Boden- und Grundwasserverunreinigung durch ein Tanklager

Auf dem Grundstück eines metallverarbeitenden Betriebs wurden in den 1960er Jahren unterirdische, einwandige Tanks u.a. für TCE installiert und betrieben. TCE (Trichlorethen) wurde als Lösemittel zur Metallentfettung in der Produktion eingesetzt. Lösemittelhaltige Dämpfe wurden in der Produktion abgesaugt. Neben den Tanks wurde TCE aus diesen lösemittelhaltigen Dämpfen in einer oberirdischen Anlage durch Kondensation zurückgewonnen. Das kondensierte Wasser wurde in das Kanalnetz geleitet. 

TCE gehört zur Stoffgruppe der chlorierten Kohlenwasserstoffe (CKW). Heute ist bekannt, dass CKW, also auch TCE, schädlich für Wasserorganismen ist und kanzerogen (krebserregend) bei Menschen wirkt. Im Jahr 1977 wurde diese TCE-Tankanlage rückgebaut und durch eine neue Tank-Anlage mit drei unterirdischen Tanks für Benzin, Toluol und Spiritus ersetzt. Benzin, Toluol, Ethyolbenzol und Xylol werden als Stoffgruppe BTEX abgekürzt.

In der zweiten Hälfte der 1980er Jahre wurden CKW-Belastungen im Grundwasser (GW) gemessen. Daraufhin wurde die Bodenluft bis in 2 m Tiefe erkundet und schädliche Bodenbelastungen durch CKW und BTEX im Umfeld des Tanklagers dokumentiert.

Seit 1989 wurde im Bereich des Tanklagers eine Bodenluftabsaugung (BLA) zwischen 2-10 m u. Gelände betrieben. Der bindige Boden mit halbfesten Schlufflagen und tonigen Bereichen war nur durch eingelagerte Sandbändchen für die Bodenluftabsaugung ergiebig. 

Die CKW-Belastungen im geförderten Grundwasser wurden mit einer Strippanlage beseitigt (Grundwassersanierung). Nach der Unterschreitung der Sanierungsziele ab März 2004 wurde die Grundwassersanierung zunächst Ende 2006 für vier Monate außer Betrieb genommen. 2007 überstieg die CKW-Konzentration im Grundwasser wieder das Sanierungsziel um das Fünffache. Die Grundwassersanierung wurde wieder kontinuierlich in Betrieb genommen.

Der CKW-BTEX-Austrag aus dem Boden war bei der zeitgleich betrieben Bodenluftabsaugung weitestgehend auf ähnlich hohem Niveau. Seit Ende der 1980er Jahre wurden bis 2011 in Summe mehrere Tonnen an CKW und BTEX aus dem Boden und dem Grundwasser entfernt. Der mittlerer Monatsaustrag betrug im Jahr 2011 rund 15 kg CKW und BTEX. Vom zuständigen Regierungspräsidium wurde daher eine detailliertere Untersuchung zur Eingrenzung des Schadens angeregt.

Die reconsite GmbH wurde im Jahr 2011 mit einem Sanierungsaudit der langlaufenden Sanierungsanlage beauftragt. In diesem Zusammenhang wurden die Verfahrenstechnik und das bisherige Standortbild beurteilt. Durch ergänzende Untersuchungen wurde ein konzeptionelles Standortmodell entwickelt. Der Fokus lag auf einer flächigen und tiefenorientierten Eingrenzung der Schadstoffquellen. Hierbei wurden auch die Bodenschichten, die Geologie und die Hydrogeologie detailliert untersucht. Zur flächigen Eingrenzung der Schadstoffquellen erfolgte zunächst ein Phytoscreening, bei dem umstehende Bäume auf eine Schadstoffaufnahme hin beprobt wurden. Hierdurch ergaben sich ergänzende Hinweise auf Schadstoffquellen. 

Anschließend erfolgten vertikale und laterale Abgrenzungen der Schadenstoffquellen unter anderem mittels Bodenproben, MIP-Sondierungen (Membrane Interface Probe), Immissionspumpversuchen und Grundwasserproben. 

