Altablagerungen und Deponien Am Bruchhübel,Bad Dürkheim Aktueller Stand zur Plausibilitätsanalyse Feld 3 und Feld 5 A. Müller*, F. Sacher*, W. Schäfer #, A. Tiehm* * DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Karlsruhe # Steinbeis GmbH & Co. KG, Wiesloch
ÜBERSICHT 1 AUFTRAG DES TZW 2 ALTABLAGERUNGEN / DEPONIEN BRUCHHÜBEL 3 BELASTUNGSBEREICHE UND MAßNAHMEN 4 BASF-FELD 3 - Ausgangssituation / Randbedingungen - Vertiefte Grundwasseruntersuchungen am TZW - Zeitliche Entwicklung der Fahnenausbreitung - Zusammenfassung 5 BASF-Feld 5 6 AUSBLICK WEITERE PLAUSIBILITÄTSANALYSE
AUFTRAG DES TZW Prüfung vorhandener Daten und Bewertungen auf Plausibilität Oberflächenwasser- und Grundwasseruntersuchungen Diskussion offener Fragen mit den Beteiligten Ableitung von notwendigen (ergänzenden) Untersuchungen
ALTABLAGERUNGEN / DEPONIEN BRUCHHÜBEL Ostgruppe Westgruppe Mittelgruppe
BELASTUNGSBEREICHE UND MAßNAHMEN Horizontaldrainage BASF- Feld 3 Westgruppe (BASF-Felder 1, 2, 4, AA Bad Dürkheim, Deponie Friedelsheim) Westgruppe Sicherung des Abstroms (Horizontaldrainage), Grundwasser-Behandlung in der Kläranlage Bad Dürkheim teilweise Abdeckung der Deponien BASF-Feld 3 Oberflächenabdichtung Provisorische Fahnensicherung am Graben E 35 Aktualisierung der Gefährdungsabschätzung Planungen zur Sicherung der Fahnenspitze Planungen zur Quellensanierung BASF- Feld 5 BASF-Feld 5 Belastungen am Ostrand der Deponie Auffällige AOX-Befunde in einem Teich Nachweis von Chloridazon-Desphenyl Weitere Erkundungen (DP) im Abstrom
AUSGANGSSITUATION / RANDBEDINGUNGEN BASF-FELD 3 Belastetes Grundwasser strömt von der Quelle in nordöstliche, im mittleren Teil in nördliche, an der Fahnenspitze in tendenziell nordöstliche Richtung Hohe Flurabstände am Bruchhübel Niedrige Flurabstände und abnehmende Grundwassermächtigkeit im Dürkheimer Bruch Austritt von belastetem Grundwasser in Oberflächengewässern zu Nasszeiten Unterströmung der Gräben zu Trockenzeiten
ZIELE DER GRUNDWASSERUNTERSUCHUNGEN ABSTROM BASF-FELD 3 Stichprobenartige Untersuchung der Belastungen Pflanzenschutzmittel, andere chlorierte und nicht-chlorierte Einzelsubstanzen, PSM-Metaboliten und Schwermetalle Toxische Effekte im Leuchtbakterienhemmtest Zusammenhänge der auffälligen Arsen- und Uran- Konzentrationen Klärung von unklaren Befunden im mittleren Grundwasserleiter
UNTERSUCHUNGSPROGRAMM Probenahme: 13.09. 16.09.2011 n aus dem Bereich der Fahnenspitze (F22, F67, F68) mit höheren Belastungen (F20, G1) aus dem mittleren Grundwasserleiter (T15)
