Sanierung einer PFT-belasteten Fläche. Was sind PFT? Anionische Tenside

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1 Sanierung einer PFT-belasteten Fläche Stefan Schroers Was sind PFT? / Ausgangssituation Aufbringungsflächen Sanierungsmaßnahme Scharfenberg - Technik - Entwicklung der Bodenbelastung - Auswirkungen auf die Gewässer 1 Was sind PFT? Anionische Tenside F F C F F F F F F F C C C C C C F F F F F F C O O Anreicherung an Phasengrenzen hydrophob hydrophil Reduzierung der Oberflächenspannung aggregieren in Micellen Sie wirken schmutzabweisend, dienen als Reinigungsmittel, als Weichmacher, Emulgator, Schaumfestiger, Stabilisator 2 1

2 Was sind PFT? Leitsubstanzen für Perfluorcarbonsäuren (PFCS) sind PFOA und PFOS CAS No Chemical Name Structural formula Perfluorooctanoic Acid (PFOA) Perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) Sie kommen am häufigsten und in den höchsten Konzentrationen vor. Ihre analytische Bestimmung hatte zunächst Vorrang. 3 Frühjahr 2006: Ausgangssituation auffällige PFOA-Konzentrationen in der Ruhr, steigende Tendenz ruhraufwärts 4 2

3 Ausgangssituation Lieferscheine bei den Abfallwirtschaftsbehörden: ca Flächen wurden mit Substrat Terrafarm (Bioabfallgemisch) gedüngt. Terrafarm enthielt PFT-Abfall aus PFT-verarbeitenden Betrieben. Zunächst Oberflächensammelproben auf 20 Flächen im Bereich der höchsten Gewässerkonzentration ( Screening ). Anhand der Ergebnisse des Screenings wurde Pilotflächenmonitoring durchgeführt. 5 Aufbringungsflächen Pilotuntersuchungen an 7 besonders belasteten Flächen: Fläche BH 01 Größe [ha] 10,57 Beaufschlagte Menge [t TS] 265,5 Menge PFT [kg] 391 BH 02 12,3 152,6 2,8 BH ,3 0,23 BH 01 BS 01 BS 02 BS ,6 5,6 564,1 112,6 120 n.a. n.a. 3,4 BS 04 2,75 54,1 1,8 Summe 45, ,2 399,23 n.a. = nicht auswertbar Anhand der Bodenuntersuchungen kann abgeschätzt werden, dass sich auf den sieben exemplarisch untersuchten Flächen ca. 400 kg PFT befinden, davon allein ca. 390 kg auf der Fläche BH 01. In Anschluss an Pilotmonitoring: Weitere Hochbelastungsfläche in Rüthen 6 3

4 Sanierungsmaßnahme Scharfenberg Randbedingungen Fläche Scharfenberg ca. 10,6 ha Mächtigkeit 0,6 m Belastetes Bioabfallgemisch: 647 t Gefälle nach Norden (Steinbecke) und Süden (Kloßsiepen) 7 Sanierung Scharfenberg Ergebnisse Detailplanung: 1. Teil (Januar 2007, Nordbereich): Dränagesystem am Nordrand Speicherbecken m 3 Reinigungsanlage (28 m 3 /h) mit Aktivkohlefilter (1 16 m m 3 in Reihe) und Vorbehandlung, seit Januar 2009 parallel zusätzlich 2 10 m 3 (80 m 3 /h) 2. Teil (Juni 2007, Südbereich): Dränage bzw. vertieftem Graben, Förderung in die Behandlungsanlage 10 4

5 Sanierungsmaßnahme Scharfenberg 11 Dränagetrasse am Nordrand der Fläche, im Vordergrund Sammel- Pumpenschacht (Dränagelänge insgesamt ca. 380 m) 12 5

6 Sanierungsmaßnahme Scharfenberg Querschnitt Nord-Dränage Verfüllung mit Boden Geotextil vorhandene Felddränage Kalksplitt anstehender Boden Dränagerohr DN 100 anstehendes Festgestein (Schieferton) 0,7 m 13 Dränagetrasse am Südrand der Fläche und Pumpschacht 14 6

7 Stationäre Anlage (28 m3 /h), in Betrieb seit 5/2007, bestehend aus Vorfilter und 3 Aktivkohlefiltern 15 Beurteilungsmaßstab Laut Trinkwasserkommission des UBA: GOW: 100 ng/l (langfristiges Mindestqualitätsziel, lebenslange Vorsorge, Summe PFOA, PFOS und ggf. weitere PFT) LW: 300 ng/l (lebenslang gesundheitlich duldbarer Leitwert, alle Bevölkerungsgruppen, Summe PFOA, PFOS) 16 7

