Möglichkeiten der Verwertung von Nassbaggergut im Deponiebau rechtliche Rahmenbedingungen und stoffliche Anforderungen

Transkript

1 Möglichkeiten der Verwertung von Nassbaggergut im Deponiebau rechtliche Rahmenbedingungen und stoffliche Anforderungen Dr. agr. G. Morscheck, Institut für Umweltingenieurwesen Dr. agr. M. Henneberg, Institut für Management ländlicher Räume Baggergut in der Deponierekultivierung 1

2 Definition (Nass)Baggergut (DIN Verwertung von Bodenmaterial): Bodenmaterial, das im Rahmen von Unterhaltungs-, Neu- und Ausbaumaßnahmen aus Gewässern entnommen wird. Im einzelnen kann Baggergut bestehen aus: Sedimenten und subhydrischen Böden der Gewässersohle Böden und deren Ausgangssubstraten im unmittelbaren Umfeld der Gewässersohle Oberböden im Ufer- bzw. Überschwemmungsbereich des Gewässers Baggergut in der Deponierekultivierung 2

3 Forschungsschwerpunkte AG Baggergutmanagement Erfassung, standortkundliche Beurteilung, landschaftsökologische Einordnung und Nachnutzungsmöglichkeiten von Spülfeldern und Charakterisierung eingespülter Substrate Förderung/Gestaltung physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse der Substratreifung (-aufbereitung) Umweltverträglichkeit von Spülfeldern Verwertungsmöglichkeiten für aufbereitete Substrate Planung, Optimierung und wissenschaftliche Begleitung regionaler Baggergutmanagementkonzepte von der Vorbereitung der Baggerung bis zur Unterbringung/Verwertung der Substrate Baggergut in der Deponierekultivierung 3

4 Ausgangssituation in Mecklenburg-Vorpommern ca. 1 Mio. m³ Nassbaggergutanfall pro Jahr im Küstenbereich M-V Nassbaggergut aus Küstengewässern mit hohen Gehalten an Organischer Substanz (OS) an Land abzusetzen bei günstiger stofflicher Zusammensetzung (Regelfall: hohe Gehalte an OS, Ton und Nährstoffen; günstige Gefügeeigenschaften; Schadstoffgehalte unter entsprechenden Grenz- bzw. Richtwerten gemäß Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV)) Abfall zur Verwertung gemäß KrW-/AbfG Viele Spülfelder stark ausgelastet, Flächenneuausweisung unmöglich Zwang zur Reaktivierung bestehender Spülfelder für Neuaufspülungen Verwertung der Substrate ökonomisch und ökologisch sinnvollste Variante Baggergut in der Deponierekultivierung 4

5 Aspekte des Baggergutmanagements Baggergut in der Deponierekultivierung 5

6 Ausgewählte Spülfelder Küstenbereich M-V Baggergut in der Deponierekultivierung 6

7 Übersichtsplan der Industriellen Absetz- und Aufbereitungsanlage (IAA) Rostock (Spülfeldkomplexe Radelsee und Schnatermann) Margrafenheide Polder Ost Spülfeld Margrafenheide Polder West RF IV Spülfeld Radelsee RF III RF II Reifungsfläche Polder RF I Polder Ra2 Ra1 Spülfeld Schnatermann RF II RF I Polder S1 Polder S2 Polder S3 RF IV RF III Reifungsfläche Stuthof RF VII RF VI RF V Baggergut in der Deponierekultivierung 7

8 Ablauf Baggergutaufbereitung für die Verwertung auf der IAA Rostock Input Output IAA Nassbaggergut Analytik Klassierpolder Zwischenlager geeignet ungeeignet Verklappung bzw. gesicherte Unterbringung Sand Organikreiches Material Aufsetzung in Mieten Reifen (Umsetzen) Räumen Reifungsanlage Zertifikat Landschaftsbau Landbau (inkl. Gartenbau) Rekultivierung von Standorten Baggergut in der Deponierekultivierung 8

