von Chemiealt ab lagerungen...23

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1 I Zusammenfassung...1 Schadstoffaustragsverhalten von Chemiealtablagerungen am Beispiel der Deponie Grube Antonie...1 Untersuchungen zum mikrobiologischen Abbaupotenzial...1 Austragsverhalten von Schadstoffen...3 Transportverhalten der Schadstoffe im Grundwasser...3 Gefahrenbeurteilung und Empfehlungen für die Sanierung der Deponie Grube Antonie...4 Empfehlungen für die Sanierung der Deponie Grube Antonie...6 Sanierungsstrategien...8 Ableitung einer Methodik zur Untersuchung des Schadstoffaustragsverhaltens von Chemiealtablagerungen Situationsbeschreibung und Ableitung der Aufgabenstellung Veranlassung Aufgaben- und Zielstellung Kenntnisstand zur Deponie Grube Antonie Standortcharakteristik Geologische und hydrogeologische Standortmerkmale der Grube Antonie Abfallinventar Grube Antonie Bisheriger Kenntnisstand zur Schadstoffverteilung und zum Schadstoffaustrag aus der Deponie Grube Antonie Schadstoffaustrag Grundwasserbelastung Kenntnisstandsanalyse zum Schadstoffaustrag und zur Gefahrenbeurteilung von Chemiealt ab lagerungen Schadstoffaustragsverhalten von Chemiealtablagerungen Biologischer Abbau von Chlororganika Untersuchungsziele Abbaumöglichkeiten von Chlororganika (insbesondere HCH) unter unterschiedlichen Bedingungen am Beispiel der Grube Antonie Schadstoffaustragsverhalten von Deponien am Beispiel der Grube Antonie (Austragsverhalten in das Grundwasser)...27

2 II Zusammenfassende Darstellung der Auswirkungen des Abbauverhaltens und des Schadstoffaustrages auf die Gefahrenbeurteilung der Antonie Methodisches Konzept zur Beurteilung des Schadstoffaustragsverhalten von Chemiealtablagerungen Ablauf der Untersuchungsarbeiten Untersuchungen zur Ermittlung des Stoffverhaltens im Deponiekörper Stofffreisetzung aus Deponien am Beispiel der Grube Antonie (Stofffreisetzung in das Grundwasser) Festlegung des Untersuchungsumfanges Untersuchungsgebiet für die GW-Untersuchungen Untersuchungsgebiet für die Abbau- und Elutionsuntersuchungen Technische Erkundungsarbeiten Qualitätssicherung und Arbeitsschutz Qualitätssicherung bei den Grundwasseruntersuchungen Qualitätssicherung bei den Lineruntersuchungen Arbeitsschutz Darstellung der Untersuchungsergebnisse Untersuchungen zum Abbaupotenzial der autochthonen Mikroorganismen für Hauptschadstoffe Ergebnisse der Untersuchungen zum Abbaupotenzial Auswahl und Charakterisierung der Proben Mikrobielle Besiedlung von Grundwasser (GW)- und Feststoffproben Abbauexperimente Angewandte Methoden und eingesetzte Chlororganika Abbauuntersuchungen mit Grundwasser-Mikroorganismen Abbauexperimente mit Feststoffproben Nachweis von Stoffwechselprodukten Bewertung der Untersuchungsergebnisse Einschätzung der mikrobiellen Besiedlung und des Abbaupotenzials in verschiedenen Deponiezonen und im Imprägnationskörper Einschätzung der mikrobiellen Besiedlung und des Abbaupotenzials im Abstromgebiet...75