UNTERSUCHUNGSPROGRAMM Organische Summenparameter (AOX, DOC, CSB) Pflanzenschutzmittel (PSM) und PSM-Metabolite (BASF-Leitparameter) PSM: Mecoprop, 2,4-Dichlorprop, Chloridazon Isochloridazon PSM-Metabolite: 4-Chlor-2-methylphenol, Desphenyl-Chloridazon (DPC), Methyldesphenyl-Chloridazon (Chloridazon Metabolit B1) PSM-Metabolite: N,N-Dimethylsulfamid, Dichlorbenzamid (von PSM aus dem Weinanbau) Anilin, BTEX-Aromaten, Naphthalin Chlorphenole, chlorierte und alkylierte Aniline und weitere schwerflüchtige organische Spurenstoffe Schwermetalle: u. a. Arsen, Uran Bestimmung der Toxizität (Leuchtbakterienhemmtest) anorganische Wasserbeschaffenheit
OBERER GRUNDWASSERLEITER ANORGANISCHE BESCHAFFENHEIT F20 elektrische Leitfähigkeit µs/cm 6.430 Alkali-, Erdalkalimetalle Gesamthärte dh 57,0 Natrium mg/l 731 Kalium mg/l 43,7 Anionen Chlorid mg/l 1.510 Nitrat mg/l < 1 Nitrit mg/l < 0,01 Sulfat mg/l 12,9 Phosphat, gesamt mg/l 0,71 F67 elektrische Leitfähigkeit µs/cm 2.300 Alkali-, Erdalkalimetalle Gesamthärte dh 47,2 Natrium mg/l 92,8 Kalium mg/l 8,4 Anionen Chlorid mg/l 580 Nitrat mg/l < 1 Nitrit mg/l < 0,01 Sulfat mg/l 41,1 Phosphat, gesamt mg/l 0,48 F68 elektrische Leitfähigkeit µs/cm 989 Alkali-, Erdalkalimetalle Gesamthärte dh 23,6 Natrium mg/l 23,8 Kalium mg/l 7,0 Anionen Chlorid mg/l 145 Nitrat mg/l < 1 Nitrit mg/l < 0,01 Sulfat mg/l 177 Phosphat, gesamt mg/l 0,54 G1 elektrische Leitfähigkeit µs/cm 3.910 Alkali-, Erdalkalimetalle Gesamthärte dh 16,1 Natrium mg/l 364 Kalium mg/l 157 Anionen Chlorid mg/l 634 Nitrat mg/l < 1 Nitrit mg/l 0,01 Sulfat mg/l 238 Phosphat, gesamt mg/l 0,52 F22 elektrische Leitfähigkeit µs/cm 3.030 Alkali-, Erdalkalimetalle Gesamthärte dh 60,2 Natrium mg/l 156 Kalium mg/l 16,6 Anionen Chlorid mg/l 820 Nitrat mg/l 5,3 Nitrit mg/l 0,02 Sulfat mg/l 56,4 Phosphat, gesamt mg/l 0,12
OBERER GRUNDWASSERLEITER PSM, PSM-METABOLITE, ÖKOTOXIZITÄT F20 Ausgewählte Einzelsubstanzen MCPP (Mecoprop) µg/l 2.500 2,4-DP (Dichlorprop) µg/l 110 Chloridazon µg/l 110 Isochloridazon µg/l 34 Anilin µg/l 3.300 Benzol µg/l 140 Naphthalin µg/l 180 TPPO µg/l 0,90 Ausgewählte PSM-Metabolite 4-Chlor-2-methylphenol µg/l 190 Chloridazon-Desphenyl µg/l 34 Chloridazon-Metabolit-B1 µg/l < 0,02 N,N-Dimethylsulfamid µg/l 0,50 Dichlorbenzamid µg/l 1,2 Ökotoxizität (Leuchtbakterienhemmtest) EC 20 1 % 0,11 G1 Ausgewählte Einzelsubstanzen MCPP (Mecoprop) µg/l 1.300 2,4-DP (Dichlorprop) µg/l < 5 Chloridazon µg/l 180 