Sanierungsziele in der Bodenluft - Altenbockum & Partner

Die Bodenluft in der täglichen Sanierungspraxis
Referenten: Michael Altenbockum (Altenbockum & Partner, Aachen, 0241/40174-62)
Michael Odensaß (Landesumweltamt NRW, Essen, 0211/983086-2551)
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0. Zusammenfassung
1. Untersuchungsvorhaben des Landesumweltamtes NRW
2. Genehmigungsanforderungen
3. Vorbereitung und gutachterliche Begleitung
4. Sanierungsbegleitende Untersuchungen
5. Laborversuche zur Absaugbarkeit und zum Einfluß der Bodenfeuchte
6. Energieverbrauch
7. Fazit
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0. Zusammenfassung
Im Rahmen eines im Auftrag des Landesumweltamtes Nordrhein Westfalen durchgeführten
Untersuchungsvorhabens wurden mittels einer bundesweiten Datenrecherche
der Stand der Bodenluftsanierungspraxis sowie mittels entsprechender Diplomarbeiten
wichtige Randbedingungen bei der genannten Technik untersucht.
Zur Verfügung standen und ausgewertet wurden Daten von 146 Sanierungsanlagen
bei 100 Sanierungsmaßnahmen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse stellen die
tatsächlichen Leistungsmöglichkeiten der Bodenluftsanierung bei vielen Fällen in
Frage. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass bei vielen Bodenluftsanierungsmaßnahmen
Zweifel bezüglich ökonomischer, ökologischer und somit verhältnismäßiger
Aspekte im Hinblick auf das Erreichen eines Sanierungszieles bestehen. Der
Sanierungszweck vieler Maßnahmen und die tatsächliche Rückhaltung bzw. Entfernung
der Schadstoffe aus der Umwelt muß in vielen Fällen in Frage gestellt werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass Bodenluftsanierung bei der derzeitigen Anwendungspraxis
in vielen Fällen kein geeignetes Verfahren zur Sanierung (im Sinne von
Dekontamination) der ungesättigten Bodenzone auf die festgelegten Sanierungszielwerte
in der Bodenluft ist.
Im Rahmen des Vorhabens wird deshalb auch dargelegt, welche wesentlichen verfahrensspezifischen
Grundlagen und standortspezifischen Randbedingungen zu beachten
und zu berücksichtigen sind, damit die Bodenluftsanierung ein geeignetes
Sanierungsverfahren sein kann.
Nachfolgend wird über erste Ergebnisse des Untersuchungsvorhabens „Arbeitshilfe
Bodenluftsanierung – Praxis der Bodenluftsanierung“ berichtet.
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„Die Bodenluft in der täglichen Sanierungspraxis“ Altenbockum & Partner, Geologen
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1. Untersuchungsvorhaben des Landesumweltamtes NRW
Zur Klärung offener Fragen bei der Sanierungstechnik der Bodenluftsanierung und
vertiefenden Betrachtung dieser Aspekte hat das Landesumweltamt NRW 1997 eine
Arbeitshilfe beauftragt. Im Rahmen des Vorhabens wird der „Stand der Technik“ bei
der Bodenluftsanierung unter besonderer Berücksichtigung aktueller Veröffentlichungen
(z.B.: LUA Nordrhein-Westfalen, LfU Baden-Württemberg, ITVA, VDI) dargelegt.
Die Beschreibung des „Standes der Technik“ umfaßt auch die Auswertung einer
Vielzahl (>100) abgeschlossener entsprechender Sanierungsmaßnahmen in der
Praxis. Dazu wurde eine bundesweite Datenrecherche durchgeführt. Vorliegende
Teilergebnisse der Datenrecherche werden hiermit vorgestellt.
Ziel des Untersuchungsvorhabens ist es, zuständigen Behörden, Planern, Gutachtern
und anderen Beteiligten bei Bodenluftsanierungsmaßnahmen eine Arbeitshilfe
zu geben, die bei Berücksichtigung vorgeschlagener Maßnahmen zur Qualitätssicherung
einen zielgerichteten, erfolgreichen und verhältnismäßigen Sanierungsbetrieb
ermöglicht. Dazu werden u.a. Beurteilungskriterien für oder gegen eine Sanierungsentscheidung
ausgearbeitet, gängige Grenz- und Zielwerte der relevanten
Stoffe dargestellt, Anforderungen an die Planung, an die Durchführung und an die
Begleitung von Bodenluftsanierungsmaßnahmen formuliert, ein Forderungskatalog
zur Qualitätssicherung bei Bodenluft-Sanierungsmaßnahmen aufgestellt sowie Anforderungen
an Probenahme, Berichtswesen, Nachsorge und Langzeitüberwachung
gestellt.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Klärung und Darstellung des Resourcenverbrauches,
der ein wesentliches Beurteilungskriterium für die Verhältnismäßigkeit einer
Sanierungsmaßnahme ist.
