1. Erfahrungen aus NRW 2. Beitrag von KORA zu Anforderungen des Vollzuges 3. Fazit

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1 L a n d e s u m w e l t a m t N o r d r h e i n W e s t f a l e n Berücksichtigung natürlicher Schadstoffminderungsprozesse bei der Altlastenbearbeitung - Erfahrungen und Anforderungen in NRW - Michael Odensaß 1. Erfahrungen aus NRW 2. Beitrag von KORA zu Anforderungen des Vollzuges 3. Fazit Regionaler Workshop zum Förderschwerpunkt KORA in Brandenburg am in Potsdam M. Odensaß, FB 34 Regionaler Workshop zum Förderschwerpunkt KORA in Brandenburg am in Potsdam

2 Generelle Erfahrungen aus Einzelfällen in NRW: Seit 2004/2005 wird LABO Positionspapier für den Vollzug in NRW empfohlen Weitergehende fachliche Empfehlungen sollen auf der Grundlage von KORA gegeben werden Bei der Festlegung der Anforderungen an Untersuchungen und Nachweise bestehen große Unsicherheiten bei Gutachtern und Behörden (kein fachlich-wissenschaftlicher Konsens) Allgemein anwendbare Vorgehensweisen und Untersuchungsstrategien fehlten bisher Erkundung der Indizien für NA stellt i. d. R. kein Problem dar Detailerkundung der Prozesse, quantifizierende Abschätzung und Prognose erfolgten kaum bzw. wenig anforderungsbezogen Auswertung der Monitoringdaten erfolgte i. d. R. zu wenig NA-spezifisch (Zwischen-)Zielfestlegungen für Erfolgsbeurteilung erfolgten bisher i. d. R. noch nicht (z. B. Prognoseerfüllung für x % der Messstellen nach y Jahren) Alleinige MNA-Konzepte sind m. W. bisher im Vollzug kaum umgesetzt worden

3 L a n d e s u m w e l t a m t N o r d r h e i n W e s t f a l e n Durchgeführte Untersuchungen zur Ermittlung natürlicher Schadstoffminderungsprozesse bei Praxisfällen in NRW (1) (nicht abschließend) Untersuchung der hydrochemischen Verhältnisse Konzentrationsabnahme von Oxidationsmitteln in der Belastungszone im Vergleich zur Hintergrundbelastung (indikativer Nachweis) Ermittlung von Abbaumilieus anhand von Redox-Milieu-Detektoren (RMD) Überschlägige Ermittlung der abgebauten organischen Schadstoffe anhand des Oxidationsmittelverbrauchs über stöchiometrische Gleichungen (indikativer Nachweis) Konzentrationserhöhungen von Abbauprodukten innerhalb der Belastungszone (indikativer Nachweis) Ermittlung der Elektronenakzeptorkapazität und maximal potenzieller Abbauraten (best-case) M. Odensaß, FB 34 Regionaler Workshop zum Förderschwerpunkt KORA in Brandenburg am in Potsdam

4 L a n d e s u m w e l t a m t N o r d r h e i n W e s t f a l e n Durchgeführte Untersuchungen zur Ermittlung natürlicher Schadstoffminderungsprozesse bei Praxisfällen in NRW (2) (nicht abschließend) Fahnenmonitoring / -kartierung über längere Zeiträume Direct-push-Methoden und Multilevel-Messstellen zur Fahnenabgrenzung, Prozessaufklärung und Prozessraumabgrenzung (Redoxzonen) Analytik auf ausgewählte Metaboliten (z. B. bei PAK) PCR-Tests (genetisches Abbaupotenzial) z. B. Suche nach Schlüsselenzymen für terminale Naphthalindioxygenase Respirations-/Mineralisationstests (Challenge-Tests) Ermittlung von prozentualem In-situ Abbau über Isotopenfraktionierungseffekte (BTEX, Naphthalin) sowie Umrechnung in in-situ Abbauraten Bilanzierung von Frachten an Bilanzquerschnitten mit Hilfe von Sorptionssamplern (Gaiasafe) M. Odensaß, FB 34 Regionaler Workshop zum Förderschwerpunkt KORA in Brandenburg am in Potsdam

5 Zusammenhang Vollzug KORA LABO- Positionspapier Vollzugsanforderungen Altlastenpraxis ALA-Fragen Ziel: Fallgruppenspezifische Standardisierte Untersuchungsund Beurteilungsstrategie NA KORA u. a. mit HE und Branchenleitfäden Methodensammlung Erfahrungen mit Untersuchungs- und Beurteilungsansätzen in den Standortprojekten

6 Wesentliche Fragenkomplexe des Vollzuges (ALA) an KORA/BMBF 1. Methoden zur Quellencharakterisierung / Freisetzungsrate und dauer aus der Quelle in die Fahne 2. Methoden zur Fahnenabgrenzung und Frachtermittlung 3. Ermittlung und quantitative Abschätzung der Prozesse (v. a. mikrobiologischer Abbau, Sorption, Dispersion) 4. Bilanzierung der Prozesse und Prognose des Fahnenverhaltens / Aussage zu Stationarität

7 Diskussionsstand zu Fragen des Vollzuges an KORA/BMBF (1) 1. Methoden zur Quellencharakterisierung / Freisetzungsrate und dauer aus der Quelle in die Fahne: Klassisch: GW-Messstellen, Bodenprobenahme, GW-Probenahme mit Direct Push, Elutionsversuche Innovativ: ROST (laser induced fluorescence), MIP, Fingerprinting, Passivsammler - Freisetzungsalgorithmen sind bisher nicht praxistauglich - Emission ggf. aus Modellierung von Daten (15-20 J.) mit VA abschätzbar(?) Frage: Sind neue Methoden zur Bestimmung der aktuellen Emissionen und der weiteren Emmissionsentwicklung (aus Blobs bzw. residualer Phase und zusammenhängenden Phasenkörpern?) zu erwarten? => eher nicht! KORA wird keine neuen Verfahren dazu liefern