Isochloridazon µg/l 28 Anilin µg/l 14 Benzol µg/l 100 Naphthalin µg/l 60 TPPO µg/l 3,3 Ausgewählte PSM-Metabolite 4-Chlor-2-methylphenol µg/l 92 Chloridazon-Desphenyl µg/l 42 Chloridazon-Metabolit-B1 µg/l < 0,02 N,N-Dimethylsulfamid µg/l 2,6 Dichlorbenzamid µg/l 2,1 Ökotoxizität (Leuchtbakterienhemmtest) EC 20 1 % 1,7 F67 Ausgewählte Einzelsubstanzen MCPP (Mecoprop) µg/l 220 2,4-DP (Dichlorprop) µg/l 29 Chloridazon µg/l < 0,02 Isochloridazon µg/l < 0,1 Anilin µg/l 1,8 Benzol µg/l < 0,5 Naphthalin µg/l < 0,2 TPPO µg/l < 0,2 Ausgewählte PSM-Metabolite 4-Chlor-2-methylphenol µg/l 0,50 Chloridazon-Desphenyl µg/l < 0,02 Chloridazon-Metabolit-B1 µg/l < 0,02 N,N-Dimethylsulfamid µg/l 0,08 Dichlorbenzamid µg/l < 0,1 Ökotoxizität (Leuchtbakterienhemmtest) EC 20 1 % 8,5 F68 Ausgewählte Einzelsubstanzen MCPP (Mecoprop) µg/l 0,23 2,4-DP (Dichlorprop) µg/l < 0,1 Chloridazon µg/l < 0,02 Isochloridazon µg/l < 0,1 Anilin µg/l < 0,1 Benzol µg/l < 0,5 Naphthalin µg/l < 0,2 TPPO µg/l 0,23 Ausgewählte PSM-Metabolite 4-Chlor-2-methylphenol µg/l < 0,2 Chloridazon-Desphenyl µg/l 1,5 Chloridazon-Metabolit-B1 µg/l 0,38 N,N-Dimethylsulfamid µg/l 0,13 Dichlorbenzamid µg/l < 0,1 Ökotoxizität (Leuchtbakterienhemmtest) EC 20 1 % 9,8 F22 Ausgewählte Einzelsubstanzen MCPP (Mecoprop) µg/l 300 2,4-DP (Dichlorprop) µg/l 23 Chloridazon µg/l < 0,02 Isochloridazon µg/l < 0,25 Anilin µg/l < 2,5 Benzol µg/l < 0,5 Naphthalin µg/l < 0,2 TPPO µg/l < 0,5 Ausgewählte PSM-Metabolite 4-Chlor-2-methylphenol µg/l 0,50 Chloridazon-Desphenyl µg/l 0,97 Chloridazon-Metabolit-B1 µg/l 0,82 N,N-Dimethylsulfamid µg/l 0,18 Dichlorbenzamid µg/l 0,30 Ökotoxizität (Leuchtbakterienhemmtest) EC 20 1 % > 50 < BG < BG - 10 µg/l 10-100 µg/l > 100 µg/l 1 = Anteil Probe (%), ab dem die Lichtemission nach 30 min um 20 % abnimmt
OBERER GRUNDWASSERLEITER WEITERE INDUSTRIECHEMIKALIEN Lage der Abstrom Feld 3 G1 F20 F22 F67 F68 T15 Parameter Einheit BG Ergebnis Ergebnis Ergebnis Ergebnis Ergebnis Ergebnis Chlorphenole 2-Chlorphenol µg/l 0,05 0,70 2,2 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 3-Chlorphenol µg/l 0,05 < 0,25 24 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 4-Chlorphenol µg/l 0,05 5,4 34 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 2,4- + 2,5-Dichlorphenol µg/l 0,05 0,75 2,8 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 chlorierte und alkylierte Aniline 2-Chloranilin µg/l 0,05 < 0,25 40 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 3-Chloranilin µg/l 