9 Schema einer Industriellen Absetz-/Aufbereitungsanlage Längsstromklassierung (bis m³/a) Sand bereich Schlickbereich Reifungsanlage mit Mietenfeldern zur Nachreifung der Schlick- und Mischbodensubstrate (30-40 ha) Zwischenlagerflächen für Sand und Kies (ca. 5 ha) Absetz-/Klassierpolder (ca. 15 ha) Baggergut in der Deponierekultivierung 9

10 Luftbild IAA Rostock (Spülfeldkomplexe Radelsee und Schnatermann) Baggergut in der Deponierekultivierung 10

11 Einspülung in einen Klassierpolder Oberflächlich abgetrockneter Klassierpolder Zu Mieten aufgesetztes Material Einsatz Mietenumsetzer Baggergut in der Deponierekultivierung 11

12 Einsatzmöglichkeiten für Nassbaggergut Ohne Aufbereitung - Flachaufspülung - Flächenerhöhung - Neulandgewinnung - Direkteinbau - Strandaufspülung (Sande) Nach Aufbereitung Schlick-/Mischböden - BVM und Flächenerhöhung im Landund Landschaftsbau - Flächengestaltung im Landschaftsbau - Küstenschutz - Substitut in der Kompost- und Erdenindustrie - Rekultivierung/Sanierung devastierter Standorte, Altlasten - Deponiestilllegung Sand - Füllboden für die Bauindustrie - Küstenschutz - Baumaterial für die Spülfeldwirtschaft (auch sandige Mischböden) Baggergut in der Deponierekultivierung 12

13 Schadstoffgehalte [mg/kg TM] im aufbereiteten Baggergut der IAA Rostock (Mittel- und Extremwerte, Stand 2006) Zulässige IAA Rostock Feststoffgehalte SF-Komplex SF-Komplex DepV (2005) Radelsee Schnatermann mg/kg Schlick Mischboden Schlick Mischboden Hg 1 0,4 0,3 0,3 0,3 0,2-0,7 0,2-0,5 0,2-0,5 0,3-0,4 Cd 1 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3-0,9 0,1-0,5 0,3-0,4 0,2-0,3 Cr Pb Cu Zn As 7,1 4,0 7,8 3,5 5,9-9 3,2-4,7 5,5-10 3,5 Ni PAK ,1 0,5 0,8 1,4 nach EPA 0,4-2,2 0,2-0,7 0,6-1,2 0,4-3,3 Baggergut in der Deponierekultivierung 13 PCB 6 0,1 0,05 0,04 0,03 0,04 0,05 0,02-0,06 0,01-0,07 0,01-0,07

14 Bodenfruchtbarkeitsbestimmende Kennwerte im aufbereiteten Baggergut der IAA Rostock (Mittel- und Extremwerte, Stand 2006) IAA Rostock SF -Komplex SF-Komplex Kennwert Radelsee Schnatermann Einheit Schlick Mischboden Schlick Mischboden Trockenmasse [%] Ton [%] ph-wert 7,4 7,4 7,2 7,3 7,1-7,6 7,1-7,8 6,7-7,7 7-7,9 Corg 6,6 2,2 7,2 3,7 [%] 2,5-10,6 0,9-3,8 3,6-10 2,4-5,4 SK (grav.) 2,0 1,4 2,3 1,5 [%] 1-4,1 0,7-2,5 1,5-3,3 1-2 CaCO3 9,3 6,4 4,7 4,2 [%] 4,4-10,6 2,7-5,7 0,8-2,5 4,2 N t 0,5 0,3 0,7 0,5 [%] 0,4-0,6 0,1-0,4 0,7 0,5 N an 3,2 0,8 1,5 0,9 mg/100g B. 1,3-8,5 0,6-1,1 1-2,5 0,7-1,1 P (DL) 2,2 2,3 1,8 2,1 mg/100g B. 0,7-5 0,9-4,4 0,8-3,2 0,9-4 K (DL) mg/100g B Baggergut in der Deponierekultivierung 14 Mg (CaCl 2 ) mg/100g B