Von Sommer 1997 bis Frühjahr 1998 wurden bei mehr als 35 verschiedenen Landesbehörden,
Landesverbänden, Kreisen, Kommunen und Gutachtern Daten von
100 abgeschlossenen Bodenluftsanierungsmaßnahmen erhoben. Dazu wurde zunächst
ein telefonischer Erstkontakt hergestellt, um die grundsätzlichen Möglichkeiten
der Projektunterstützung zu ermitteln.
Im nächsten Bearbeitungsschritt wurden die Ansprechpartner schriftlich über die
Projektziele und die Anforderungen an die Akteneinsicht unterrichtet. Im Anschreiben
wurde durch ein Begleitschreiben des Landesumweltamtes NW (LUA) die Legitimation
des Vorhabens bestätigt. Außerdem wurde die Einhaltung des Datenschutzes
garantiert. Durch eine vollständige Anonymisierung der Daten und Inhalte der Fragebögen
wurde sichergestellt, dass alle fachtechnischen Aspekte erfaßt und für die
weiterführende Auswertung verfügbar waren, projektbezogene Daten bei der Darstellung
der Ergebnisse aber nicht einzelnen Maßnahmen zugeordnet werden können.
Für die Ermittlung der gängigen Sanierungspraxis bei Bodenluftsanierungsmaßnahmen
sollten Informationen abgeschlossener Maßnahmen erfaßt werden. Um vergleichbare
Daten mit einer entsprechenden Grundgesamtheit für die spätere statisti-
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sche Auswertung zu erhalten, wurden an die zu recherchierenden Einzelmaßnahmen
folgende Anforderungen gestellt:
• Bei den Sanierungsmaßnahmen soll als Verfahren zur Abluftreinigung die Aktivkohleadsorption
zum Einsatz gelangt sein;
• Der Schaden in der ungesättigten Bodenzone soll durch leichtflüchtige chlorierte
Kohlenwasserstoffe entstanden sein;
• Die Sanierungsmaßnahme soll zum Zeitpunkt der Datenerfassung abgeschlossen
sein.
2. Genehmigungsanforderungen
Im Bundesbodenschutzgesetz, welches im März 1999 in Kraft treten wird, ist festgelegt,
dass die behördliche Zustimmung zum Sanierungsplan ebenso wie die behördliche
Anordnung (Verfügung) von Sanierungsmaßnahmen nach anderen Landesvorschriften
erforderliche Zulassungen einschließt, wenn sie im Einvernehmen mit der
jeweils zuständigen Behörde ergangen ist.
Somit kann nach in Kraft treten des Bundesbodenschutzgesetzes dem Sanierungsplan
in Verbindung mit einer behördlichen Zustimmung mit Konzentrationswirkung in
Zukunft unter anderem auch für die Bodenluftsanierung eine zentrale Bedeutung zukommen.
Einhergehend mit diesem Stellenwert sind auch die inhaltlichen Anforderungen
an den Sanierungsplan zu sehen, die dann bzgl. Umfang und Differenzierung
die bau-, wasser-, immissionsschutz- und abfallrechtlichen Antragsunterlagen beinhalten.
Für die Vorgänge während einer Bodenluftabsaugung im Untergrund besteht kein
spezieller Genehmigungstatbestand. Für den Bau und Betrieb von Bodenluftbehandlungsanlagen
werden deshalb in der Regel keine Genehmigungsverfahren
durchgeführt.
Für Bodenluftreinigungsanlagen (Sonderbauten nach z.B. § 54 BauONW in der Fassung
vom 07.03.95, gültig seit dem 01.01.96) ist im Einzelfall zu überprüfen, ob eine
Genehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) erforderlich
ist, wenn zum Reinigungsprozeß genehmigungsbedürftige Abgasreinigungseinrichtungen
gehören. Zunächst kann davon ausgegangen werden, dass gemäß der
4.BImSchV eine Genehmigung erst nach einer Betriebszeit von mehr als 12 Monaten
erforderlich wird. Dies gilt auch für Oxidationsverfahren.
