ABFALLWIRTSCHAFT UND ABFALLENTSORGUNG Peter Lechner & Marion Huber-Humer

Transkript

1 ABFALLWIRTSCHAFT UND ABFALLENTSORGUNG Peter Lechner & Marion Huber-Humer Deponiestandort Gastvortragender Franz Ottner LVA-Nr & 101 Studienjahr 2011/2012

2 Studienjahr 2011/12 LVA & Barrierenkonzept 3. Barriere = Deponietechnik 1. Barriere = innere Sicherheit = Abfallqualität 2. Barriere = äußere Sicherheit = Standortqualität

3 Anrainersituation o.k.? Studienjahr 2011/12 LVA &101 4

4 Deponiestandort 2. Barriere Aufgabe: langfristiger Schutz vor Immissionen, natürlicher Rückhalt Grundsätze zur Beurteilung der Standorteignung (1): - Auswirkungen der Deponie auf die Umwelt (Schutzgüter!) - Raumordnung und Umgebungsnutzung (z.b. Entfernung zu Wohngebieten) - Geologie, Hydrogeologie, Geotechnik - Topographie u. Deponieform, Landschaftsbild Studienjahr 2011/12 LVA &101 5

5 Deponiestandort 2. Barriere Aufgabe: langfristiger Schutz vor Immissionen, natürlicher Rückhalt Grundsätze zur Beurteilung der Standorteignung (2): -Hydrologie - Wasserrechte u.wassernutzungen im Bereich des Standorts - klimatische Situation - Bodennutzung u. Ökologie - mögliche Störfälle - Naturgefahrenpotential (Erdbeben, Hangrutschungen, Muren, etc.) Studienjahr 2011/12 LVA &101 6

6 Geologische. u. hydrogeologische Anforderungen an den Standort im Schadensfall - müssen Emissionen in räumlich u. zeitlich vertretbarem Bereich erfasst werden können - geolog. u. hydrogeolog. Situation muss Sanierungsmaßnahmen ermöglichen Funktion d. geologischen Barriere - Abdichtung gegen Konvektion - Abdichtung gegen Diffusion - geochemische Barriere (Fixierung, Neutralisation) - Tragfähigkeit - hydrogeologische Eignung Studienjahr 2011/12 LVA &101 7

7 Studienjahr 2011/12 LVA &101 8 Geologie von Österreich Österreich hat 7 geologische Zonen 1.) Böhmische Masse 2.) Molassezone und Inneralpine Becken 3.) Flyschzone 4.) Nördliche Kalkalpen 5.) Grauwackenzone 6.) Zentralzone 7.) Südalpen

8 Geologische Karte von Österreich Studienjahr 2011/12 LVA &

9 Geologisches Profil von Österreich, Nord - Süd Studienjahr 2011/12 LVA &101 10

10 Böhmische Masse Im Karbon (vor 350 Millionen Jahren) bei der Variszischen Gebirgsbildung entstanden. GESTEINE: Granite und Gneise Verwitterungslehme Kaoline Studienjahr 2011/12 LVA &101 11

11 Studienjahr 2011/12 LVA & Molassezone Die Molassezone entstand während der alpidischen Gebirgsbildung im Tertiär. Während die Alpen immer weiter von S nach N vorgeschoben wurden, nahm das Meer am Nordrand des Gebirges (Rest der Tethys) den Verwitterungsschutt auf.

12 Studienjahr 2011/12 LVA & Gesteine der Molassezone Der Hauptbestand sind Sedimentgesteine Je nach Ablagerungsort spricht man von Randfazies oder von Beckenfazies Am Rand des Beckens sind durch Flüsse gröbere Sedimente abgelagert worden z.b. Melker/Linzer Sande, während in den zentraleren Teilen des Beckens die feinkörnigeren Schwebstoffe sedimentierten. Das wichtigste Feinkornsediment der Molassezone ist der Schlier.

13 Geologische. u. hydrogeologische Anforderungen an den Standort Studienjahr 2011/12 LVA & weiters: Untergrund soll gute Dichtwirkung haben - homogene Sedimente - Festgesteine mit hohem Tongehalt

14 Geschiebemergel Studienjahr 2011/12 LVA &101 15

15 Feinkornsedimente/Tone Besondere Eigenschaften Feinkörnigkeit Ladung Ionenaustauschvermögen Quellfähigkeit Plastizität Studienjahr 2011/12 LVA &101 16

16 Feinkörnigkeit Korngrösse meist < bis << 2µm dadurch spezielles bodenmechanisches Verhalten hohe Plastizität, geringe Scherfestigkeit Bei 1000 facher Vergrösserung ist Ton Stecknadelkopf, Kies hat Grösse von Wolkenkratzer Studienjahr 2011/12 LVA &101 17

17 Studienjahr 2011/12 LVA & Ladung Häufig ist Si 4+ im Tetraeder durch Al vertreten es fehlt eine + Ladung dadurch wird Silikatschicht negativ geladen Im Oktaeder Ersatz von Al 3+ durch z.b. Mg 2+ ebenfalls negative Ladung Wird als isomorpher Ersatz bezeichnet Ausgleich durch Zwischenschichtkationen (K +, Ca ++, Mg ++ etc.)