15 [ % ] HRO_SF_LUFA (silikatische, humus- und karbonatfreie Substanz) WQ_LUFA (silikatische, humus- und karbonatfreie Substanz) WQ_NORDUM WQ_Baugrund T FU MU GU FS MS GS Vergleich der Ergebnisse von Korngrößenbestimmungen mit unterschiedlicher Probenvorbehandlung an Sedimenten aus dem Bereich der Warnowquerung Baggergut in der Deponierekultivierung 15

16 Landschaftsbau Rekultivierung Kleinnutzer (privat) Uni Rostock (Pilotprojekte) [m³ FM/a] Entwicklung der Verwertung von Baggergut aus der IAA Rostock Baggergut in der Deponierekultivierung 16

17 Regelwerke für einzelne Verwertungswege 1 Baggergut in der Deponierekultivierung 17

18 Regelwerke für einzelne Verwertungswege 2 Baggergut in der Deponierekultivierung 18

19 DK 0 DK I DK II DK III Bewuchs Rekultivierungsschicht Entwässerungsschicht Schutzlage Kunststoffdichtungsbahn Mineralische Abdichtung Gasdränschicht Ausgleichsschicht 1 Baggergut in der Deponierekultivierung 19

20 Baggergut in der Deponierekultivierung 20

21 Fachausschuss Baggergut Fachbericht Verwertung von feinkörnigem Baggergut aus dem Bereich der deutschen Küste Stoffliche Zusammensetzung von Baggergut Rechtliche Grundlagen für die Verwertung von Baggergut - Abfalleigenschaft - Verwertung von Baggergut in und auf Oberböden - Verwertung von Baggergut auf Deponien Behandlungsformen - Behandlung in Feldern - Felder zur Behandlung von Sonderbaggergut nach AVV * in Hamburg - Mechanische Trennung von Hafenschlick (METHA) in Hamburg Angewandte Verwertungsverfahren - Erfahrungen beim Einsatz von Baggergut in der Landwirtschaft Mecklenburg-Vorpommerns - Einsatz von Baggergut auf Deponien (Oberflächen und Basisabdichtung) - Verwertung im Deichbau - Verfüllung von Hafenbecken - Verwertung nach thermischer Behandlung Zusammenfassende Empfehlungen Baggergut in der Deponierekultivierung 21 Veröffentlichung 2006

22 Vergleich Eluat-Parameter mit Vorgaben des Abfallrechts Baggergut in der Deponierekultivierung 22

23 Kritische Parameter Nicht Schwermetalle Organische Schadstoffe (PAK, PCB) sondern Organische Substanz (Sedimentationsbedingungen) Salzkonzentration (Brackgewässerherkunft) AOX (Brackgewässerherkunft) Fluoride (Brackgewässerherkunft) NH - 4 hohe N t -Gehalte im Baggergut Baggergut in der Deponierekultivierung 23

24 Gehalt an Organischer Substanz i.d.r. zwischen 5 10 % TOC Gebunden in äußerst stabilen organisch-mineralischen Komplexen => extrem hohe Aggregatstabilität, günstige Sorptionsbedingungen und Wasserhaltevermögen => hohe Bodenfruchtbarkeit Geringe Abbaurate => Beleg AT 4 Versuch (Zuordnungswert 5 mg O 2 /g TM) - Hamburger Baggergut 0,1 0,4 mg O 2 /g TM - Bremer Baggergut 0,3 0,8 mg O 2 /g TM - Rostocker Baggergut < 0,5 2,7 mg O 2 /g TM Baggergut in der Deponierekultivierung 24

25 Salzkonzentration Werte im Feststoff (gravimertrisch bestimmt) in Abhängigkeit der Baggergutherkunft und seines Sorptionsvermögens (OS, Ton) 1-5 % Einzelionen Chlorid schnelle Auswaschung bei Einsatz in sickerwasserbestimmten Oberböden, nach einem Jahr wieder Ausgangsstatus erreicht Sulfat unter Belüftung jahrelange Nachlieferung aus dem Substrat ( z.t. > 2 % Gesamtschwefel) Natrium langsame (über viele Jahre), aber stetig hohe Auswaschung Baggergut in der Deponierekultivierung 25

