Das Projekt "In-situ-Sanierung kohlenwasserstoffbelasteter Boeden - Teilprojekt 1: Limitierende geologische Parameter zum mikrobiellen Abbau von Kohlenwasserstoffabbau in klastischen Sedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Bauingenieur-, Geo- und Umweltwissenschaften, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik durchgeführt. Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind verbreitete, umweltrelevante Schadstoffe, die vor allem bei der Nutzung fossiler Brennstoffe in die Umwelt gelangen, und auch im Untergrund kontaminierter Standorte in hoeheren Konzentrationen auftreten koennen. In dem ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde das Adsorptionsvermoegen von PAK an verschiedenen Tonen und Tonmineralen, die in natuerlichen Boeden und Sedimenten verbreitet vorkommen, und als Deponieabdichtungsmaterialien genutzt werden koennen, betrachtet, wobei auch konkurrierende Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Kontaminanten sowie der Einfluss eines Loesungsvermittlers (Tensids) untersucht wurden. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Durchfuehrung und Auswertung von Schuettelversuchen (Batchversuchen) und der Interpretation der daraus resultierenden Adsorptionsisothermen. Aus der Stoffgruppe der PAK wurden fuer die Versuche Naphthalin, Fluoren, Phenanthren und Fluoranthen gewaehlt. Die PAK werden in sehr unterschiedlichen Ausmass an die Tonminerale adsorbiert. Allgemein gilt, dass die Adsorptionskapazitaet der Tone von den 2-Schichttonmineralen ueber die 3-Schichttonminerale bis hin zu den quellfaehigen 3-Schichttonmineralen zunimmt. Die hoechste Adsorptionsfaehigkeit besitzen die organophilierten Bentonite. Es konnte ein Einfluss auf die Adsorption einzelner PAK durch die Anwesenheit weiterer PAK beobachtet werden (konkurrierende Sorption, Chromatographieeffekt). Allgemein konnte festgestellt werden, dass die Bindungsstaerke der PAK an den Tonen mit zunehmender Wasserloeslichkeit abnahm. Als Loesungsvermittler wurde das nichtionische Tensid Brij 35 eingesetzt. Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, dass der Einsatz von Tensiden bei der Bodenreinigung eines mit Kohlenwasserstoffen kontaminierten tonigen Untergrundes kritisch betrachtet werden muss. So werden zwar die unpolaren PAK durch Tensidzugabe verstaerkt geloest und damit dem biologischen Abbau zugaenglich gemacht, gleichzeitig kommt es jedoch, einhergehend mit einer Tensidsorption, zu einer verstaerkten Anlagerung an die Tonmineraloberflaeche. In einem zweiten Teil wurde der Einfluss verschiedener Bodenmaterialien auf den mikrobiellen Abbau von Phenanthren als Modellsubstanz fuer die PAK in Perkolations- und Ruehrversuchen untersucht. Limitierender geologischer Faktor bei der biologischen Sanierung ist vor allem das Gefuege des Untergrundes. In Perkolationsversuchen wurde Phenanthren in einem inhomogenen Sand/Kies-Gemisch langsamer abgebaut als in einem homogenen Feinsand. In Ruehrversuchen konnte gezeigt werden, dass die mikrobielle Umsetzung bei Vorhandensein unterschiedlicher Tonminerale bzw. Feinsand insgesamt gleich schnell erfolgte. Durch rasche Desorption von den der Wasserphase frei zugaenglichen Tonmineraloberflaechen fand bei dieser Versuchsanordnung keine Einschraenkung des Abbaus von Phenanthren statt.
Das Projekt "Elektrokinetische Bodensanierung: Einsatzmoeglichkeiten in KW-kontaminierten Feinklastika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Geologisches Institut, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Die Sanierung von Schadensfaellen ist mittlerweile eines der wichtigsten Aufgabengebiete der Geowissenschaften und Umwelttechnik. Erhebliche Schwierigkeiten ergeben sich fuer Altlasten auf Deponie- und Gewerbeflaechen bei tiefreichenden Kontaminationen des tonigen Untergrundes durch toxische Kohlenwasserstoffgemische sowie bei Untergruenden aus einer Wechselfolge von tonigen fein- und sandig-kiesigen grobklastischen Sedimenten. Das hohe Schadstoffbindevermoegen und die geringe Durchlaessigkeit der tonigen Gesteine fuehrt zu einer massiven Anreicherung der Schadstoffe im Untergrund, die entsprechend der Umgebungsparameter im Anschluss an die Kontamination zu einer langanhaltenden Freisetzung grosser Schadstoffmengen durch Gleichgewichtsprozesse fuehren kann. Dem Stand der Technik entsprechend sind hydraulische sowie mikrobielle Sanierungsverfahren im gering durchlaessigen Untergrund nicht einsetzbar. Im vorliegenden Projektantrag steht die Entwicklung eines neuen, bisher nur unzureichend begleiteten Sanierungskonzeptes fuer gering durchlaessige Gesteine im Vordergrund. Durch den Einsatz von Strom ermoeglichen elektroosmotische und elektrolytische Prozesse eine gezielte Wanderung der Schadstoffe (Schwermetalle, polare organische Verbindungen) im Boden. Zudem scheint der in-situ Abbau von organischen Verbindungen aufgrund von elektrooxidativen Prozessen denkbar, die Sanierung auch gering durchlaessiger Gesteine somit durch die Kombination dieser zeitgleich ablaufenden Prozesse moeglich. Die theoretisch und in Laborversuchen gewonnenen Erkenntnisse werden in der Spaetphase des Projektes die Entwicklung der Sanierungstechnik an einem konkreten Modellschadensfall bestimmen.