In-situ Bodenwäsche mit Pflanzenöl/Wasser-Emulsionen zur Kohlenwasserstoff- Entfrachtung

Im Rahmen des Forschungsprojekts „Aufreinigungskaskade“ wurde am Beispiel der Altlast N77 untersucht, wie sich derartige Böden kostengünstig vor Ort dekontaminieren lassen. Am Standort N77 finden sich Kontaminationsherde mit bis zu 40.000 mg/kg Boden MKW in der gesättigten als auch ungesättigten Zone, ferner findet sich Mineralöl in Phase auf dem Grundwasser. Im Zuge der Verfahrensentwicklung wurden Emulsionen aus 5-10% Rapsöl in Wasser angefertigt und in den Untergrund infiltriert. Die grundlegende Idee des Verfahrens ist, dass Pflanzenöl während der Perkolation Kohlenwasserstoffe absorbiert und dass derart beladenes Pflanzenöl vom Grundwasserspiegel abgezogen wird. Gleichsam absorbiert in die gesättigte Zone eingebrachtes Pflanzenöl während der Flotation MKW und wird ebenfalls abgezogen. Die Infiltrationsversuche wurden mit Drücken bis zu 5 bar durchgeführt. Es zeigte sich, dass sich das Verfahren für ausreichend durchlässige Boden (Kies) eignet. In die ungesättigte Zone wurden insgesamt 70 L Pflanzenöl (PÖL) in Form einer Emulsion infiltriert womit eine Entfrachtung von 31 L Mineralöl (MÖL) erzielt werden konnte bei einer Wiedergewinnung von 25 L PÖL. In die gesättigte Zone wurden 120 L PÖL eingebracht. Damit wurden 7,6 L MÖL entfernt bei einer Wiedergewinnung von 104 L PÖL. Die wesentlichen Ergebnisse für die ungesättigte Zone fassen sich wie folgt zusammen:
- 50-85 % an MKW im Boden lassen sich in einem Durchgang mit 10 % PÖL in Wasser extrahieren
- Das Verfahren ist für durchlässige Boden geeignet: Bodendurchlässigkeitsbeiwert kf > 10-4 m/s.
- Max. 15-50 % des PÖLs verbleiben im Boden, bei Nachwaschen mit Wasser nur max. 5- 30 %
- Der Wirkungsbereich beträgt etwa 1-5 m² in der ungesättigten und 5-10 m² in der gesättigten Zone. Grundsätzlich hängt dieser vom jeweiligen Kf-Wert ab, d.h. vom Absenktrichter, der durch den Pumpbetrieb (am besten intermittierender Modus) entsteht.

Für gering bis schwer durchlässige Böden könnte das Verfahren auch on-site als Bodenwäsche eingesetzt werden. In diesem Fall sind kombinierte Behandlungsschritte denkbar, speziell der Zusatz von Schadstoff-abbauenden Enzymen scheint vielversprechend zu sein. Das hier entwickelte Verfahren erlaubt eine rasche und einfache Schadstoffreduktion von durchlässigen Böden sowohl in der gesättigten als auch ungesättigten Zone. Es eignet sich auch als Vorbehandlungsschritt für mikrobielle Techniken, wodurch eine signifikante Reduktion der Sanierungszeit ermöglicht wird.