Das Multibarrierenkonzept als Grundlage von Planung, Bau, Betrieb ...

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Das Multibarrierenkonzept als Grundlage von Planung, Bau, Betrieb und Nachsorge von Deponien
Stief, Klaus http://www.deponie-stief.de, mailto:info@deponie-stief.de
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Das Multibarrierenkonzept als Grundlage von Planung,
1 Einleitung
Bau, Betrieb und Nachsorge von Deponien
Von Klaus Stief
In Deponien sollen Abfälle auf Dauer gelagert - also abgelagert - werden.
Die Anforderungen der §§ 2 (1) AbfG und 34 (2) WHG müssen also auf Dauer erfüllt werden.
Es ist anzunehmen, daß die Ansprüche unserer Nachfahren an zulässige Emissionen eher
schärfer als schwächer als die unserigen sind, d.h. wir müssen heute eine
Emissionsverminderung entsprechend dem Stand der Technik fordern und die Möglichkeiten
für eine weitere Emissionsminderung entsprechend dem Stand der Technik von morgen
dürfen nicht verbaut werden.
Deponien werden für die Nachwelt immer Altlasten sein. Es wird darauf ankommen, daß sie
mit geringerem Aufwand - entsprechend den Standards der Zukunft - unter Kontrolle
gehalten werden können, als es bei Altlasten der Fall ist, mit denen wir uns heute zu
befassen haben, wobei wir uns einen Teil dieser Altlasten sogar noch selbst geschaffen
haben.
2 Lehren aus der Vergangenheit
Über die Altablagerungen, auch die jüngeren Datums, fehlen nahezu alle wichtigen
Informationen, die zur Abschätzung des Gefährdungspotentials wichtig sind: Art und Menge
der Abfälle, räumliche Verteilung im Deponiekörper, Geologie und Hydrogeologie des
Deponiestandortes.
Im Umfeld der meisten Altablagerungen sind Veränderungen der
Grundwasserbeschaffenheit festzustellen. Da wo abbaubare organische Abfälle abgelagert
worden sind, breitet sich das Deponiegas in der Umgebung aus.
Wurden toxische Abfälle abgelagert, so sind Sickerwasser und Deponiegas mit diesen
Schadstoffen belastet.
Mit Abfällen verfüllte Gelände weisen starke Setzungen und Sackungen auf.
Diese kurze Bestandsaufnahme führt zu folgenden Schlußfolgerungen :
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Beitrag veröffentlicht in Zeitschrift Müll und Abfall, Heft l, 1986 Erich Schmidt Verlag Berlin

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Die Dokumentation über die Gegebenheiten der Ablagerungsplätze der Vergangenheit war
lückenhaft bzw. fehlt.
Folglich muß bei neuen Deponien die Dokumentation verbessert werden und zwar mit dem
Ziel der Nachwelt die Informationen zur Verfügung zu stellen, die voraussichtlich nötig sind,
um die Altlasten zu beherrschen oder zu sanieren.
Die Grundwasserverunreinigungen im Bereich vieler Altablagerungen sind erheblicher, als
vermutlich von den Zuständigen vorausgesehen worden war. Nach erfolgter Ablagerung sah
man sich außerstande, etwas an dieser Tatsache zu ändern; der verunreinigte Boden- und
Grundwasserbereich wurde und wird als Opferstrecke angesehen. Bemerkenswerterweise
wird diese "Strategie" bei ganz großen Ablagerungen konsequenter durchgehalten, als bei
kleinen Ablagerungen, die man zur Not, allein um des lieben Friedens mit den
Bürgerinitiativen oder weil das Gelände baulich genutzt werden soll (also plötzlich wieder
etwas wert ist), ausgräbt.
Folglich ist bei neuen Deponien die hydrageologische Situation genauestens zu untersuchen
und die Sickerwasserbeschaffenheit an die hydrogeologischen Gegebenheiten anzupassen .
Die gemeinsame Ablagerung von leicht auslaugbaren mineralischen Abfällen, leicht
abbaubaren und schwer abbaubaren organischen, und von toxischen Abfällen hat zu nicht
beschreibbaren und nicht zu prognostizierenden Emissionen geführt. Die Emissionen von
diesen Deponien können nur mit großem Aufwand und meist auch nur ungenügend
beherrscht werden.
Folglich muß es bei neuen Deponien ein Hauptziel sein, die Abfälle so abzulagern, daß das
Langzeitverhalten der gesamten Deponie beschreibbar, prognostizierbar wird und die
Emissionen beherrschbar werden.
