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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung: Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS)

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Ökologische Auswirkungen der Baureifmachung beim Flächenrecycling und deren Umsetzung in die Sanierungspraxis
Projektleiter:PD Dr.-Ing. Baldur Barczewski
Stellvertreter:Dr.-Ing. Volker Schrenk, Dipl.-Geoökol.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dr.-Ing. Volker Schrenk, Dipl.-Geoökol.
Projektdauer:1.5.2002 - 31.12.2004
Finanzierung:Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW)
Kommentar:

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
Flächenrecycling und Ökobilanzierung

Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Anhand von 10 retrospektiv untersuchten Fallbeispielen zum Flächenrecycling konnte grundsätzlich gezeigt werden, dass im Zuge der Baureifmachung von Brachflächen und speziell der Sanierung von Untergrundkontaminationen die hierzu erforderlichen Transporte, Bautätigkeiten und Sanierungsverfahren insgesamt im Rahmen einer Ökobilanz zu betrachten sind.

Basierend auf den Bilanzergebnissen konnten die Fallbeispiele in Gruppen zusammengefasst werden. Für ausgewählte Wirkungskategorien konnten dabei die Maßnahmen identifiziert werden, die die wesentlichen potenziellen Umweltauswirkungen verursachen. Diese Gruppen betreffen die Vorgehensweisen "Auskoffern und Entsorgung", "Off-site Behandlung", "On-site Behandlung", "In-situ Maßnahmen" und "Sicherungsmaßnahmen". Für diese Vorgehensweisen konnte gezeigt werden, dass häufig einzelne Tätigkeiten die wesentlichen Ursachen für Umweltbeeinträchtigungen darstellen. Für das "Auskoffern und Entsorgung" handelt es sich um die Transporte, bei "On-site Maßnahmen" um die Bautätigkeiten und eingesetzten Sanierungsverfahren, bei "Off-site Maßnahmen" um die Transporte und Sanierungsverfahren, bei "In-situ Maßnahmen" um den Betrieb von Pumpen und/oder Seitenkanalverdichtern sowie den Verbrauch von Aktivkohle (z. B. Bodenluftabsaugungen, Pump & Treat).

Obwohl jedes der untersuchten Fallbeispiele durch individuelle Randbedingungen (u. a. Größe der Fläche, Altlastensituation) zu charakterisieren ist, konnten für die gebildeten Gruppen für die in der Ökobilanz ermittelten Wirkungskategorien die wesentlichen "Verursacher" herausgearbeitet werden. Am Kumulierten Energieaufwand und Fossilen Ressourcenverbrauch besitzen die Transporte in den meisten Fällen, abgesehen von In-situ Maßnahmen, die größten Anteile. Auf Ebene der Sanierungsverfahren sind dies eingesetzte Verfahren zur thermischen Bodenbehandlung und der Immobilisierung (Off-site Behandlung). Bei den In-situ Maßnahmen handelt es sich um die Betriebsphase der Sanierungsanlage. Auf die Kategorien Treibhauseffekt, Sommersmog und Versauerung haben wiederum die Prozesse mit dem höchsten Energieverbrauch die größten Auswirkungen (z. B. Transporte, energieintensive Sanierungsmaßnahmen). Die Kategorien der Abfallentstehung sind jeweils von der Vorgehensweise bei der Baureifmachung abhängig. In den meisten untersuchten Fällen wurde das Material als Abfall zur Verwertung im Deponiebau eingesetzt. In seltenen Fällen wurde es als Abfall zur Beseitigung eingestuft. Der Ressourcenverbrauch Wasser war entweder durch den Wasserverbrauch im Zusammenhang mit Sanierungsmaßnahmen oder durch wasserverbrauchende Prozesse in den Vorketten (u. a. Energiebereitstellung) dominiert. Die Wirkungskategorie Flächeninanspruchnahme wurde bei den vorliegenden Beispielen hauptsächlich durch die Bereitstellung von mineralischen Rohstoffen und Transportprozesse beeinflusst. Der hohe Anteil der Transportvorgänge an dieser Kategorie kann dabei mit der in den genutzten Datensätzen berücksichtigten Verkehrsflächeninanspruchnahme erklärt werden. Für die Wirkungen im sogenannten Nahbereich (Humantoxizität Luft - Nahbereich und Geruch) sind die Bautätigkeiten die wesentlichen Verursacher.

Kalkulierte Alternativmöglichkeiten haben für einige Fallbeispiele ökologische Optimierungspotenziale aufgezeigt. Diese ergaben sich oftmals in Hinblick auf die durchgeführten Transporte. Eine Verkürzung von Transportdistanzen bzw. die Wahl des Transportmittels stellten Möglichkeiten einer Optimierung dar. Weitere Möglichkeiten waren der Einsatz generell anderer Sanierungsverfahren. Eine Optimierungsmöglichkeit stellte bei großen Flächen die Nutzung von On-site Sanierungsverfahren anstelle von Off-site Verfahren dar.

Die erstmalige Ökobilanzierung der thermisch unterstützen Bodenluftsanierung TUBA hat gezeigt, dass dieses Verfahren infolge seiner hohen Sanierungseffizienz und damit kürzeren Laufzeit geringere Umweltauswirkungen aufweist als eine im Vergleich länger dauernde konventionelle kalte Bodenluftsanierung. Das Verfahren ist für Flächenrecyclingprojekte aufgrund seiner kurzen Laufzeit, ökologischen Vorteile und hohen Wirksamkeit gegenüber einer konventionellen Bodenluftabsaugung besonders geeignet.

Als zweites innovatives Sanierungsverfahren wurde der sogenannte Dichtwand-Heber-Reaktor (DHR) bilanziert, der sich als Alternative zu einer herkömmlichen Pump & Treat-Anlage anbietet. Falls keine Dichtwand benötigt wird, besitzt der Heber-Reaktor infolge eines geringeren Stromverbrauchs (temporär betriebene Pumpe zur Entlüftung der Anlage) ökologische Vorteile gegenüber einer Pump & Treat-Anlage. Allerdings hat dies nur einen geringen Einfluss auf die gesamte Ökobilanz, da diese im untersuchten Fall zu einem großen Teil durch die erforderliche Aktivkohle zur Grundwasseraufbereitung dominiert wird. Für den Bau eines Hebersystems konnte für die vorliegenden Daten gezeigt werden, dass der Einsatz von Kunststoff zum Bau der notwendigen Rohrleitungen minimiert werden sollte, da der Verbrauch deutliche Auswirkungen auf die Ökobilanz besitzt.

Als vereinfachender Bewertungsansatz für die Ökobilanzierung von Altlastensanierungen bei Flächenrecycling bieten sich die Wirkungskategorie des Kumulierten Energieaufwands und ein Vergleich der durch ein Projekt induzierten Flächeninanspruchnahme im Verhältnis zur durch ein Flächenrecyclingprojekt gewonnenen Fläche an.

Basierend auf den Ergebnissen aller durchgeführten Untersuchungen wurden Handlungsempfehlungen abgeleitet, die zu einer ökologisch optimierten Planung von zukünftigen Flächenrecyclingprojekten beitragen sollen. Hierzu zählen u. a. die Minimierung der Transporte, eine Optimierung des Stoffstrommanagements, die Nutzung von On-site Sanierungsverfahren oder der Einsatz von effektiven In-situ Verfahren. Eine enge Abstimmung der Phase der Baureifmachung eines Grundstückes auf die geplante Wiedernutzung kann zu einer Reduzierung der ökologischen Auswirkungen beitragen.