sanierung von LHKW (TCE, PCE, etc.) sowie Chrom-6 (CrVI)

per mikrobiologischer DNBA- & ISCR-Behandlung

Diese Stoffgruppe klingt bereits so, als wäre ihr schwer beizukommen: leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe, LHKW. Sind sie einmal in den Boden gesickert, sind sie kaum zu fassen. Eingesetzt werden LHKW, um Metalle zu entfetten, Farbe zu entfernen oder Textilien zu reinigen.

Die Chemikalien sind besonders gut untersucht, finden sie sich doch an vielen Orten wieder – so auch auf dieser Rüstungsaltlast der Luftfahrtindustrie.

Wie kam es zu dieser Kontamination und warum wurde es notwendig, dass die Schadstoffe entfernt werden mussten?

Die jahrelange Anwendung von chlorierten Lösemitteln (LHKW) und Chrom-6 (CrVI) führte dazu, dass Kontaminationen durch TCE, DCE, TCE, VC (Vinylchlorid und CrVI) im Boden-, Bodenluft- und Grundwasser verblieben.

Im Rahmen der weiteren Standortentwicklung sollte die Altlast sowie der hydrogeologische Abstrom saniert werden.

…es hat sich gelohnt

Die ursprünglich anvisierte Sanierung durch Bodenaushub und Grundwasser-Pump-Maßnahmen (P&T) sollte durch HPC INTERNATIONAL in einer vergleichenden Machbarkeitsstudie auf Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz geprüft werden.

Die Definition der Sanierungszielwerte erfolgte via TERQ (Toxikologische Expositions-Risiko-Quantifizierung, gemäß BBodSchG § 9(1) & BBodSchV § 15(4))ie ursprünglich anvisierte Sanierung durch Bodenaushub und Grundwasser-Pump-Maßnahmen (P&T) sollte durch HPC INTERNATIONAL in einer vergleichenden Machbarkeitsstudie auf Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz geprüft werden.

Extrapoliert sah die Entwicklung der Konzentration ganz danach aus, als würde eine konventionelle hydraulische Grundwassersanierung mit Bodenaushub (Dig & Dump), aufgrund der Pump & Tread Maßnahme (P&T), zwischen 27 und 35 Jahre dauern. Das ist enorm. Angesichts dieses Zeithorizonts und den erwarteten Kosten von € 7,2 – 7,8 Millionen wurde nach anderen Lösungen gesucht.

Die HPC-Machbarkeitsstudie zeigte, dass die Kombination von Bodenluftabsaugung (SVE) & mikro-biologischer in-situ Sanierung viel nachhaltiger & kostengünstiger ist. Die Kosten lagen bei nur 1,4 Millionen €. Zusätzlich erfolgte eine erheblich bessere CO2-Bilanz durch den vermiedenen LKW-Verkehr, sowie einer Einsparung von Stromkosten der vermiedenen hydraulischen Sanierung (ESG+). Bei einem In-situ Sanierungsverfahren wird die Kontamination direkt vor Ort unschädlich gemacht.

Ablauf der Sanierungsmaßnahme

Nach der genauen Ermittlung des Sanierungskonzepts und des mit den Behörden abgestimmten Sanierungsplans erfolgte die Sanierungsdurchführung. Dabei kamen standortspezifische Bakterienkonsortien zum Einsatz, welche per PCR (genetisch) selektiert und als mikrobio- logisches Konsortium wieder Infiltriert wurden. Zusätzlich erfolgten dazu Injektionen von spezifischen Substraten & Nährstoffen durch eine Verteilerstation (siehe die Abb.). CrVI wurde dabei bei einem Eh von etwa -250 mV zu unlöslichem und an Mineralien gebundenem CrIII reduziert.