Die uneingeschränkte Nutzung von Geländen, die mit Abfällen aufgefüllt worden sind, stößt
wegen der unkalkulierbaren Aktivierung des Gefährdungspotentials auf Bedenken. Verfüllte
Deponiegelände sind deshalb nur sehr eingeschränkt nutzbar. Dadurch gehen erhebliche
Flächen in urbanen Bereichen verloren.
Folglich muß bei neuen Deponien das Gefährdungspotential der Abfälle in den verfüllten
Deponien so niedrig sein, daß eine uneingeschränkte Geländenutzung möglich ist. In den
Fällen, wo das bei dem gegenwärtigen Stand der Technik der Abfallvorbehandlung und des
Einbaus in die Deponie nicht möglich ist, muß mindestens eine Gefährdung der
Geländenutzer ausgeschlossen werden.
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3 Neue Deponiekonzepte
Um die Fehler der Vergangenheit nicht zu wiederholen, werden neue Deponiekonzepte
gefordert oder angeboten.
Als neue Deponiekonzepte sind im Gespräch:
• Hochsicherheitsdeponien
• Behälterdeponien
• Monodeponien
• Quasi-Monodeponien
• Inert-Deponien
• Mineralstoff-Deponien
• Untertagedeponien.
Bei allen neuen Deponiekonzepten (die zum Teil gar nicht so neu sind) kommt es darauf an,
zu prüfen, wie zuverlässig die Erwartungen hinsichtlich Langzeitverhaltens abgesichert sind,
ob die Versprechungen kontrolliert werden können und wie sie kontrolliert werden, sowie
was unternommen werden kann, wenn es anders kommt als man dachte, ob die
Korrekturen, die erforderlich wären, realisierbar sind und wer sie bezahlt.
4 Das Multibarrierenkonzept
Unter Berücksichtigung der Erfahrungen der jüngsten Vergangenheit scheint es angebracht
zu sein, bei Deponien nicht nur auf die Wirksamkeit einer Barriere zu vertrauen, durch die die
Umwelt vor der Ausbreitung der abgelagerten Schadstoffe geschützt wird, sondern viele
Sicherheiten einzubauen. Grundlage der Planung neuer Deponien sollte das
Multibarrierenkonzept sein. Der Grundgedanke des Multibarrierenkonzeptes wird auch
schnell die Schwachstellen der vielfältigen Deponiekonzepte deutlich machen, bei denen zu
sehr auf die Sicherheit von einer oder von zwei Barrieren vertraut wird.
Das Multibarrierenkonzept besagt, daß mehrere Sicherheiten vorhanden sein müssen, um
die Deponien umweltverträg-1ich zu machen.
Als Barrieren werden bezeichnet
1. Der Deponiestandort
2. Das Deponiebasisabdichtungssystem
3. Der Deponiekörper
4. Die Oberflächenabdichtung
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5. Die Nutzung
6. Die Nachsorge und die Kontrollierbarkeit und Reparierbarkeit der Barrieren.
4.1 Deponiestandort und Deponiekörper
Langfristig gesehen muß davon ausgegangen werden, daß alle künstlichen Maßnahmen zur
Beherrschung der Emissionen einer Deponie ganz oder zumindest teilweise versagen. Das
heißt, daß zu irgendeinem Zeitpunkt der Deponiestandort die Emissionen, die dann von den
abgelagerten Abfällen ausgehen, "vertragen" können muß.
Die Genehmigung einer Deponie erfordert also die Kenntnis der zu irgendeinem Zeitpunkt
vorhandenen Emissionen und die Feststellung, daß der Standort diese Emissionen verträgt.
Es ist offensichtlich, daß man versucht sein wird, die in ferner Zukunft zu erwartenden
Emissionen als unbedeutend darzustellen.
Je weiter dieser Zeitpunkt in die Zukunft gerückt wird, um so länger wirksam müßten aber die
Maßnahmen zur Beherrschung der Emissionen sein, insbesondere die
Deponiebasisabdichtung.
Da die ganze Haftungsfrage um so schwerer zu lösen ist, je weiter der Zeitpunkt, zu dem die
standortverträglichen Emissionen erreicht werden sollen, in die Zukunft rückt, erscheint es
erforderlich, einen überschaubaren Zeitraum festzulegen, und der liegt nach weitverbreiteter
Auffassung unterhalb von 30 Jahren.
