Leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe und deren Verhalten in quartären Porengrundwasserleitern

Diplomarbeit von Dirk Veltrup

Einleitung:

Die leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffe (LHKW) haben aufgrund ihrer besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften ein breites Anwendungsspektrum. Durch den Einsatz von Ersatzstoffen gehen ihre Produktionszahlen zwar seit Mitte der 80er Jahre zurück, dennoch kommen sie immer noch als Lö-sungs-, Extraktions-, Reinigungs- oder auch Entfettungsmittel zum Einsatz. Durch Unfälle bei Transport, Lagerung, Umfüllung, etc. oder einfach durch den Verbrauch von LHKW können diese in die Umwelt und somit vielfach in den Untergrund gelangen. Hier stellen sie infolge ihrer Persistenz und ihrer (öko-) toxikologischen Bedeutung eine große Gefahr für den Boden und das Grundwasser dar. Derartige Verunreinigungen müssen daher bei Wahrung der Verhältnismäßigkeit rückgängig gemacht werden. Für eine erfolgreiche Sanierung ist dabei die Kenntnis der LHKW-Ausbreitung unerläßlich.

Die Ausbreitung der LHKW wird durch die Ausbreitungsmechanismen bestimmt, die wiederum von der Beschaffenheit des Grundwasserleiters beeinflußt werden. In quartären Porengrundwasserleitern breiten sich die LHKW in der ungesättigten Zone überwiegend in vertikaler Richtung aus. Hier findet eine Ausbreitung in horizontaler Richtung nahezu ausschließlich über die Gasphase statt. In der gesättigten Zone und somit im Grundwasserraum werden die LHKW, besonders bei der Ausbreitung über größere Distanzen, hauptsächlich in Lösung mit dem Grundwasserstrom in horizontaler Richtung verfrachtet. Eine Ausnahme bilden LHKW in Phase, die die gesättigte Zone ohne erhebliche Beeinflussung durch den Grundwasserstrom in vertikaler Richtung durchsickern können. Bei entsprechend hohen Infiltrationsmengen gelangen sie dabei bis zum Grundwasser-Geringleiter. Dieser kann zwar u.U. von den LHKW durchdrungen werden, die weitere Ausbreitung verläuft jedoch vorwiegend auf seiner Oberfläche, der sog. Aquiferbasis. Hier wird die Ausbreitung der LHKW in Phase durch die Morphologie der Aquiferbasis bestimmt. In Hohlformen, wie z.B. Mulden oder Senken kann es zur Ansammlung von LHKW in Phase und somit zur Bildung von "sekundären Schadstoffquellen" kommen. In rinnenförmigen Hohlformen können sich die LHKW in Phase bei entsprechender Morphologie beispielsweise quer zur Grundwasserfließrichtung oder auch entgegen der Grundwasserfließrichtung ausbreiten. Hierdurch kann es zur Umlenkung und durch Verzweigungen ggf. zur Teilung des LHKW-Phasenkörpers kommen. Einen ähnlichen Einfluß haben Erhebungen in Form von Hügeln oder Schwellen. Hügel können bei keilförmiger Ausbildung den LHKW-Phasenkörper trennen. Schwellen können Teilbereiche der Aquiferbasis gegenüber den LHKW abschirmen. Durch diesen Einfluß der Morphologie der Aquiferbasis wird die Abschätzung der LHKW-Ausbreitung erschwert.

Für eine erfolgreiche Sanierung eines LHKW-Schadens, der sich bis zum Grundwasser-Geringleiter erstreckt, muß daher der Einfluß der Morphologie der Aquiferbasis in die Beurteilung mit einbezogen werden. Nur bei genauer Kenntnis der Morphologie der Aquiferbasis kann die Ausbreitung des LHKW-Phasenkörpers und der aus diesem hervorgehenden Lösungszone abgeschätzt werden. Hierfür ist eine Erkundung, die auch die Aquiferbasis beinhaltet erforderlich, da nur auf diese Weise eine angepaßte und erfolgreiche Sanierung möglich wird.

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