0,05 2,6 6,0 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 4-Chloranilin µg/l 0,05 29 57 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 2,4- u. 2,5-Dichloranilin µg/l 0,05 1,7 4,0 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 2,6-Dichloranilin µg/l 0,05 0,34 0,55 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 2,4,6-Trichloranilin µg/l 0,05 < 0,25 0,34 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 N,N-Dimethylanilin µg/l 0,05 6,4 9,0 < 0,25 < 0,1 < 0,1 < 0,05 < BG < BG - 10 µg/l 10-100 µg/l > 100 µg/l
OBERER GRUNDWASSERLEITER ARSEN, NICKEL, URAN, EISEN F67 Arsen µg/l 172 Nickel µg/l 3 Uran µg/l 0,7 Eisen (gesamt) mg/l 28,0 Eisen (gelöst) mg/l 27,4 F68 Arsen µg/l 211 Nickel µg/l 2 Uran µg/l 1,4 Eisen (gesamt) mg/l 10,9 Eisen (gelöst) mg/l 10,6 F20 Ausgewählte Einzelsubstanzen Arsen µg/l 106 Nickel µg/l 87 Uran µg/l 10,7 Eisen (gesamt) mg/l 38,9 Eisen (gelöst) mg/l 26,5 G1 Arsen µg/l 30 Nickel µg/l 38 Uran µg/l < 0,1 Eisen (gesamt) mg/l 0,07 Eisen (gelöst) mg/l 0,07 F22 Arsen µg/l 30 Nickel µg/l 17 Uran µg/l 66,3 Eisen (gesamt) mg/l 4,19 Eisen (gelöst) mg/l 3,81 Arsen Mäßige Korrelation mit den organischen Einzelstoffen Gute Korrelation mit hohen Eisen-Gehalten Mobilisierung in der Fahne von Feld 3 in reduzierten Aquiferbereichen (Fe(III)-Reduktion) Arsen sehr wahrscheinlich geogen bedingt, aber organische Schadstoff-Fracht Ursache für Mobilisierung Deponie-bürtiger Arsen-Eintrag nicht auszuschließen Uran Keine Korrelation mit der Schadstoff-Fahne Gut lösliche Uranyl-Komplexe mobilisiert durch organische Liganden (Huminstoffe)?
MITTLERER GRUNDWASSERLEITER T15 Ausgewählte Einzelsubstanzen MCPP (Mecoprop) µg/l < 0,1 2,4-DP (Dichlorprop) µg/l < 0,1 Chloridazon µg/l < 0,02 Isochloridazon µg/l < 0,05 Anilin µg/l < 0,5 Benzol µg/l < 0,1 Naphthalin µg/l < 0,2 TPPO µg/l < 0,1 Ausgewählte PSM-Metabolite 4-Chlor-2-methylphenol µg/l < 0,1 Chloridazon-Desphenyl µg/l < 0,02 Chloridazon-Metabolit-B1 µg/l < 0,02 N,N-Dimethylsulfamid µg/l < 0,01 Dichlorbenzamid µg/l < 0,05 Ökotoxizität (Leuchtbakterienhemmtest) EC 20 1 % > 50 T15 Schwermetalle Arsen µg/l 6 Nickel µg/l 2 Uran µg/l 0,2 Anorganische Grundwasserbeschaffenheit Gesamthärte dh 8,7 Natrium mg/l 12,6 Kalium mg/l 3,3 Eisen mg/l 3,51 Eisen, gelöst mg/l 3,03 Mangan mg/l 0,092 Chlorid mg/l 4,7 Nitrat mg/l < 1 Nitrit mg/l < 0,01 Sulfat mg/l 1,9 Phosphat, gesamt mg/l 0,38 1 = Anteil Probe (%), ab dem die Lichtemission nach 30 min um 20 % abnimmt Tiefen- unauffällig Nur randliche n verfügbar Eine mögliche Beeinträchtigung des mittleren Grundwasserleiters kann nur durch zentral gelegene Tiefenmessstellen sicher ausgeschlossen werden