Bei der Detailuntersuchung erfolgte eine Gefährdungsbeurteilung. Mit dem neu erstellten konzeptionellen Standortmodell wurde eine Schadstoffquelle von rund 2.500 m² neben dem Tanklager und von rund 500 m² in einem Nebenbereich abgegrenzt. Die weiteren Abstimmungen mit dem Regierungspräsidium ergaben anhand der Gefährdungsanalyse einen Sanierungsbedarf der Schadstoffquellen bis in eine Tiefe von rund 19 m unterhalb der Geländeoberkante. 

Zur Beseitigung der Schadensherde erfolgte im Rahmen der Sanierungsplanung ein Verfahrensvergleich von Bodenaushub, Weiterführung der bisherigen Bodenluftabsaugung und Grundwasserreinigung sowie einer thermischen in-situ Sanierung. Letztere stellte sich als die wirtschaftlichste Lösung heraus. Zudem war anhand überschlägiger Ökobilanzen ersichtlich, dass hierbei die geringsten Umweltbelastungen durch die Sanierung entstehen würden.

Bei der thermischen in-situ Sanierung mit dem THERIS-Verfahren werden Boden und Grundwasser mit elektrisch betriebenen Heizelementen aufgeheizt. Der Betrieb mit Strom aus 100% regenerativen Quellen ist möglich. Flüchtige Schadstoffe wie CKW und BTEX werden durch die hohen Temperaturen schnell verdampft und gezielt mit einer Bodenluftabsaugung aus dem Boden entfernt. Eine in-situ Sanierung mit dem THERIS-Verfahren dauert nur wenige Monate. Zudem ermöglichte die TISS eine uneingeschränkte Weiternutzung des Gewerbestandortes während der Altlastensanierung. 

Im Rahmen der Ausführungsplanung für die TISS wurde auch die Sanierung unter einer Böschung mit 6 m Höhenversatz neben dem Tanklager eingebunden. Für die Installationen unter der Böschung wurde eine Berme für Bohrgeräte eingeschoben. Heizelemente, BLA-Pegel und Grundwasserbrunnen wurden daher auf drei Geländehöhen installiert. Im Sanierungsbereich befanden sich auch erdverlegte Leitungen, die durch die Sanierung nicht beschädigt werden durften. Der Sanierungsbetrieb erfolgte in mehreren Teilflächen. Es wurde immer nur ein Sanierungsbereich für den Sanierungsbetrieb reserviert und genutzt. Danach ließ sich der gereinigte, ehemalige Sanierungsbereich wieder ohne Einschränkungen vom Standorteigentümer nutzen.

Für den Sanierungsbetrieb wurde Heiztechnik mit einer Leistung von ca. 720 kW und eine neue BLA mit einer Leistung von bis zu 2.100 m³ Bodenluft/h einschließlich Abluftreinigung installiert. Die Grundwasserförderung wurde auf bis zu 2 m³ Wasser/h ausgelegt. Zur Grundwasserreinigung wurden bestehende Stripptürme mit Filtern genutzt. Die Steuerung der Sanierungsanlage erfolgte über Fernzugriff. Die sanierungsrelevanten Prozesse wurden mit automatisierter Probenahme- und Messtechnik erfasst (z.B. Bodenerwärmung, Schadstoffaustrag mit der Bodenluft und dem Grundwasser). Datenfernübertragung und -auswertung erfolgten automatisiert, u.a. mit eigener Software. Der Schadstoffaustrag wurde für Teilbereiche differenziert bilanziert.

Im Bereich des Tanklagers wurden insgesamt 318 Heizelemente zur Boden- und Grundwassererwärmung tiefengestaffelt installiert und betrieben (heterogene Schadstoffverteilung). Temperaturbeständige Grundwasserpumpen wurden in 10 Brunnen betrieben. Die schadstoffbelastete Bodenluft wurde über insgesamt 97 BLA-Pegeln tiefengestaffelt gefördert und im Leitungssystem zur Bodenluftreinigung geleitet (Luftaktivkohle). Vor dieser wurde die Luft gekühlt und getrocknet (Kondensatoren, Wasserabscheider). Das Kondensat wurde gesammelt und der Wasserreinigungsanlage zugeführt.