Die TA-Luft findet zur Beschreibung von tolerierbaren Emissionen keine Anwendung,
weil in der Regel Bodenluftsanierungsanlagen weder nach BImSchG genehmigungsbedürftig
sind noch die dort angegebenen Massenströme als Anwendungsvoraussetzung
erreicht werden. Bei Anwendung der TA-Luft würde eine Verlagerung der
Schadstoffe vom Boden in die Atmosphäre erfolgen. Hieraus ist sofort ersichtlich,
dass bei Anwendung der TA-Luft keine Sanierung (Entfernung der Schadstoffe aus
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der Umwelt) sondern nur eine Verlagerung der Schadstoffe aus der Bodenluft in die
Atmosphäre erfolgt. Einzige Ausnahme stellen Verfahren der Oxidation dar.
Grundsätzlich sollten daher strengere Anforderungen als in der TA-Luft gefordert
werden, weil auch nicht genehmigungsbedürftige Anlagen so zu errichten und betreiben
sind, dass schädliche Umwelteinwirkungen verhindert werden. Deshalb sollten
einzelfallbezogen Abscheidegrad und maximale Emissionswerte für die geplante
Maßnahme festgelegt werden. Grundsätzlich sind geeignete Maßnahmen zu wählen,
um die Emissionen leichtflüchtiger Stoffe nach dem Grundsatz der Verhältnismäßigkeit
so weit wie möglich zu reduzieren. Bei Anwesenheit kanzerogener Stoffe sind die
Emissionen nach dem Stand der Technik soweit wie möglich zu reduzieren, wozu
hierbei Grenzwerte der TA-Luft ohne Berücksichtigung der Massenströme als Orientierungswerte
ohne Festlegung eines Grenzwertes herangezogen werden können.
In der VDI-Richtlinie 3897 werden für einzelne Stoffe Grenzwerte vorgeschlagen, die
eine starre Orientierung an diesen Werten erfordert. Eine allgemein nutzbare Orientierungshilfe
stellen diese Werte nicht dar. Daher sollte bei der praktischen Umsetzung
von Anforderungen an die Reinigung der Abluft eine einzelfallbezogene Vorgabe
im Rahmen vorliegender technischer Möglichkeiten (Stichwort: Emissionsminderung
nach Stand der Technik) angestrebt werden.
Bei den 100 untersuchten Praxisfällen wurden lediglich bei zwei Maßnahmen durch
die zuständige Behörde entsprechende Genehmigungen (1 x nach Bergrecht) bzw.
vergleichbare rechtliche Grundlagen mit Beteiligung der Ordnungsbehörde (Öffentlich-rechtlicher
Vertrag) erteilt. Bei weiteren 15 Sanierungsmaßnahmen wurde die
jeweils zuständige Behörde im Rahmen sogenannter Ersatzvornahmen (= Anordnung)
tätig.
Bei 78% der ausgewerteten Sanierungsmaßnahmen wurden diese in Abstimmung
mit der zuständigen Behörde durchgeführt. Aus den Unterlagen war in keinem der
Fälle unmittelbar erkennbar, in welcher Form diese Abstimmung bestand.
3. Vorbereitung und gutachterliche Begleitung
Das Bundesbodenschutzgesetz gibt Untersuchungsschritte vor, die der Bearbeitung
entsprechender Altlasten-Maßnahmen oder Schadensfälle zu berücksichtigen sind.
Dazu gehören:
- Gefährdungsabschätzung (§ 9 BBodSchG),
- Sanierungsuntersuchung (§ 13 BBodSchG Abs. 1 Satz 1)
- Sanierungsplan (§ 13 BBodSchG Abs. 1 Satz 1)
- Behördliche Überwachung und Eigenkontrolle (§15 BBodSchG Abs. 2).
Die jeweiligen Ausführungsbestimmungen sind in den Ländern entsprechend zu regeln.
Nachfolgend werden entsprechende Vorgaben und Regelungen der einzelnen
Arbeitsschritte weiterführend dargelegt und mit der gängigen Praxis verglichen.
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Die Erstbewertung ist der einleitende Schritt bei der Gefährdungsabschätzung und
dient einer ersten Risikoeinschätzung und -bewertung im Einzelfall. Die eigentliche
Gefährdungsabschätzung umfaßt alle im Einzelfall auf die Erfassung folgenden
Maßnahmen bis zur abschließenden Gefahrenbeurteilung durch die zuständige Behörde.
Gemäß § 9 Abs. 2 BBodSchG kann die Behörde verlangen, dass die Untersuchungen
zur Gefährdungsabschätzung vom Verursacher, Eigentümer oder Gesamtrechtsnachfolger
(§ 4 Abs. 3,4 und 6 BBodSchG) durchzuführen sind.