Vorteile der in-situ DNBA Sanierung

  • Kostenersparnis von mindestens € 5,8 Millionen

  • Besseres ESG-Ranking durch Wegfall von CO2-Emissionen und dem nicht mehr nötigen Abtransport von Boden und dem Wegfall der P&T (Grundwasserpumpen und Behandlung)-Maßnahme

  • Weitere Standortentwicklung während der laufenden biologischen in-situ Sanierung

  • Rechtssicherheit durch Sanierungsgarantie auf Basis einer DNBA-Machbarkeitsstudie

Weitere Details

  • Standort « BU » (vertraulich), High-Tech-Rüstungsaltlast
  • Behandelter Bodenaquifer & GW: etwa: 61.000 m³ (!)
  • Sanierungszeit: 14 Monate (bis Ende 2022) anstatt >20 J.
  • Schadstoffe: chlorierte Lösemittel (LHKW): CrVI, TCE
In-situ Sanierung von Kohlenwasserstoffen

In-situ Sanierung von Kohlenwasserstoffen

In-situ Sanierung von Kohlenwasserstoffen

per mikrobiologischer & biochemischer Behandlung

Wie kam es zu dieser Kontamination und warum wurde es notwendig, dass die Schadstoffe entfernt werden mussten?

Auf einem Brownfield einer ehemaligen industriellen Automotive-Aktivität mit Anwendung von Schneid- und Brennölen sowie Lösemitteln verblieb eine Altlast mit Bodenverunreinigungen durch Kohlenwasserstoffe (HC5- 40 und vor allem HC>12 & BTEX). Im Rahmen der Standortentwicklung sollte vorab die Altlast saniert werden.

…es hat sich gelohnt

Die ursprünglich geplante Bodenbehandlung durch Bodenaushub und Deponie-Entsorgung sollte durch HPC INTERNATIONAL in einer vergleichenden Machbarkeitsstudie auf Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz geprüft werden.

Die Definition der Sanierungszielwerte erfolgte via TERQ (Toxikologische Expositions-Risiko-Quantifizierung, gemäß BBodSchG § 9(1) & BBodSchV § 15(4)).

Auf Wunsch des vorherigen industriellen Standortbetreibers wird der Standortname: „CR“ vertraulich behandelt.

Es ergab sich, dass die Deponie-Entsorgung des Bodenaushubs (Dig & Dump) etwa € 6,5 – 7,2 Millionen gekostet hätte. Die HPC-Machbarkeitsstudie aber zeigte, dass die mikrobiologische- & bio-chemische in-situ Sanierung wesentlich nachhaltiger & kostengünstiger ist.

Ablauf der Sanierungsmaßnahme

Nach der genauen Ermittlung des Sanierungskonzepts und des (mit den Behörden abgestimmten) Sanierungsplans erfolgte die Sanierungsdurchführung durch SENSATEC unter der Begleitung durch die HPC INTERNATIONAL.

Dabei kamen standort- spezifische Bakterienkonsortien zum Einsatz, welche per PCR (genetisch) selektiert und als mikrobiologisches Konsortium wieder Infiltriert wurden.

Zusätzlich fanden dazu eigens entwickelte biochemisch-aktive Nähr- & Wirkstoffe (zur in-situ Oxygenierung, etc.) ihre Anwendung.

Weitere Details:

  • Standort « CR » (vertraulich), ehemals Automotive
  • Behandeltes Bodenmaterial: 4.700 m³ (8.300 t)
  • Sanierungszeit: 32 Monate (Ende 2023)
  • Schadstoffe: aliphatische Kohlenwasserstoffe (HC5-40; vor allem HC12) sowie BTEX (aromatische Kohlenwasserstoffe) und etwas LHKW (TCE)

Vorteile der in-situ Sanierung

  • Kostenersparnis > € 5 Millionen

  • Besseres ESG-Ranking durch Wegfall CO2-Emissionen und dem nicht mehr nötigen Abtransport von 8.300 t Boden (ca. 415 LKW-Transporte), der sich verkehrsberuhigend auswirkte

  • Gleichzeitige Standortentwicklung während der in-situ Behandlung durch zusätzliche on-site-Behandlung des für Fundamente nötigen Aushubs