NICHT NACHGEWIESENE SUBSTANZEN 11 Chlorphenole 1) (2,3-Dichlorphenol, 2,6-Dichlorphenol, 3,5-Dichlorphenol, 2,3,4-Trichlorphenol, 2,3,5-Trichlorphenol, 2,3,6- Trichlorphenol, 3,4,5-Trichlorphenol, 2,3,4,5-Tetrachlorphenol, 2,3,4,6-Tetrachlorphenol, 2,3,5,6- Tetrachlorphenol, Pentachlorphenol) 41 Schwerflüchtige organische Spurenstoffe 1) (u.a. Nitro- und chlorierte Nitro-Aromaten, chlorierte und alkylierte Aniline) (Nitrobenzol, 2-Chlornitrobenzol, 3-Chlornitrobenzol, 4-Chlornitrobenzol, 2,3-Dichlornitrobenzol, 2-Chlortoluol, 3-Chlortoluol, 4-Chlortoluol, 2-Nitrotoluol, 3-Nitrotoluol, 4-Nitrotoluol, 2-Chlor-4-nitrotoluol, 4-Chlor-2-nitrotoluol, 2-Amino-4-nitrotoluol, 2-Amino-6-nitrotoluol, 2-Nitroanisol, 4-Nitroanisol, 3,4-Dichloranilin, 2,4,5-Trichloranilin, 2,3-Dimethylanilin, 2,4- u. 2,6-Dimethylanilin, 2,5-Dimethylanilin, 3,4-Dimethylanilin, 3,5-Dimethylanilin, N,N-Diethylanilin, 3-Chlor-2-methylanilin, Hexachlorbutadien, 1,2-Dichlor-4-nitrobenzol, 1,3-Dichlor-4-nitrobenzol, 2,5-Dichlornitrobenzol, 2-Amino-benzotrifluorid, 3-Amino-benzotrifluorid, o-anisidin, 2-Chlor-4- methylanilin, 4- u. 5-Chlor-2-methylanilin, 2,3-Dimethylchinoxalin, Chloroneb, 4-Chlor-2-nitroanilin, 2-Methoxy-5-nitroanilin, 2-Methoxy-4-nitroanilin, Hexachlorbenzol, Tris-(2-chlorethyl)-phosphat, Tris-(2-chlorpropyl)-phosphat) 4 Chlorierte Cyclodien Pestizide 2) Aldrin, Dieldrin, Endrin, Isodrin kursiv = auch in 2010 untersucht und in Spuren nachweisbar: BK3 bzw. F20 kursiv = auch in 2010 untersucht und nicht nachweisbar 1) = 6 untersuchte n (G1, F20, F22, F67, F68, T15) 2) = 1 untersuchte (F20)
KONZENTRATIONSGANGLINIEN MECOPROP AN DER QUELLE 5.000 Mecoprop [µg/l] 4.000 3.000 2.000 1.000 BK3 BK4 BK5 0 10.000,0 1.000,0 Apr 00 Sep 00 Feb 01 Okt 01 Mrz 02 Sep 02 Feb 03 Okt 03 Apr 04 Nov 04 Feb 05 Sep 05 Feb 06 Sep 06 Feb 07 Sep 07 Feb 08 Sep 08 Feb 09 Sep 09 Feb 10 Sep 10 Feb 11 Aug 11 Mecoprop [µg/l] 100,0 10,0 1,0 0,1 BK3 BK4 BK5 0,01 Apr 00 Sep 00 Feb 01 Okt 01 Mrz 02 Sep 02 Feb 03 Okt 03 Apr 04 Nov 04 Feb 05 Sep 05 Feb 06 Sep 06 Feb 07 Sep 07 Feb 08 Sep 08 Feb 09 Sep 09 Feb 10 Sep 10 Feb 11 Aug 11 Konzentrationsrückgang im unmittelbaren Abstrom der Quelle (Oberflächenabdichtung seit 2002)