3 III Einfl uss des mikrobiellen Abbaus auf den Schadstoffaustrag über das Sicker- und Grundwasser Zur Bildung von dead end products des Stoffwechsels Konsequenzen einer Deponieabdeckung Möglichkeiten zur Abbauförderung Zusammenfassung Feststoffuntersuchungen zum Austragsverhalten von Schadstoffen Feststoffuntersuchungen Anorganik Anorganische Gesamtgehalte der Mischproben Anorganische Gehalte wässriger Eluate der Mischproben Feststoffuntersuchungen Organik Organische Gesamtgehalte der Einzelproben Organische Gesamtgehalte der Mischproben Organische Gehalte wässriger Eluate der Mischproben Elutionsuntersuchungen zum realitätsnahen Austragsverhalten anorga nischer und organischer Stoffe aus der Deponie Antonie Grundwasseruntersuchungen zum Austrags- und Transportverhalten von Schadstoffen Untersuchung anorganischer Inhaltsstoffe im Grundwasser Konzentrationen anorganischer Inhaltsstoffe (inkl. in situund Summen parameter) im Grundwasser (Targets) Grundwassergängigkeiten anorganischer Schadstoffe Untersuchungen organischer Inhaltsstoffe im Grundwasser Konzentrationen organischer Inhaltsstoffe im Grundwasser (Targets / Nontargets) Grundwassergängigkeiten organischer Schadstoffe Methodik zur Ermittlung und Bewertung des Schadstoffaustragsverhaltens von Chemiealtablagerungen Zusammenfassende Ergebnisauswertung und Schlussfolgerungen Bewertung der Aussagekraft von Eluaten aus Feststoffproben Untersuchungen im Grundwasserbereich Ermittlung von Aussagen zum Ausbreitungsverhalten im Grundwasser...160

4 IV Nutzung bereits vorliegender Untersuchungsergebnisse Erfordernis von technischen Erkundungen im Bodenbereich Bewertung biologischer Abbauprozesse Zusammenfassende Bewertung der Elemente hinsichtlich der Ableitung einer optimierten Untersuchungsstrategie Diskussion der Ergebnisse einzelner Untersuchungselemente Aussagen zur Entnahme von Feststoffen aus Bohrkernen von Chemiealt ablagerungen Aussagen zur Probennahme, -aufbereitung, -transport und -lagerung von Feststoff- und GW-Proben Aussagen zur Verwendung unterschiedlich polarer Elutionsmittel bei Feststoffen und im Grundwasser Aussagen zur Verwendbarkeit wässriger Eluate (S4/pH stat /SV) Aussagen zum Screening (Target mit Nontarget-Screening) Aussagen zur Verwendung von Fingerprints Vorschlag für eine Methodik zur Ermittlung und Bewertung des Schadstoffaustragsverhaltens von Chemiealtablagerungen Vorwort zur Methodik Methodik der Historischen Erkundung (Voruntersuchung) Orientierende Erkundung Methoden der weiterführenden Untersuchungen und deren Zielsetzung Aufbereitung, Dokumentation und Methoden der Datenauswertung Bewertungsmethoden für die Erkundungsergebnisse Allgemeine Methodik für die Ermittlung des Abbaupotenzials der autochthonen Mikroorganismen in Chemiealtablagerungen Auswahl der Proben für mikrobiologische Untersuchungen Rückschlüsse auf mikrobielle Aktivitäten an Hand von Analysendaten Mikrobiologische Voruntersuchungen an Deponiematerial Genereller Nachweis von Mikroorganismen (MO) in Feststoff- und Wasserproben...204

5 V Bestimmung allgemeiner mikrobiologischer Aktivitätsparameter Ermittlung des Abbaupotenzials der autochthonen MO für die Hauptschadstoffe Untersuchungen an Grundwasserproben Untersuchungen an Feststoffproben Hinweise zur Analytik Abbauversuche mit extrahierten und angereicherten autochthonen Misch kulturen Ermittlung der abiotischen Elimination Quantifi zierung der Abbauleistung Untersuchungen zur Entstehung neuer Substanzen Gefahrenbeurteilung von Chemiealtablagerungen Gefahrenbeurteilung Grube Antonie Im Rahmen des Vorhabens gewonnene weitergehende Erkenntnisse zum Deponie- und Untergrundaufbau Im Rahmen des Vorhabens gewonnene Erkenntnisse zur Belastungsituation der Deponie Grube Antonie Boden und Abfall Belastungssituation Grundwasser Transferpfade und Schutzgutsituation Potenzielle Transferpfade Vorbemerkungen zur Grundwasserhydraulik Diskussion der einzelnen grundwasserrelevanten Transferpfade Abfallkörper (ungesättigter Bereich) -> Sickerwasser -> Grundwasser -> Oberfl ächengewässer (Freisetzung durch Niederschlag) Abfallkörper (gesättigter Bereich) -> Grundwasser (quartärer GWL) -> Oberfl ächengewässer (horizontaler Schadstoffaustrag) Imprägnationskörper (tertiärer GWL) -> Grundwasser (tertiärer/quartä rer GWL) -> Oberfl ächengewässer (horizontaler Schadstoffaustrag) Phase auf dem Stauer (gravitative Schadstoffausbreitung auf dem Stauer)...248