8 Sanierungsverlauf Behandlungsanlage Zulauf (PFOA, PFOS) ng/l PFOA PFOS Summe PFOA/S _ Sanierungsverlauf Behandlungsanlage Zulauf ng/l PFOA PFOS Summe PFOA/S PFPA g-pfbs PFHxA PFHpA g-pfhxs PFNA PFDA PFBA 18 8

9 Sanierungsverlauf Behandlungsanlage Ablauf ng/l PFOA PFOS Summe PFOA/S PFPA g-pfbs PFHxA PFHpA g-pfhxs PFNA PFDA PFBA 19 Sanierungsverlauf Frachten Behandlungsanlage g/d Ablauf-Fracht PFOA/S (g/d) Zulauf-Fracht PFOA/S (g/d) 20 9

10 Sanierungsverlauf Massenreduzierung durch Aktivkohle-Behandlungsanlage g (kumulativ) Massenreduzierung PFOA (g kumulativ) Massenreduzierung PFOS (g kumulativ) Massenreduzierung PFOA/S (g kumulativ) 21 Entwicklung der Bodenbelastung 22 10

11 Entwicklung der Bodenbelastung 23 Entwicklung der Bodenbelastung Tiefenprofile Bereich A Fraktion < 2 mm µg/kg ,0-0,3 m ,3-0,6 m ,0-0,3 m ,3-0,6 m 120 0,6-0,9 m ,9-1,2 m (Fraktion < 2 mm) 1,2-1,5 m ,5-1,8 m 1,8-2,2 m PFOA PFOS 24 11

12 Entwicklung der Bodenbelastung Tiefenprofile Bereich B Fraktion < 2 mm µg/kg ,0-0,3 m ,3-0,6 m ,0-0,3 m ,3-0,6 m (Fraktion < 2 mm) 0,6-0,9 m 11 0,9-1,2 m PFOA PFOS 25 Entwicklung der Bodenbelastung Tiefenprofile Bereich C Fraktion < 2 mm µg/kg ,0-0,3 m ,3-0,6 m ,0-0,3 m ,3-0,6 m ,6-0,9 m 48 0,9-1,2 m (Fraktion < 2 mm) 1,2-1,5 m ,5-1,8 m PFOA 1,8-2,2 m 85 PFOS 26 12

13 Auswirkungen auf die Gewässer Gewässer-Schema Quelle: BR Arnsberg 27 Auswirkungen auf die Gewässer Steinbecke (WH2); vor Mündung in die Möhne 100 µg/l PFOA PFOS PFBA PFBS PFPA PFHxA PFHxS PFHpA PFNA PFDA SUM2PFT SUM10PFT

14 Auswirkungen auf die Gewässer Möhne (WH3); Entnahme Wasserwerk Möhnebogen (Rohwasser) µg/l 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, PFOA PFOS PFBA PFBS PFPA PFHxA PFHxS PFHpA PFNA PFDA SUM2PFT SUM10PFT Auswirkungen Sanierung Scharfenberg Potenzielle PFT-Gewässerkonzentrationen in der Möhne, die sich bei mittleren Pegelständen der Möhne allein durch die rückgehaltenen Frachten der Sanierungsanlage in Brilon-Scharfenberg ergeben hätten 8,00 berechnet aus den Messdaten zur PFT-Frachtreduktion an der Sanierungsanlage / bezogen auf mittlere Pegelstände der Möhne (Medianwerte im Messzeitraum) Summe PFOA+PFOS [µg/l] 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 Möhne 0,15 km_vor Mdg. in die Ruhr Möhne 2,7 km_entnahme WW Möhnebogen Möhne 41,6 km_uh. Rüthen, Kuhbrücke Möhne 52,5 km_uh Zulauf Brilon- Scharfenberg/bei Heidberg LW 0,3 µg/l GOW 0,1 µg/l 0, Quelle: S. Bergmann, LANUV 30 14

15 Fazit Die Belastungsfläche Brilon-Scharfenberg hatte vor Beginn der Sanierung den größten Anteil an der PFT-Belastung von Möhne und Ruhr. Durch die Sanierung wurde der Wirkungspfad unmittelbar unterbrochen. Die zurückgehaltenen PFT-Mengen hätten ohne die Wirkung der Behandlungsanlage zu signifikanten Belastungen des Rohwassers der Wasserwerke an der Ruhr geführt. Weiteres Monitoring und bei Bedarf Optimierung 31 Danke für die Aufmerksamkeit