Das heißt, um es noch einmal deutlich zu sagen: Eine Deponie ist nur dann akzeptabel,
wenn gewährleistet ist, daß nach z.B. 30 Jahren von den abgelagerten Abfällen auch bei
Versagen der Deponiebasisabdichtung und der Oberflächenabdichtung, das Grundwasser
und das Umfeld der Deponien durch die Abfälle selbst oder die Emissionen aus dem
Deponiekörper nicht mehr beeinträchtigt werden, als es heute zulässig ist.
Jegliche Maßnahmen, mit denen die Emissionen beherrscht werden sollen, die der Wartung
oder der Reparatur bedürfen, sind bei der Prüfung der langfristigen Standortverträglichkeit
außer acht zu lassen.
4.2 Deponiebasisabdichtungssystem
Die Deponiebasisabdichtung hat ihre wesentliche Aufgabe in der Funktion als Barriere
gegenüber dem Boden und dem Grundwasser während der Verfüllung der Deponie und der
Zeit danach, die es dauert, bis sich die Sickerwasseremissionen auf die standortverträgliche
Sickerwasserbeschaffenheit eingependelt haben.
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Die Deponiebasisabdichtung sorgt also dafür, daß:
1. durch standortunverträgliche Sickerwässer die vorhandenen und später benötigten
positiven Eigenschaften des Untergrundes am Deponiestandort nicht über
lastet und nicht nachteilig beeinträchtigt werden,
2. unerwartet schlechte Sickerwasserzusammensetzungen während des
Deponiebetriebes nicht zu unrealisierbarem Sanierungsbedarf oder extrem
aufwendigen Sanierungsmaßnahmen führen,
3. soviel Stoffe wie möglich vom Grundwasser ferngehalten werden, auch wenn diese
als grundsätzlich standortverträglich eingestuft worden sind (was wohl letztlich immer
ein Kompromiß zwischen Wünschbarem - nämlich der Nullemission - und dem
Machbaren angesehen werden muß).
Die Zeit, für die die Deponiebasisabdichtung wirksam sein muß, richtet sich also nach der
Zeit in der standortunverträgliches Sickerwasser anfällt.
Die Deponiebasisabdichtung muß um so zuverlässiger wirksam sein, je mehr
Sickerwassermenge und Sickerwasserbeschaffenheit von den tolerierbaren und als zulässig
festgelegten Werten abweichen können und je Ungewisser die Zeit der erforderlichen
Funktionsfähigkeit ist.
Unsicherheiten hinsichtlich der Sickerwasseremissionen aus dem Deponiekörper müssen
durch Sicherheiten bei der Wirksamkeit und der Funktionsfähigkeit der
Deponiebasisabdichtung aufgefangen werden.
Um die Dichtwirkung der Deponiebasisabdichtung zu gewährleisten, muß die
Beanspruchung der Dichtung innerhalb vorgegebener, vom Dichtungstyp abhängiger
Grenzen bleiben. Werden diese Grenzen überschritten, so ist für jeden Quadratmeter der
Dichtung nachzuweisen, daß die Wirksamkeit trotzdem gegeben ist. Falls die Wirksamkeit
nicht lückenlos gegeben ist, so ist sie wiederherzustellen.
Zum Deponiebasisabdichtungssystem gehört auch die Entwässerung (Dränung) der
Deponiebasis.
Durch die Entwässerungseinrichtungen des Deponiebasisabdichtungssystems soll der
Einstau von Sickerwasser in die abgelagerten Abfälle kontrolliert werden und
behandlungsbedürftiges Sickerwasser einer Behandlungsanlage zugeführt werden. Die
Entwässerungseinrichtungen müssen mindestens solang wirksam sein wie die Dichtung. Die
Funktionsfähigkeit muß kontrollierbar sein und das System reparierbar. Langfristig ist ein
Versagen von Sickerwasserfördereinrichtungen nicht auszuschließen. Deshalb ist der
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maximale Einstau des Deponiekörpers zu erwarten, wenn das Entwässerungssystem keine
freie Flut hat.
Aber auch bei Vorhandensein einer freien Vorflut für das Sickerwasser aus der Deponie muß
das Entwässerungssystem langfristig wartungsfrei funktionsfähig sein,
da sowohl die Sickerwasserbeschaffenheit als auch die Standfestigkeit des Deponiekörpers
durch einen Wasserstau nachteilig beeinflußt werden können.