In der Praxis der ausgewerteten Bodenluftsanierungsmaßnahmen wurden bei 77 %
der Sanierungsmaßnahmen Erstbewertungen und bei 61 % der Maßnahmen eine
Gefährdungsabschätzung durchgeführt. Bei insgesamt 39 % wurden beide Untersuchungsschritte
realisiert und entsprechend dokumentiert. Bei allen untersuchten Fällen
stellten entweder eine Erstbewertung, eine Gefährdungsabschätzung oder beide
Untersuchungsschritte die Grundlage zur Entscheidung über weiterführende Maßnahmen
im betreffenden Sanierungsfall.
Mit Durchführung einer Erstbewertung und – bei entsprechender Indikation – einer
nachfolgenden Gefährdungsabschätzung können in der Praxis fachliche Grundlagen
erarbeitet werden, die die Datenbasis nachfolgender Bearbeitungsschritte (s.u.) darstellen.
Bei entsprechend ausführlicher Untersuchung einschließlich einer abschließenden
Schadenseingrenzung und Datendokumentation (Erfassung von Art, Menge
und Verteilung der Schadstoffe; räumliche und zeitliche Ausbreitung der Schadstoffe
auf den Wirkungspfaden; Art, Ausmaß und Bewertung der Einwirkungen und Wirkungen
der Schadstoffe auf Schutzgüter) können je nach den Ergebnissen und ihrer
Darstellungsqualität und -plausibilität gegebenenfalls weitere Standortuntersuchungen
entfallen.
Bei nicht ausreichender Datenlage oder großer zeitlicher zur Sanierung vorgesehenen
Entfernung zu vorangegangenen Untersuchungen werden im Einzelfall eingrenzende
Untersuchungen erforderlich. Mittels sogenannter Absaugversuche können
das Schadstoffpotential und die Absaugbarkeit der Schadstoffe erfaßt werden.
Eingrenzende Untersuchungen werden in der Praxis gefordert, wenn die Ergebnisse
vorangegangener Untersuchungen nicht ausreichend waren, was bei 65 % (!) der
Maßnahmen der Fall war. Des weiteren wurden bei der Mehrzahl der Maßnahmen
(65 %) sogenannte Absaugversuche durchgeführt. Die Absaugversuche wurden in
Ermangelung entsprechender Vorgaben ohne erkennbare Systematik durchgeführt.
Dabei wurde bei der Mehrzahl der Fälle (73,8 %) eine Abluftreinigung mittels Aktivkohle
durchgeführt, die übrigen Absaugversuche wurden ohne entsprechende
Schadstoffrückhaltung realisiert. Die Dauer der Absaugversuche folgte keiner erkennbaren
Gesetzmäßigkeit. Hier wurden Absaugzeiten von 1 Stunde bis zu mehreren
Jahren als Absaugversuche durch den jeweiligen Gutachter angegeben. Bei 55,4
% betrug die Laufzeit weniger als drei Tage, bei 23,1 % lag sie zwischen drei und 14
Tagen und bei 12,3 % der Absaugversuche wurde zwischen 14 und 30 Tagen abgesaugt.
Die restlichen Absaugversuche (4,6 %) dauerten mehr als 30 Tage. Bei keiner
Sanierungsmaßnahme führten die durchgeführten Absaugversuche zu erkennbaren
oder nachvollziehbaren Ableitungen im Hinblick z.B. auf die Auslegung von Absaugaggregaten
oder die zu installierende Anlagentechnik. Angaben oder Prognosen
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zum zu erwartenden Resourcenverbrauch (Aktivkohle- oder Energieverbrauch) als
Ergebnis des durchgeführten Absaugversuches und somit zu den zu erwartenden
Kosten bei der späteren Sanierungsmaßnahme wurden in keinem der Fälle gemacht.
Da zwischen Absaugversuch und Sanierungsbeginn im Mittel nur etwa sieben Monate
vergehen, ist zu vermuten, dass in einer Vielzahl von Fällen die beim Absaugversuch
installierte Anlage aus „Vereinfachungsgründen“ nachfolgend in den Status
einer „Sanierungsanlage“ versetzt worden ist. Dafür spricht auch die Tatsache, dass
bei 73,8 % der ausgewerteten Fälle die Technik Aktivkohleadsorption beibehalten
wurde.