26 Salzkonzentration Immer Einzelfalllösung nur bei Ausschluss einer zusätzlichen Beeinträchtigung von Schutzgütern nicht vermeidbare Emissionen > Emission aus Baggergut Vorflut erreicht schnell und direkt Brackgewässer Vorflut weist schon höhere Salzgehalte auf Vorflut erreicht unmittelbar große Gewässer (Verteilung auf großen Wasserkörper) Baggergut in der Deponierekultivierung 26

27 Deponieabdeckungen mit gereiftem Baggergut in M-V Bodenmaterialeinsatz aus der IAA Rostocks, Stand 2005 Entscheidungsgrundlage: - TA Siedlungsabfall - LAGA M 20 - Leitfaden zur Rekultivierung von Standorten wilder Müllablagerungen und stillgelegter Deponien in M-V Baggergut in der Deponierekultivierung 27

28 Mit Nassbaggergut abgedeckte Deponien in M-V Baggergut in der Deponierekultivierung 28

29 Deponie Teterow-Danschow Allgemeines PILOTPROJEKT, Ehemaliger Kiessandtagebau Art der eingelagerten Abfälle Hausmüll und hausmüllähnliche Gewerbeabfälle Erden und Aschen Betriebszeit Anforderungen Obere Schutzschicht -k f -Wert m/s -Proctordichte 95 % - LAGA Zuordnungswert Z 1.1 Untere Schutzschicht -k f -Wert m/s - Proctordichte 97 % - LAGA Zuordnungswert Z 1.1 Baggergut in der Deponierekultivierung 29

30 Ergebnisse: Alle Z-Werte eingehalten, außer Leitfähigkeit! Problemloser Einbau des Materials Lieferung und Handhabbarkeit Hohes Wasserhaltevermögen (Feldkapazität) im Randgraben bislang kein Wasser Nachuntersuchungen zeigen keine Mängel z.b. keine übermäßigen Setzungen Genehmigung trotz Überschreitung von Grenzwerten? Ja, weil keine Gefährdung der Schutzgüter keine Erhöhung der gegenwärtigen Salzfracht (Vorflut von jeher mit hohen Salzgehalten belastet) zu erwarten ist Baggergut in der Deponierekultivierung 30

31 Deponie Teterow - Danschow Baggergut in der Deponierekultivierung 31

32 Deponie - Böschungsanschnitt Baggergut in der Deponierekultivierung 32

33 Selbstbegrünung Baggergut in der Deponierekultivierung 33

34 Vernässung nach Niederschlägen 100 mm in 3 Wochen, davon 2*17mm/d, 1*26mm/d Baggergut in der Deponierekultivierung 34

35 Kaum Erosion nach Niederschlägen 100 mm in 3 Wochen, davon 2*17mm/d, 1*26mm/d Baggergut in der Deponierekultivierung 35

36 Zusammenfassung überwiegend sehr günstige Eigenschaften von gereiftem Baggergut Möglichkeit große Mengen homogener Chargen bereitzustellen Spezifik des Materials (Salz- und OS-Gehalt) und des jeweiligen Standortes mit seinem Umfeld erfordern Ausnahmeregelung und Einzelfallentscheidung bisher erfolgreich auf 6 Deponien eingesetzt, Gesamtbaggergutmenge ca m³ große Bandbreite der stofflichen Zusammensetzung des Baggergutes (schwach humos, sandig stark humos, tonig) eröffnet differenzierte Einsatzmöglichkeiten bei Deponien (Ausgleichs-, Geringleiter-, Schutz- oder Rekultivierungsschicht) sehr gute Eignung des aufbereiteten Nassbaggergutes aus bautechnischer und funktionaler Sicht Baggergut in der Deponierekultivierung 36

37 Baggergut in der Deponierekultivierung 37