8 Diskussionsstand zu Fragen des Vollzuges an KORA/BMBF (2) 2. Methoden zur Fahnenabgrenzung und Frachtermittlung Klassisch: Innovativ: GW-Messstellen (Multilevel), Immissions- oder Standardpumpversuch ROST, MIP, Geoprobe-1-Zoll Messstellen, Sorptionssampler Frage: Ermöglichen die Methoden die Bestimmung der Fahnenabgrenzung und Frachtermittlung? Fahnenabgrenzung ist grundsätzlich möglich. Praxiserfahrungen / Anwendungshilfen für alternative Frachtermittlungsverfahren an Bilanzebenen fehlen weitgehend. Methodenvalidierung für Sorptionssampler steht noch aus.

9 Diskussionsstand zu Fragen des Vollzuges an KORA/BMBF (3) 3. Ermittlung und quantitative Abschätzung der Prozesse Biologische Prozesse: Qualitativer Nachweis über Footprints (Abbauprodukte), e-akzeptorverbrauch, Isotopenfraktionierung 12 C/ 13 C für BTEX, Naphthalin, Phenol, LCKW und?, S- und N- Isotope Generelle Abbaunachweise in Mikrokosmenstudien möglich (auch aerobe Dechlorierer und Substratbedarf) Mikrokosmenversuche sind aber hinsichtlich der Abbauraten bei Feldbedingungen wenig aussagekräftig (insbes. unter anaeroben Bedingungen) Direkte Nachweismethoden für mikrobielle Abbauaktivität fehlen Intrinsisches Reduktionspotential ist schwer quantifizierbar Auswirkungen von Konkurrenzsituationen bei der Nutzung von e-akzeptoren im Feld (mehrere Schadstoffe, mehrere e-akzeptoren) schwer abschätzbar Sorption: Zur Ermittlung des Rückhaltepotenzials des Sediments ( insbes. Sorptions- und Desorptionspotenzial) liegen bisher keine validierten Methoden vor (ggf. Säulenversuche, K D -Werte, Forschungsbedarf für PAK) Verdünnung (hydrodynamische Dispersion): Modellrechnungen mit Dispersionskoeffizienten / Tracerversuche mit nicht reaktivem Tracer => Quantitative Aussagen für das Feld gelten generell als schwierig bis unmöglich, Abbaubilanzen sind praktisch nicht möglich.

10 Diskussionsstand zu Fragen des Vollzuges an KORA/BMBF (4) 4. Bilanzierung der Prozesse und Prognose / Nachweis der Stationarität Bilanzierung ist i. d. R. nur mit Hilfe numerischer Modellierung möglich, jedoch bestehen große Probleme hinsichtlich der Parametrisierung, z. B. bzgl. Fe(III)-Gehalte, Abbauraten für maßgebende Prozesse, Heterogenität bzgl. k f -Werte, Dispersionskoeffizient zur Vermischung der Schadstoffe mit e- Akzeptoren) Zur Beurteilung der Stationarität sind i. d. R. nur möglich: modellgestützte Trendanalysen (best- und worst-case Szenarien) mit Berücksichtigung der Parameterschwankungen Messreihen über lange Zeiträume an geeigneten Messstellen (?)

11 Schadstoff-Frachten (10-11/2004) an Bilanzebenen für EPA-PAK (16), Phenole, BTEX Quelle: HPC

12 L a n d e s u m w e l t a m t N o r d r h e i n W e s t f a l e n Fazit (1) Detailerkundungen in der Praxis sind bisher nicht ausreichend für eine fundierte Beurteilung der NA-Prozesse. Das LABO-Positionspapier stellt einen geeigneten Anforderungskatalog (Checkliste) zur Prüfung von MNA-Konzepten dar. Vorgabe eines (Maßnahmen-)zieles ist zwingend erforderlich als ein maßgebendes Kriterium für eine Entscheidung Sanierung / MNA-Konzept. Es besteht noch kein Konsens in Wissenschaft und Praxis, welche Nachweisanforderungen standardmäßig im Einzelfall erforderlich sind (=> Aussagesicherheit und Prognosezuverlässigkeit ). M. Odensaß, FB 34 Regionaler Workshop zum Förderschwerpunkt KORA in Brandenburg am in Potsdam

13 L a n d e s u m w e l t a m t N o r d r h e i n W e s t f a l e n M. Odensaß, FB 34 Fazit (2) Der BMBF-Förderschwerpunkt KORA sollte daher Vorschläge machen und Hinweise geben zu => geeigneten Untersuchungs- und Beurteilungsstrategien, => Eignung, Aussagekraft und Aufwand von Methoden ( Methodenkatalog ), => Prognoseinstrumenten und deren Sicherheiten. Im Lichte der Ergebnisse und Empfehlungen aus KORA und weiteren Praxiserfahrungen wird sich zeigen, - welche Untersuchungsanforderungen erfüllt werden können - welche Untersuchungsmethoden und Beurteilungsstrategien sich bei welchen Fallgestaltungen in der Praxis sachgerecht umsetzen lassen - unter welchen Randbedingungen und bei welchen Fallgestaltungen zuverlässige Aussagen zu NA mit vertretbarem Aufwand nicht ermittelbar sind. Regionaler Workshop zum Förderschwerpunkt KORA in Brandenburg am in Potsdam