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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Machbarkeitsstudie zur Anwendung von In-situ-Chemischer-Oxidation (ISCO) an einem mit CKW belasteten Standort in Villingen-Schwenningen - Abschlussbericht "

Nachdem die hydraulische Eignung des sanierungsrelevanten Gebiets eines Standorts in Villingen-Schwenningen über Markierungsversuche gezeigt wurde (siehe TB VEG49), wurden als nächster Schritt der Machbarkeitsstudie Untersuchungen zum Bedarf des Bodens und des Grundwassers vom Standort an Oxidationsmittel (Natural Oxygen Demand, NOD) mit Permanganat durchgeführt. In Batchexperimenten mit kontaminiertem Grundwasser vom Standort konnten neben dem Oxidationsmittelverbrauch des Grundwassers auch die Reaktionskinetik und Dauer der Oxidation der wässrig gelösten Schadstoffe bestimmt werden. Entsprechend den Untersuchungen kann mit einer Permanganatkonzentration von 1 g/l von einer Schadstoffoxidation (TCE und PCE) von über 99% innerhalb von 7 Tagen mit den Reaktionstemperaturen im Aquifer ausgegangen werden. Zur Bestimmung des NOD des Bodens wurden Bohrkernabschnitte der beiden Aquifere, einem geklüfteten Mergel-Ton-Aquifer und einem teilweise ausgelaugten Dolomit-Aquifer in Säulenversuchen eingebaut und über mehrere Wochen mit einer konzentrierten Permanganatlösung (6 g/L) durchströmt. Der Verbrauch des Bodens gilt als maßgebliche Größe für die Dimensionierung der anzuwendenden Permanganatkonzentration bzw. Bestimmung der erforderlichen Einsatzmengen an Oxidationsmittel. Der NOD des Bodens und des Grundwassers übersteigt in der Regel den Verbrauch zur Schadstoffoxidation um Dimensionen. Der NOD lag nach 7 Tagen Versuchsdauer zwischen 1,3 und 2,5 g Permanganat/kg Boden. Anhand der Labor- und Technikumsuntersuchungen und eines lokal begrenzten Strömungs- und Stofftransportmodells, welches mithilfe der vorangegangenen Markierungsversuche erstellt wurde, wurde eine Pilotsanierung des sanierungsrelevanten Gebiets sowie die Gesamtsanierung vordimensioniert und die jeweiligen Kosten über eine entsprechende Preisabfrage abgeschätzt. Das hydraulische System zur Einbringung der Permanganatlösung in die beiden Aquifere ist vergleichsweise komplex und dient der Reduzierung der Einsatzmengen im Rahmen einer Kreislaufspülung der geklüfteten Festgesteinsaquifere. Hierbei soll eine Kreislaufführung mit Aufkonzentrierung vor Wiedereingabe in beide Aquifere realisiert werden. Der zur hydraulischen Sicherung entnommene Abschlag muss vor Einleitung in das nahe Oberflächengewässer reduziert bzw. entfärbt werden. Der Einsatz von ISCO am Standort ist in hydraulischer und chemischer Hinsicht möglich und erfolgversprechend, allerdings aufgrund der relativ großen Zehrung des Bodens nur unter Einsatz beträchtlicher Mengen an Oxidationsmittel möglich.