Nur bei 38 Absaugversuchen (58,5 %) wurden während des Absaugversuches Analysendaten
in der abgesaugten Bodenluft ermittelt, Hinweise auf Untersuchungen in
der Abluft während des Absaugversuches fehlen nahezu völlig. Obwohl bei 5 Absaugversuchen
bereits nach kurzer Zeit das Sanierungsziel erreicht war, wurde
nachfolgend eine Bodenluftsanierungsmaßnahme eingeleitet.
Die Sanierungszielwerte für die Bodenluft wurden in der Regel von der zuständigen
Behörde einzelfallspezifisch vorgegeben, wobei die Höhe des zu erreichenden Wertes
regional sehr unterschiedlich ist und in keinem Fall nachvollziehbar abgeleitet
wurde. die Bandbreite der geforderten Sanierungszielwerte für LCKW in der Bodenluft
zeigt Abbildung 3-1.
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6

Prozent
40
30
20
10
0
Sanierungsziele in der Bodenluft
(100 Sanierungsmaßnahmen)
12,9
38,8
22,4
Abbildung 3-1: Sanierungsziele in der Bodenluft
20,0
Die Datenrecherche zeigt, dass die derzeitige Praxis bei der Durchführung von Bodenluftabsaugversuchen
keinen erkennbaren Regelungen folgt. Die Absaugversuche
führten in keinem Fall zu einer dokumentierten Interpretation der - sofern überhaupt -
gewonnenen Daten im Hinblick auf die Auslegung der späteren Sanierungsanlage.
Die Durchführung von Bodenluftabsaugversuchen macht nur Sinn, wenn aussagekräftige
Daten ermittelt und die gewonenen Ergebnisse entsprechend ausgewertet
werden. Mindestanforderungen für die Durchführung von Bodenluftabsaugversuchen
werden wie folgt vorgeschlagen:
� Dauer des Absaugversuches: 5 - 10 Tage
� Technik beim Absaugversuch:
Pegel: ≥ DN 50, < 1m Filter über Grundwasser;
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2,4
0,5 1 5 10 20 50
Sanierungsziele in mg/m³ LCKW
3,5
7

Wasser- (=Partikel-) abscheider;
Verdichter (250±50 m³/h; 240±30 mbar; 2,4±0,4 kW);
Adsorptionsstufe (1x200l, 70 - 80 kg Aktivkohle);
� Beprobung: Rohluft nach 0,1h, 3,0h, 24h, 48h und bei Versuchsende;
Abluft nach 24h, 48h und bei Versuchsende (ideal wäre
permanente Abluftüberwachung mit automatischer
Abschaltung);
� Dokumentation der Probenahme;
� Probenahme mit Vorortmessung von Volumenstrom, Temperatur, Feuchte in
Roh- und Reinluft;
� Auswertung der Ergebnisse im Hinblick auf Sanierungsnotwendigkeit, Prognose
von Aktivkohle- und Energieverbrauch, Aufstellen eines sanierungsbegleitenden
Untersuchungsprogrammes,
� Erarbeiten eines Kurzberichtes.
Angaben zur Dauer der ausgewerteten Bodenluftsanierungsmaßnahmen zeigt Abbildung
3-2.
Prozent
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Sanierungsdauer bei der Bodenluftsanierung
Angaben in %
26,0
36,0
27,0
Abbildung 3-2: Sanierungsdauer bei der Bodenluftsanierung
11,0
< 6 6 - 24 >24 - 48 > 48
Sanierungsdauer in Monaten
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4. Sanierungsbegleitende Untersuchungen
Der Eigenkontrolle sowie der behördlichen Überwachung kommt nach BbodSchG
eine zentrale Bedeutung zu. Dies kann auch für Bodenluftsanierungsmaßnahmen
gelten. Die derzeitige Praxis genügt den fachtechnischen Anforderungen nicht. So
zeigt die Recherche abgeschlossener Bodenluftsanierungsmaßnahmen, dass insbesondere
die Beprobung von Absaugpegeln, Kontrollpegeln (so weit vorhanden) und
der Bodenluftreinigungsanlage keinem Standard folgt. Eine nachvollziehbare Dokumentation
der Probenahme war bei keiner der untersuchten Bodenluftsanierungsmaßnahmen
gegeben.
Eine Bewertung und Darstellung der jeweiligen Anlagenzustände (läuft, läuft nicht)
an den verschiedenen Probenahmestellen bei der Bodenluftbeprobung ist nur bei
einer entsprechenden Erfassung der Vorortparameter (Temperatur, Feuchte, Volumenstrom,
Unterdruck und ggfs. Sauerstoff) möglich. Ohne die Erfassung der genannten
Daten ist insbesondere eine Plausibilitätsprüfung der nachfolgend ermittelten
Daten (z.B. Analytik, Bilanzierung) nicht möglich.