6 VI Kontaminierter Grundwasserbereich -> horizontaler Schadstoffaustrag mit dem Grundwasser (tertiärer GWL) -> Grundwasser (quartärer GWL) -> Oberfl ächengewässer Kontaminierter Grundwasserbereich -> Bodenluft -> Gebäudeluft -> Mensch (Ausgasung) Verifizierung der Aussagen zu den Transferpfaden anhand der vorliegenden Ergebnisse der analytischen Untersuchungen und der Clusteranalyse Schutzgutsituation Schutzgutsituation Luft Schutzgutsituation Grundwasser Gefahrenbeurteilung Grund- und Oberfl ächengewässer Bewertungsgrundlagen Bewertungsmethodik bei eingetretenem Grundwasserschaden Abgrenzung Grundwasserschaden Bewertung Betonaggressivität Schadstoffaustragsverhalten Schadstoffbelastung Wasserzutritt Abgrenzung Grundwasserschadensbereich Antonie Gefahrenbeurteilung für die einzelnen Transferpfade Abfallkörper -> Schadstoffaustrag mit Sickerwasser Abfallkörper -> horizontaler Schadstoffaustrag mit dem Grundwasser (Bereich quartärer GWL) -> Oberfl ächengewässer Imprägnationskörper -> horizontaler Schadstoffaustrag mit dem Grundwasser (tertiärer GWL) -> Oberfl ächengewässer Phase auf dem Stauer -> gravitative Schadstoffausbreitung auf dem Stauer Kontaminierter Grundwasserbereich -> horizontaler Schadstoffaustrag mit dem Grundwasser (tertiärer GWL) -> Grundwasser -> Oberfl ächengewässer Kontaminierter Grundwasserbereich -> Ausgasung -> (Gebäude) -> Mensch Empfehlungen für die Sicherung der Grube Antonie Anforderungen, die sich aus der Standortentwicklung ableiten...283

7 VII 6.2 Defi nition Sanierungsziele Vorbemerkungen zur Systematik der Ableitung der Sanierungsziele bei eingetretenem Grundwasserschaden Sanierungsziele für die Beseitigung des Grundwasserschadens Bewertung der Verhältnismäßigkeit der Schadensbeseitigung Sanierungsziele Grundwasser zur Verhinderung weitergehender Gefahren Sanierungsziele in der ungesättigten Zone im Grundwasserschadensbereich (3G-Bereich) Ableitung von Sanierungszielvorschlägen für die Grube Antonie Sanierungsziele für die Beseitigung des eingetretenen Schadens Maßnahmeableitung für die Beseitigung des eingetretenen GW-Scha dens Verhältnismäßigkeitsprüfung der Beseitigung des GW- Schadens Sanierungsziele für die Beseitigung weitergehender Gefahren Gefahren im Grundwasserschadensbereich Gefahren für im Grundwasserabstrom liegende Schutzgüter Diskussion und Bewertung von Sanierungsstrategien für die Grube Antonie Maßnahmen zur Verhinderung von Gefahren im Grundwasserschadens bereich Maßnahmen zur Verhinderung von Gefahren für im Grundwasserab strom liegende Schutzgüter Maßnahmen zur Verhinderung/Reduzierung des Schadstoffaustrages Hydraulisch gesteuerter biologischer Schadstoffabbau Vorzugsvariante für die Sanierung der Deponie Grube Antonie Kenntnisdefi zite und weiteres Vorgehen Literaturverzeichnis Anlagen...330