4.3 Oberflächenabdichtung
Die Oberflächenabdichtung soll die Infiltration in den Deponiekörper verhindern. Bei
funktionsfähiger Oberflächenabdichtung entsteht also kein oder nur sehr wenig
Sickerwasser.
Das Oberflächenabdeckungssystem schützt den Deponiekörper vor den klimatisch
bedingten Einflüssen, z.B. Frost- und Tauwechsel, Wind- und Wassererosion. Es schützt den
Deponiekörper außerdem vor Auswirkungen aus der Nutzung auf dem verfüllten
Deponiegelände.
Das Oberflächenabdichtungssystem schützt auch gegen die unkontrollierte Ausbreitung von
gasförmigen Emissionen aus der Deponie.
Das Oberflächenabdichtungssystem sollte langfristig wartungsarm wirksam sein. Die volle
Wirksamkeit muß beginnen, wenn ein Deponieabschnitt verfüllt ist und den Endzustand der
Stabilisierung bzw. der "Mineralisierung" erreicht hat. Die Beanspruchung des
Oberflächenabdichtungssystems, die aus den Einflüssen aus dem Deponiekörper resultiert,
ist dann relativ gut definiert und wird zeitlich nicht wesentlich veränderlich sein.
Während der Verfüllzeit der Deponie und während der daran möglicherweise
anschließenden Mineralisierungs- und Stabilisierungszeit (Abbau organischer Abfälle,
Abklingen der Setzungen) sind starke und zeitlich veränderliche Beanspruchungen zu
erwarten.
Unsicherheiten hinsichtlich der Wirksamkeit und Funktionsfähigkeit während dieser Zeit
werden durch die Barriere "Deponiekörper" und insbesondere durch die Barriere
"Deponiebasisabdichtungssystem" aufgefangen.
4.4 Nutzung verfüllter Deponieflächen
Die Nutzung von Boden zur Ablagerung von Abfällen bedeutet grundsätzlich zunächst
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Flächenverbrauch.
Nach Verfüllung der Deponie sollten die Flächen einer weitgehend uneingeschränkten
Nutzung, zumindest aber der ursprünglich möglichen Nutzung wieder übergeben werden
können.
Voraussetzung dafür ist eine Mindesttragfähigkeit und ein berechenbares Setzungsverhalten
der verfüllten Deponie. Ferner ist zu fordern, daß aus der Deponie keine, insbesondere keine
unerwarteten, schädlichen Emissionen die Nutzung beeinträchtigen. (Es ist offensichtlich,
daß die Bewertung der Schädlichkeit der Emissionen nutzungsabhängig ist.)
Die Nutzung darf ferner die Oberflächenabdichtungssysteme nicht in ihrer Funktionsfähigkeit
und Wirksamkeit beeinträchtigen.
Man wird unterscheiden müssen zwischen der Nutzung unmittelbar nach der Verfüllung der
Deponie bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sich das Deponie verhalten im Bereich der
akzeptablen und festgelegten Grenzen stabilisiert hat und der Nutzung nach diesem
Zeitpunkt. Im Normalfall sollte eine "endgültige Nutzung" gleich nach der Verfüllung der
Deponie möglich sein. Bei Hausmülldeponien oder allgemein "Bioreaktor-Deponien" ist das
ganz sicher nicht der Fall.
Diskussionswürdig ist die Idee, daß die Nutzung verfüllter Deponieflächen unter dem Aspekt
erfolgen soll, daß sie bewußt empfindlich gegen die Auswirkungen der abgelagerten Abfälle
ist, um eine versteckte Gefährdung zu vermeiden: z.B. Ansiedlung von Pflanzen, die
gegenüber Schwermetallen oder Deponiegas empfindlich sind, wodurch angezeigt würde,
daß solche Emissionen vorhanden sind.
4.5 Kontrolle des Deponie Verhaltens und Nachsorge
Wie auch immer eine Deponie angelegt, aufgebaut und abgeschlossen wird, die Kontrolle,
die Messung der Parameter, die das Langzeitverhalten der Deponie beschreiben, muß eine
unerläßliche Auflage in der Deponiegenehmigung werden. Die Meßergebnisse sollen
geeignet sein, frühzeitig Hinweise auf Abweichungen von dem erwarteten Deponie verhalten
zu geben und die Einleitung von Gegenmaßnahmen bei Störfällen oder weitaus besser, von
Korrekturmaßnahmen und Reparaturen, rechtzeitig zu ermöglichen.