Bei den untersuchten Bodenluftreinigungsanlagen (146 Anlagen) wurden nur bei
32,9% der Maßnahmen überhaupt Vorortuntersuchungen durchgeführt. Tatsächlich
erfolgten bei 32,2% der Fälle einmalige Volumenstromangaben, bei 15,1% der Anlagen
wurde der Volumenstrom öfter als einmal gemessen. In Ermangelung entsprechender
Daten wurden lediglich bei 26,7 % der Maßnahmen Frachtberechnungen
durchgeführt, wobei 12,9 % der Frachtberechnungen auf Basis der Angaben auf dem
Typenschild des eingesetzten Verdichters durchgeführt wurden.
Die jeweilige Gastemperatur der Bodenluft wurde in 7,5% der Maßnahmen bestimmt,
weitere Temperaturmessungen und entsprechende Veränderungen wurden bei < 2
% ermittelt. Feuchte-Messungen erfolgten bei 6,2% der Anlagen, Meßwiederholungen
waren nur ein einziges Mal dokumentiert. Ebenfalls nur einmal wurde der Unterdruck
bei der Probenahme vor dem Verdichter (= Saugseite) ermittelt. Die Bestimmung
des Sauerstoffgehaltes erfolgte bei keiner Maßnahme.
Zur Ermittlung überprüfbarer Daten als Grundvoraussetzung zur Qualitätssicherung
werden bei Grundwasserbeprobungen seit Jahrzehnten Anforderungen an die Probenahme
und die Ermittlung von Vorortparametern gestellt und eingehalten. Vergleichbare
Standards fehlen bisher bei der Untersuchung der Bodenluft und insbesondere
auch bei der Überwachung im Betrieb befindlicher Bodenluftabsauganlagen.
Ohne entsprechende Vorortuntersuchungen ist ein erfolgreicher Sanierungsbetrieb
jedoch nicht darstellbar. Die ermittelten Daten genügen nicht den Standards für eine
aussagekräftige und reproduzierbare Untersuchung, für die entsprechende Angaben
zur Probenahme eine wesentliche Voraussetzung darstellen.
Es wird daher empfohlen, grundsätzlich auch bei der Beprobung der Bodenluft und
im Betrieb befindlicher Bodenluftabsauganlagen Vorortparameter zu ermitteln und
die Ergebnisse in einem Probenahmeprotokoll zu dokumentieren. Als Vorortparameter
sind bei jeder Probenahme am Probenahmepunkt zu ermitteln:
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• Feuchte und Temperatur
• Volumenstrom und Druckverhältnisse
• ggf. Sauerstoffgehalt.
5. Laborversuche
Bei der Bodenluftsanierung wird in der Regel eine seit Jahren bewährte Technik bei
der Abluftreinigung eingesetzt. Dabei wird vernachlässigt, dass die industrielle Abluftreinigung
im Rahmen entsprechender Gesetze und Regelungen (BImSchG, VDI-
Richtlinien) erfolgt und dort oft nur bei einem Stoff und gleichmäßiger Konzentration
Emissionsminderungen angestrebt werden.
Die zu behandelnde Bodenluft besteht jedoch in der Regel aus Stoffgemischen mit
im Sanierungsbetrieb abnehmenden Konzentrationen und sich verändernden Stoffverteilungen.
Dabei weist die zu behandelnde Rohluft oft erhebliche Partikelund/oder
Feuchtegehalte auf, für deren Rückhaltung die aus der Industrie bekannten
Kenntnisse und Voraussetzungen nicht oder nur eingeschränkt übernommen werden
können.
Das bei der Bodenluftreinigung zumeist eingesetzte Verfahren der Adsorption an Aktivkohle
sollte z.B. die entsprechenden bekannten Eigenschaften von Aktivkohle berücksichtigen.
So werden Produktinformationen über Aktivkohlen (z.B. Adsorptionskapazität)
von den Herstellern grundsätzlich für Einzelstoffe und trockene Luft angegeben.
Eine derartige Bodenluft gibt es jedoch nicht. Daher sollte im Rahmen des
oben genannten Untersuchungsvorhabens des LUA in einem Laborversuch ermittelt
werden, ob mit einem einfachen Versuchsaufbau Veränderungen der Adsorptionskapazität
bei unterschiedlicher Feuchte und Stoffgemischen nachweisbar sind. Die
diesbezüglichen Auswertungen befinden sich noch in Bearbeitung.
