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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Vom Labor ins Feld: Einmischen reaktiver Stoffe in einen Aquifer mittels Grundwasserzirkulation"

Im Rahmen des KORA Projektverbunds TV2 erfolgte die Auswahl und Erprobung einer wir-kungsvollen Zugabetechnik für die Zugabe von Wasserstoffperoxiden zur Unterstützung (ENA) des In-situ-Bioabbaus von heterozyklischen Kohlenwasserstoffen im Grundwasser. Ausgehend von ersten Auswahlüberlegungen über kleinskalige Laborversuche und großskalige Technikumsversuche bei VEGAS, beide begleitet von numerischen Simulationsrech-nungen, erfolgte abschließend eine Pilotanwendung im Feld zur Sanierung eines Grundwasserschadens.

Der am Standort verfolgte ENA-Ansatz konnte über die Kombination der Methoden zur Bestimmung der Schadstofffrachten mittels Immissionspumpversuchen und der Installation von kleinskaligen Rammpegeln zur Überwachung der Wirksamkeit der Maßnahme („Centerline“-Methode), der Steigerung des aeroben biologischen Abbaus von NSO-HET mittels Zugabe von Wasserstoffperoxid und der Methodik zur Auswahl und Umsetzung der effektiven Einmischung von Elektronenakzeptoren (GZB) verwirklicht werden. Das Ziel einer deutlichen und konstanten Reduzierung der Schadstofffrachten konnte im Rahmen der Pilotanwendung am Standort innerhalb von 6 Monaten erreicht werden. Die Schadstoffkonzentrationen im Wirkungsbereich der Pilotanwendung (Fahnenbreite ca. 20 - 30 m) konnten zwischen 55 – 80% reduziert werden.

Problematisch für den Einsatz des GZB bzw. aller Injektionsmethoden von Wasserstoffperoxid (Sauerstoff) ist ein hoher Eisengehalt im Grundwasser. Die einhergehende Verockerung des Filternahbereichs führte zu einem starken Rückgang des infiltrierbaren, mit Was-serstoffperoxid versetzten Grundwassers. Die auf Dauer infiltrierbare Grundwassermenge sank um einen Faktor 5 – 10 ab. Als praktikable Methode zur Steigerung und Aufrechterhal-tung der erforderlichen Mindestfördermenge (Erfassungsbereich 12 – 15 m) hat sich die Installation bzw. Nutzung von kleinskaligen Infiltrationsbrunnen im unterstromigen Bereich der Zirkulationswalze des GZB erwiesen.

Der Betrieb des Grundwasserzirkulationsbrunnens war für den untersuchten Bereich des Testfeldes Süd in Folge der unerwartet hohen Eisengehalte im Grundwasser und den hierdurch erforderlichen Wartungsintervallen (2 – 3 mal wöchentlich) personal- und kostenintensiv.

Eine ursprünglich geplanten ENA-Demonstrationsanwendung und ENA-Komplettsanierung des Standorts wurde nach dem Beschluss des Standorteigners die Schadensquelle auszugraben und mittels einer hydraulischen Barriere zu sichern, nicht mehr umgesetzt.