Planung, Bau und Betrieb von Deponien müssen so erfolgen, daß unerwartete Ereignisse,
die zu gravierenden Schäden führen können, praktisch unmöglich sind. Sie müssen aber
darüber hinaus Abweichungen von den vereinbarten Werten für das Deponie verhalten mit
geringem Aufwand korrigierbar machen.
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Insbesondere die Tatsache, daß diese Strategie bisher nicht verfolgt worden ist, hat uns die
Altlasten beschert und macht auch die heutigen Deponien vermutlich letztlich teurer als wir
heute annehmen.
5 Schlußbemerkungen
Weil Abfälle in Deponien auf Dauer abgelagert werden sollen, ist die Ausgrabung der Abfälle
zur Nachbesserung der Barrieren "Deponiestandort" und "Deponiebasisabdichtung" auf
äußerst seltene Ausnahme fälle zu beschränken (diese Maßnahmen sind eigentlich nur als
Sanierungsmaßnahmen anzusehen).
Es muß deshalb dafür Sorge getragen werden, daß neue ökotoxikologische Erkenntnisse
hinsichtlich der Bewertung von Emissionen einer Deponie möglichst schnell durch
technische Weiterentwicklungen der Barrieren einer Deponie berücksichtigt werden.
Für Zentraldeponien bedeutet das, daß heute nicht Deponieabschnitte in Betrieb genommen
werden dürfen, die 10, 20 oder mehr Jahre beschickt werden und bei denen die in den
ersten Jahren abgelagerten Abfälle das ungünstige Langzeitverhalten des gesamten
Deponiekörpers maßgeblich bestimmen. Andererseits ist es unvernünftig anzunehmen, daß
sich der Stand der Wissenschaft (hinsichtlich der ökotoxikologischen Bewertung von
Emissionen) und der Technik (hinsichtlich der Wirksamkeit und Funktionsfähigkeit der
Barrieren) monatlich ändert. Es erscheint vernünftig, einen Zeitraum von vielleicht zwei bis
drei Jahren festzulegen, über den ein Deponieabschnitt verfüllt sein muß bzw. daß
hydraulisch unabhängige Deponieabschnitte nicht größer als l bis 2 Hektar sein dürfen.
Solche Festlegungen werden die Deponieplanungen und den Deponiebetrieb erheblich
verändern, aber schließlich besteht ja auch Anlaß zur Veränderung.
Bei konsequenter Anwendung des Multibarrierenkonzeptes und der sorgfältigen Kontrolle
der Wirksamkeit der Barrieren wird insbesondere die Entwicklung der erhöhten Wirksamkeit
der Barriere "Deponiekörper" die Verbesserung der Umwelt Verträglichkeit der Deponien
bestimmen. Voraussetzung dafür dürfte aber die Forderung sein, daß eine
standortverträgliche Sickerwasserbeschaffenheit innerhalb einer bestimmten, nicht zu langen
Zeit erreicht werden muß.
Im Grunde ist eine Deponie nur dann als umweltverträglich einzustufen, wenn alle Barrieren
die erforderliche geforderte Wirksamkeit haben. Zumindest muß aber die Freisetzung und
Ausbreitung der Schadstoffe beschreibbar sein .
Eine gewisse, in den nächsten Jahren vielleicht beträchtliche Unsicherheit hinsichtlich der
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Wirksamkeit der Barrieren wird zu erwarten sein. Deshalb kann jedoch nicht auf die
Ablagerung von Abfällen insgesamt verzichtet werden.
Eine sorgfältige Erfolgskontrolle der Maßnahmen zur Abschirmung der abgelagerten Abfälle
von der Umwelt und die Verpflichtung zur Veröffentlichung der Ergebnisse, werden helfen,
wirklich Erfahrungen zu sammeln. Zu dieser Strategie gehört natürlich die Verpflichtung zur
Korrektur von nicht funktionsfähigen Maßnahmen oder die Sanierung der Schäden. Dazu
gehört aber auch die Akzeptanz nicht hundertprozentig sicherer Lösungen. Wichtig ist, daß
man den Stand der Technik anwendet, um die Altlasten der Zukunft so ungefährlich wie
möglich zu machen.
Anschrift des Verfassers:
Dipl-Ing. Klaus Stief
damals: im Umweltbundesamt D-1000 Berlin 33
heute: im Internet http://www.deponie-stief.de, e-mail: info@deponie-stief.de
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