Ein weiterer bisher nicht untersuchter Aspekt bei der Bodenluftsanierung ergibt sich
aus der Absaugbarkeit der Stoffe aus der ungesättigten Bodenzone. So wird zwar bei
wenigen Sanierungsmaßnahmen eine quantitative Reichweitenmessung durchgeführt,
jedoch fehlen Grundlagen, die eine nachvollziehbare Interpretation der ermittelten
Unterdrücke in Abhängigkeit zur Entfernung zum Absaugpegel zulassen. Deshalb
wurde bei einer Diplomarbeit ein definierter Bodenkörper mit Wasser zur Simulation
von natürlicher Bodenfeuchte und mit einem Schadstoffgemisch beaufschlagt,
um anschließend aus dem Bodenkörper mit unterschiedlichen Drücken die Luft abzusaugen.
Ein Vergleich der Praxiserfahrungen mit den vorläufigen Laborversuchsergebnissen
zeigt:
• Bei der Bodenluftabsaugung werden Wirkungsradien von bis zu 30 m angegeben.
In einer Entfernung von ca. 10 m zum Absaugpegel können allerdings nur noch
Unterdrücke von 2,3 mbar nachgewiesen werden.
• Bei der Diplomarbeit wurde ein definierter Bodenkörper (1,8 kg getrockneter Feinsand)
mit Wasser (50 g) und Schadstoffen (20 g CKW) beaufschlagt, Aus dem
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Bodenkörper wurde mit unterschiedlichen Unterdrücken abgesaugt. Es zeigte
sich, dass trotz gleicher Bodenkontamination die ermittelten Bodenluftschadstoffgehalte
deutlich auseinander liegen. Die Konzentration in der abgesaugten Luft
nimmt in kurzer Zeit (2 Stunden) um mehr als 99,5 % unabhängig vom angelegten
Unterdruck ab.
• Innerhalb von 30 Stunden konnten jedoch nur etwa 5% (bei 10 mbar) bis max. ca
50% der dotierten Schadstoffmenge abgesaugt werden.
• Bei Übertragen auf natürliche Verhältnisse sind somit allenfalls im Bereich des
Absaugpegels nennenswerte Dekontaminationen zu erwarten.
• Eine Korrelation zwischen Bodenluft-Schadstoffkonzentrationen und Boden-
Schadstoffkonzentrationen wurde nicht festgestellt.
• Die Probenahmetechnik mit Adsorption mittels Vorabsaugung von 30 l Bodenluft
und nachfolgender Adsorption liefert alleine ohne Berücksichtigung und Benennung
des bei der Beprobung angelegten Unterdruckes keine reproduzierbaren Ergebnisse.
6. Energieverbrauch
Der Energieverbrauch einer Bodenluftsanierungsmaßnahme ist abhängig vom eingesetzten
Absaugaggregat, der Sanierungsdauer und damit auch vom Sanierungsziel.
Bei der Datenauswertung wurde als Bemessungswert für den Energieverbrauch der
spezifische Energieverbrauch einer Sanierungsmaßnahme (Energieverbrauch pro kg
LCKW bezogen auf die Gesamtfracht der bei der Sanierung gewonnenen LCKW) ermittelt.
Die entsprechenden Ergebnisse aller ausgewerteten Absaugphasen zeigt
Abbildung 6-1.
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Spezifischer Energieverbrauch in
kWh/kg LCKW
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
Gesamtübersicht aller Einzelwerte
0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400
Entnommene Fracht in kg LCKW
Abbildung 6-1: Spezifischer Energieverbrauch in der Bodenluftsanierung
Demnach lassen sich die Ergebnisse wie folgt zusammenfassen:
� Sind entsprechende Schadstoffpotentiale vorhanden, lassen sich diese idealerweise
ohne Unterbrechungen im Absaugbetrieb (= eine Absaugphase) mit einem
geringen spezifischen Energieverbrauch (< 250 kWh/kg LCKW) aus dem ungesättigten
Boden absaugen.
� Mit zunehmender Sanierungsdauer vergrößert sich der spezifische Energiebedarf.
Nachfolgende Absaugphasen liefern in der Regel zum Teil deutlich höhere
Werte.
� Ab einem spezifischen Energieverbrauch von ca. 2000 kWh/kg LCKW können
auch bei einem noch so hohen Energieeintrag (=Verlängerung des Sanierungsbetriebes)
keine nennenswerten Reduzierungen noch vorhandener „Restpotentiale“
erzielt werden.
