Das Projekt "Teilprojekt 1: Standortcharakterisierung, Untersuchung des Einflusses von Auxiliarsubstraten und Nachweis des aeroben Abbaus von LCKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ARCADIS Consult GmbH durchgeführt. Projektziel: Ziel ist es, zunächst den Standort eingehend zu charakterisieren. Ferner soll eine Methode entwickelt werden, mit der geprüft werden kann, ob die vorhandenen Auxiliarsubstrate in der anaeroben sowie in der aeroben Abbauzone ausreichend sind, um eine vollständige Dechlorierung der LCKW zu erlauben. Mit dem Nachweis abbauaktiver Mikroorganismen sowie am Abbau beteiligter Enzyme soll insbesondere für den aeroben Bereich ein Baustein zur 'line of evidence' (dass tatsächlich ein aerober Abbau abläuft) erarbeitet werden. Daneben sollen Methoden zur Verfügung gestellt werden, mit deren Hilfe eine Prognose der künftigen Schadstoffentwicklung zuverlässiger zu erstellen ist. Die Arbeitsergebnisse sollen allgemein verfügbar sein. Der ökonomische Nutzen ist daher primär volkswirtschaftlicher Art. Projekt Ergebnis: Am Standort Düsseldorf liegt eine LCKW-Fahne innerhalb eines Terrassenkies-Grundwasserleiters vor. Die hohe Grundwasserabstandsgeschwindigkeit hat zu der vergleichsweise hohen Fahnenlänge von ca. 3,5 km beigetragen. Eingetragen wurde hauptsächlich Tetrachlorethen (PCE), 1,1,1-Trichlorethan (TCA) sowie BTEX und PAK. Innerhalb der Fahne sind mehrere sekundäre Schadstoffeinträge mit LCKW und/oder nicht-chlorierten Schadstoffen aufgetreten. Die Hauptschadstoffquelle wurde 1997 hydraulisch gesichert. In den Folgejahren (2002 und 2003) wurden 2 Grundwasserentnahmegalerien innerhalb der Fahne eingerichtet. Eine detaillierte Standorterkundung ergab, dass die Einträge der Auxiliarsubstrate (z.B. BTEX) eine Transformation der LCKW unter natürlichen Bedingungen, z.T. bis zum Ethen und Ethan erlaubt haben. Heute können fast nur noch die Metabolite cDCE, VC und DCA nachgewiesen werden. Entlang der Fahnenachse liegt eine Redoxsequenz von methanogen bis aerob vor. Lokal werden die jeweiligen Redoxzonen durch die Sekundäreinträge so verändert, dass ein komplexes Muster unterschiedlicher biogeochemischer Abbaubedingungen entsteht. Die hydraulische Sicherung führt durch Unterbindung der Nachlieferung von Auxiliarsubstraten in die Fahne zu einer Änderung der Redoxbedingungen. Der durch die Sicherung verursachte laterale Grundwasserzustrom führt zu einer langsamen Aerobisierung. Dies kann sich nachteilig, wenn noch die Ausgangsprodukte, oder vorteilhaft, wenn aerob abbaubare Metabolite vorliegen, auf den natürlichen LCKW-Abbau auswirken. Die Fahnenspitze befindet sich etwa 500 m vom Vorfluter (Rhein) entfernt. Rheinhochwasser führten zeitweise zu einer Umkehr der Grundwasserströmungsrichtung; im Bereich der Fahnenspitze wird aber nur noch ein Schlingern der Fahne beobachtet, das zu einer Vergrößerung eines aeroben Saums führt, in dem aerobe Abbauvorgänge forciert werden. Anscheinend findet ausschließlich dort eine Mineralisierung der Restschadstoffe statt. Insgesamt ergibt sich aufgrund der hydraulischen Maßnahmen sowie wegen einer natürlichen Schadstoffmineralisierung eine seit 1997 stagnierende bzw. schrumpfende Fahne. Wegen eines unterschiedlichen ve
Das Projekt "Teilprojekt 3: Entwicklung einer Methode zur Bestimmung des Chlorisotopen-Verhältnisses ausgewählter LCKW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung durchgeführt. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, das intrinsische Abbaupotential und damit die zu erwartende Ausbreitung von Schadstofffahnen über die Chlorisotopenfraktionierung zu bestimmen und zu bewerten. Zu diesem Zweck soll eine Methode entwickelt werden, mit welcher das Chlorisotopenverhältnis ausgewählter LCKWs (PCE, TCE, DCE, VC) bestimmt werden kann und zugleich eine praktikable Lösung für Routinelaboratorien bietet. Mit Hilfe dieser Methode wird anschließend unter definierten Randbedingungen der Chlorisotopenfraktionierungsfaktor der einzelnen LCKWs beim aeroben Abbau in Laboruntersuchungen ermittelt, deren Kenntnis zur Ableitung von in-situ-Abbauraten erforderlich ist. Inwieweit dieser von der Bakterienspezies abhängt, soll anhand von drei unterschiedlichen Labor-Mikrokosmen überprüft werden. Die Validierung der Methode erfolgt durch in-situ-Messungen eines kontaminierten Grundwasserleiters Die zu entwickelnde Chlorisotopenmethode ist nicht auf den Bereich Altlastensanierung beschränkt, sondern in allen Bereichen einsetzbar, wo biologische Abbauprozesse bewertet oder überwacht werden müssen. Es ist geplant, die Methode zu standardisieren.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Numerisch standortbezogene Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut und Versuchsanstalt für Geotechnik durchgeführt. Der Schwerpunkt der am Institut und der Versuchsanstalt für Geotechnik vorgesehenen Untersuchungen ist die Abbildung der Heterogenität des Aquifers in einem geeignetem Simulationsmodell. Der Einfluss von Inhomogenitäten auf die Schadstoffverteilung im Boden soll untersucht werden. Durch Implementierung der in-situ bestimmten Abbauraten soll ein abgesichertes Simulationsmodell zur Verfügung stehen. Zu Beginn werden in Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt ARCADIS der umfangreiche Datenfundus zur Charakterisierung des Grundwasserleiters und der Kontaminationscharakteristik gesichtet. Im nächsten Arbeitsschritt folgt die Implementierung der Daten in ein Geoinformationssystem (GIS). Danach werden verschiedene Ansätze (deterministisch, stochastisch) zur Findung des Eingabedatensatzes für die Strömungs- und Transportmodellierung verglichen und bewertet. Ziel ist es, durch systematische Variation denjenigen Datensatz zu finden, der die durch in-situ Messungen validierte Realität am besten wiederspiegelt. Durch die numerischen standortbezogenen Untersuchungen soll der Nachweis der Brauchbarkeit einer ressourcenschonenden, kostengünstigen und praxisnahen Sanierungsvariante erbracht werden.