KONZENTRATIONSGANGLINIEN MECOPROP IM MITTLEREN TEIL DER FAHNE 5.000 4.000 G1 F20 Mecoprop [µg/l] 3.000 2.000 1.000 * * 0 * September 2011 = Messwerte TZW Apr 00 Sep 00 Feb 01 Okt 01 Mrz 02 Sep 02 Feb 03 Okt 03 Feb 04 Nov 04 Feb 05 Sep 05 Feb 06 Sep 06 Jan 07 Sep 07 Feb 08 Sep 08 Feb 09 Sep 09 Feb 10 Sep 10 Feb 11 Sep 11 Bislang kein signifikanter Konzentrationsrückgang am oberen Bruchweg (G1) Höchste Belastungen am Graben E 35 (F20)
KONZENTRATIONSGANGLINIEN MECOPROP AN DER FAHNENSPITZE 350 300 * Mecoprop [µg/l] 250 200 150 100 F22 F67 * 50 0 * September 2011 = Messwerte TZW Apr 00 Sep 00 Feb 01 Okt 01 Mrz 02 Sep 02 Feb 03 Sep 03 Feb 04 Nov 04 Feb 05 Sep 05 Feb 06 Sep 06 Jan 07 Sep 07 Feb 08 Sep 08 Feb 09 Sep 09 Feb 10 Sep 10 Feb 11 Sep 11 Konzentrationsanstieg an der Fahnenspitze
AKTUELLER UNTERSUCHUNGSSTAND BASF-FELD 3 Schadstoff-Fahne mittels Direct-Push Erkundungen eingegrenzt Belastungen PSM (MCPP, 2,4-DP, Chloridazon) + PSM-Metabolite Anilin, Benzol, Naphthalin, Phenole Chlorphenole, Chloraniline Aufsalzung (Chlorid) Mobilisierung von Arsen in der Fahne Uran: Mobilisierung von Uranyl-Komplexen durch Huminstoffe? Instationäre Fahne zeitlich rückläufige Gehalte an der Quelle +/- konstante Belastungen im mittleren Teil der Fahne Zunehmende Belastungen an der Fahnenspitze Konzept zur Sicherung der Fahnenspitze: 2 Horizontaldrainagen und Behandlung Technische Planungsdetails noch offen
AKTUELLER UNTERSUCHUNGSSTAND BASF-FELD 5 Probe aus dem Schumann-Tümpel mit erhöhten AOX-Befunden Nachweis von Desphenyl-Chloridazon und ökotoxikologischen Effekt im Leuchtbakterien-Hemmtest Erkundung des Abstroms mittels Direct-Push und Eingrenzung der Fahne Belastungsfahne mit Desphenyl-Chloridazon, leicht erhöhte elektr. Leitfähigkeit und AOX-Gehalte Belastungen durch MCPP und Chloridazon am östlichen Deponierand Empfehlung: n zur weiteren Erkundung und Gefährdungsabschätzung Empfehlung: begleitend zur weiteren Fahnenüberwachung auch toxikologische Untersuchungen
AUSBLICK WEITERE PLAUSIBILITÄTSPRÜFUNG Sicherung / Sanierung Feld 3: Teilsanierungsplan Fahnenspitze: Diskussion der Planungsdetails Diskussion der Gefährdungsabschätzung Teilsanierung Quelle: Diskussion der Sanierungskonzeptionierung Abstimmung der nächsten Untersuchungsschritte Feld 5 weitere Altablagerungen / Deponien Bruchhübel Westgruppe (BASF-Felder 1, 2 und 4, Städt. Deponie Bad Dürkheim, Deponie Friedelsheim) Ostgruppe (Deponie Ellerstadt) Weitere private/kommunale Altablagerungen / Deponien
TZW: DVGW-TECHNOLOGIEZENTRUM WASSER Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!