18 Studienjahr 2011/12 LVA & Ionenaustauschvermögen Durch -Ladung der Silikatschichten werden Kationen (positiv geladene Ionen) in den Zwischenschichten zum Ladungsausgleich eingebaut. Diese Zwischenschichtionen sind bei einigen Tonmineralgruppen sehr mobil und können daher relativ leicht ausgetauscht werden. Das können z.b. Schwermetalle oder auch organische Schadstoffe sein

19 Quellfähigkeit Smektite und Vermikulite können in die Zwischenschicht Wasser aufnehmen. Die Kationen werden je nach Feuchtigkeit von unterschiedlichen Mengen Wasser umgeben, die Zwischenschicht Kationen sind hydratisiert. Studienjahr 2011/12 LVA &101 20

20 21 Studienjahr 2011/12 LVA &101 21

21 Studienjahr 2011/12 LVA & Plastizität Einzelkomponenten sind gegenüber äußeren Kräften gegeneinander verschiebbar Zusammenspiel von Anziehung (Kohäsion und Van der Vaal Kräfte) und Abstossung (Ladung) Tone können in verschiedenen Zustandsformen auftreten, ausschlaggebend ist der Wassergehalt

22 Studienjahr 2011/12 LVA & Karst Karst Minerve, Hérault, Frankreich Quelle: wikipedia.fr, Hugo Soria

23 Nördliche Kalkalpen Morphologisch auffällige wuchtige Bergstöcke und schroffe Felswände aus Kalk- und Dolomitgesteinen. Entstehung sehr vielfältig, meist aber marin in einem Urmeer das Tethys genannt wird. Die paläogeografische Land/Meerverteilung war gänzlich anders als heute. Studienjahr 2011/12 LVA &

24 Nördliche Kalkalpen Sehr lange Sedimentationsperiode von Trias bis ins Tertiär (~200 Mio Jahre) Zusammenfaltung, Deckenbildung und Verschuppung durch tektonische Vorgänge während der Gebirgsbildungsphasen v. a. in der Kreide und im Tertiär. Hochgebirge erst ab Jungtertiär Hebung derzeit ~1mm/Jahr Studienjahr 2011/12 LVA &101 25

25 Paleogeografie der Kreide Studienjahr 2011/12 LVA &101 26

26 Studienjahr 2011/12 LVA & Nördliche Kalkalpen Gesteine neigen zur Verkarstung Adneter Kalk, Hierlatzkalk, Kieselkalke Dachsteinkalk/-dolomit Wettersteinkalk/-dolomit Gutensteiner Kalk Werfener Schichten und Haselgebirge (Perm) an der Basis

27 Schottergrube Studienjahr 2011/12 LVA &101 28

28 Studienjahr 2011/12 LVA & Mitterndorfer Senke, N.Ö. Die Mitterndorfer Senke ist eines der größten Grundwasservorkommen Europas im sog. Wiener Becken (N.Ö.) Sie verläuft vom Raum Neunkirchen im Süden über Ebreichsdorf, wo sie ihre schmälste (2 Kilometer) und tiefste Stelle (150 Meter) erreicht und Mitterndorf bis Fischamend im Norden. Sie ist ein 40 Kilometer langer und bis zu 8 Kilometer breiter tektonischer Grabenbruch und wurde in der Eiszeit mit Schotter gefüllt. Das Alter der Schotter-Ablagerungen wird auf etwa Jahre geschätzt und ist somit jünger als das umliegende Wiener Becken. Die Grundwasseroberfläche liegt auf etwa 200m über NN und ist somit in weiten Gebieten nahe dem Bodenniveau. Der Wasserzufluss erfolgt großteils aus dem Schneeberggebiet- Die Wasserleitungsverbände Wiener Neustadt, Baden, Mödling, der Triestingtaler Wasserleitungsverband und der Wasserverband nördliches Burgenland beziehen hier ihr Trinkwasser. Auch die Stadt Wien ergänzt ihren Wasserbedarf mit der dritten Wr. Wasserleitung aus der Mitterndorfer Senke.