� Bei denen in der Praxis geforderten Sanierungszielwerten können technisch, ökologisch
und ökonomisch sinnvolle Abreinigungen in vielen Fällen nicht gewährleistet
werden. Auch bei einem langandauernden Sanierungsbetrieb können diese
nicht nachhaltig erreicht werden.
� In Abhängigkeit von dem in der Regel nicht begründet festgelegten Sanierungsziel
steigt der jeweilige Energieverbrauch umgekehrt überproportional an. Bei Sanierungszielen
von bis zu 1mg/m³ LCKW sind spezifische Energieverbräuche von
mehreren 10.000 kWh/kg LCKW nicht ungewöhnlich, d.h. für die Entfernung von
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1 kg LCKW wird das Vielfache des jährlichen Energieverbrauches einer durchschnittlichen
Kleinfamilie benötigt.
7. Fazit
Die Zwischenergebnisse des vom Landesumweltamt NRW veranlaßten Untersuchungsvorhabens
„Arbeitshilfe Bodenluftsanierung – Praxis der Bodenluftsanierung“
zeigen, dass die Bodenluftsanierung bei Anwendung der derzeitigen in der Praxis
vorgegebenen Sanierungszielwerte kein Verfahren ist, um den Standort nachhaltig
zu dekontaminieren. Die in der Regel nicht begründet festgelegten Sanierungsziele
sind auch bei sehr hohem Energieeinsatz nicht erreichbar.
Problematisch ist ferner, dass die genannten Sanierungsziele in der Bodenluft zum
Teil deutlich unterhalb zulässiger Emissionswerte in der Abluft liegen, was in der
Praxis dazu führt, dass der Emissionspfad nicht sachgerecht überwacht wird. Dies
führt bei einer Vielzahl von Bodenluftsanierungsmaßnahmen insbesondere bei niedrigen
Bodenluftkonzentrationen zu einer weitestgehenden Verlagerung von Schadstoffen
in die Atmosphäre.
Neben den genannten Resultaten zeigt das Untersuchungsvorhaben auch, dass die
Bodenluftsanierung durchaus effizient betrieben werden kann. Dies kann nur durch
eine gezielte Überwachung der Vorbereitung und des Sanierungsbetriebes nachgewiesen
werden.
Bei entsprechender Berücksichtigung von Empfehlungen zur Vorbereitung z.B. zum
Absaugversuch, zur gutachterlichen Begleitung, Sanierungsbegleitung und Auswertung
der Ergebnisse des Sanierungsbetriebes können Bodenluftsanierungsmaßnahmen
zukünftig standardisiert mit einer transparenten Qualitätssicherung umgesetzt
werden. Nicht sinnvolle Maßnahmen werden so gar nicht erst begonnen, bzw. können
begründet eingestellt werden.
Damit das Verfahren der Bodenluftsanierung künftig als geeignetes Sanierungsverfahren
einzustufen ist, sind entsprechende – bislang in der Praxis häufig nicht berücksichtigte
– Anforderungen einzuhalten.
Die nutzungsbezogenen Sanierungsziele für die Bodenluft sind einzelfallspezifisch
abzuleiten, wobei gerade für diesen Pfad bisher noch Defizite bezüglich vorliegender
fachlicher Grundlagen bestehen. Die hessische Landesanstalt für Umwelt bereitet
eine Veröffentlichung zu diesem Thema vor, die mit Fachvertretern anderer Länder
abgestimmt ist.
Bei der Entscheidung für Bodenluftsanierungsmaßnahmen ist aber zusätzlich im Gegensatz
zur heutigen Praxis vor allem zu berücksichtigen, dass Sanierungszielwerte
auch so festgelegt werden, dass sie technisch, unter Berücksichtigung von Emissionen
an anderer Stelle und mit verhältnismäßigem Aufwand, dauerhaft erreicht werden
können.
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Ist dies nicht möglich, stellt die Bodenluftsanierung für diesen Fall gegebenenfalls
kein geeignetes Sanierungsverfahren dar oder das Sanierungsziel ist gegebenenfalls
über andere Nutzungsvorgaben zu modifizieren.
Wenn eine Grundwassergefährdung durch im Boden vorliegende LCKW vermindert
werden soll, kann dies mit Hilfe der Bodenluftsanierung geschehen. Inwieweit dann
die für diesen Wirkungspfad zu erstrebenden Sickerwasserkonzentrationen erreicht
werden können, bleibt dem entsprechenden Nachweis im Einzelfall vorbehalten.
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