29 Mitterndorfer Senke Studienjahr 2011/12 LVA &101 30

30 Geologische. u. hydrogeologische Anforderungen an den Standort Beurteilung der hydrogeologischen Eignung: - Grundwassersituation (GW-Stände, ) - unterirdische Abflussverhältnisse (Fließrichtung) - Schichtung der Grundwasservorkommen - Grundwassereinzugsgebiet, Verbreitung, Mächtigkeit, Tiefenlage von Grundwasserstauern, Grundwasserleitern - Zusammenhang mit anderen Grundwasservorkommen - Grundwasserchemismus, geogener Hintergrund - Nutzung der Grundwasservorkommen - klimatische Situation Studienjahr 2011/12 LVA &101 31

31 Geologische u. hydogeologische Beurteilung von Deponiestandorten (3) Ausschlusskriterien: - stark geklüftete oder verkarstete Gesteine ohne ausreichende Deckschicht - nutzbares Trinkwasser- bzw. Grundwasservorkommen unterhalb oder im Einzugsgebiet eines Standortes - Deponiesohle liegt unterhalb des Grundwasserspiegels - Lage innerhalb von Überschwemmungsgebieten - keine Möglichkeit zur Sickerwasserableitung im freien Gefälle Studienjahr 2011/12 LVA &101 34

32 Standortanforderungen DVO 2008 Allgemeine Ausschlusskriterien: Wasserschutzgebiete, Heilquellenschutzgebiete Hochwasserabflussgebiete Standorte, die durch Massenbewegungen gefährdet sind (Bergsturz, Lawinen, ) Standort mit uneinheitlichem geotechnischen Verhalten Standorte mit freiem oder gespanntem Grundwasser Noch zusätzlich verstärkte Einschränkungen für Reststoff- und Massenabfalldeponien! Studienjahr 2011/12 LVA &101 35

33 Studienjahr 2011/12 LVA & Untergrundanforderungen DVO : geologische Barriere: 1. Inertabfalldeponie: > 1 m, kf-wert <10-7m/s 2. Baurestmassen-, Reststoff- und Massenabfalldeponie: > 5 m, kf-wert < 10-7 m/s > 3 m, kf-wert < 10-8 m/s > 1 m, kf-wert < 10-9 m/s > 0,5 m, kf-wert < 5 x m/s Ertüchtigung des Standortes durch künstliche Barriere möglich

34 Studienjahr 2011/12 LVA & Freie Sickerwasservorflut Sickerwasser muss der Schwerkraft folgend die Deponie aus eigener Kraft verlassen können somit kein Sickerwasserrückstau richtig falsch

35 Freie Sickerwasservorflut 1. muss gewährleisten, dass auch langfristig unter keinen Umständen ein Sickerwasserrückstau im Schüttbereich auftreten kann 2. Sickerwasser muss im natürlichen, freien Gefälle aus dem Schüttbereich abfließen können 3. Ohne zusätzliche technische Maßnahmen wie z.b. Pumpen hydraulische Entlastung der Deponiebasisdichtung Gewährleistung der Standsicherheit der Deponie Wenn nicht => Gefahr des Einstaues über Basisdichtung => lokales Durchsickern der Basisdichtung => unkontrolliertes Austreten in Untergrund Studienjahr 2011/12 LVA &101 38

36 Deponie heute Freie Sickerwasservorflut Deponie Ahrental, Tirol Studienjahr 2011/12 LVA &101 39

37 Untertagedeponie Vorgaben DVO-neu Isolierung von Biosphäre gewährleisten Isolierung gegenüber Bergbauaktivitäten Geologische Barriere + bauliche Anlagen = System Standortanforderungen: homogene kristalline Gesteine große Ausdehnung, keine Fugensysteme Trockene Gebirgsverhältnisse, sehr geringe Wasserdurchlässigkeit Langzeitsicherheit über geologische Zeiträume Stabilität des Standortes (Tektonik, Seismik, Topographie) Berücksichtigung des Lagerstättenschutzes Studienjahr 2011/12 LVA &101 40

38 Annahmekriterien für Untertagedeponien gem. DVO-Neu Ausgeschlossen sind Abfälle, die bei Ablagerung nachteilige physikalische, chemische oder biologische Veränderungen erfahren können Abfälle, welche durch ihre Reaktionen die Betriebssicherheit bzw. die geologische Barriere gefährden können Abfälle die mit einander reagieren können, sind räumlich getrennt nach Kompatibiltätsgruppen zu lagern Studienjahr 2011/12 LVA &101 41

39 Standortspezifische Sicherheitsbewertung gem. DVO-Neu Studienjahr 2011/12 LVA & Sicherheitsbewertung: Gefahr, die von Abfällen ausgehen kann Gefährdete Rezeptoren (Biosphäre) Wegsamkeiten Wirkung der Stoffe in Biosphäre umfasst detaillierte Geologische, geomechanische, hydrogeologische, geochemische Bewertung sowie Bewertung der Auswirkungen auf Biosphäre, während Betriebphase (auch der Einrichtungen über Tage), langfristige Risikobewertung

40 Schema einer Untertagedeponie Studienjahr 2011/12 LVA &101 43