TY - THES

T1 - Mobilität von Schwermetallen bei der thermisch unterstützten Bodenluftabsaugung

AU - Kern, Julia

N1 - nicht gesperrt

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Altlasten mit organischen Kontaminationen wie leicht- bis schwersiedende Kohlenwasserstoffe sind in der heutigen Zeit sehr gut mit thermischen In-situ-Verfahren wie den festen Wärmequellen (thermal conductive heating, TCH) sanierbar. Schwermetalle, die auf co-kontaminierten Altlasten in Kombination mit organischen Kontaminationen auftreten können, werden durch diese Sanierungsmethode hingegen nicht entfernt. Durch Veränderungen in der Bodenstruktur während der thermischen Sanierung könnten die im Boden gebundenen Schwermetalle erneut mobilisiert werden.Eine erneute Mobilisierung von Schwermetallen würde ein großes Umweltrisiko bedeuten, da sie auf diesem Weg ins Grundwasser gelangen und weitertransportiert werden können. Ob es jedoch zu einer erhöhten Mobilisierbarkeit von Schwermetallen kommt, ist während einer Sanierung mittels TCH bis dato noch nicht überwacht worden.Um eine thermische Sanierung co-kontaminierter Altlasten durchführen zu können, benötigt man eine Studie, die eine Mobilisierbarkeit der vorliegenden Schwermetalle und damit die Schadstoffverfrachtung ausschließt, da diese entgegengesetzt zu dem Ziel einer Altlastensanierung stehen würden.Folglich beschäftigt sich diese Masterarbeit mit der Untersuchung von insgesamt fünf Altlastenböden, bei welcher über pH-abhängige Elutionsverfahren gemäß EN 14429 und diversen mineralogischen und chemischen Untersuchungsmethoden geklärt wurde, wie sich die Speziation der Schwermetalle vor und nach einer thermischen Behandlung ändert und wie sich das auf ihre Auslaugbarkeit auswirkt.Dabei zeigte sich, dass die Auslaugbarkeit von Barium und Blei bei einer Temperatur von 500 °C, von Zink bei 105 °C und von Chrom und Arsen bei 300 °C am höchsten war, während jene von Zink bei 300 °C am niedrigsten lag. Die geringe Mobilität von Blei im Temperaturbereich von 105 – 300 °C ließ sich durch die Bildung von schwerlöslichem Calciumbleiphosphat erklären. Bei einer anderen Probe war die silikatische Bindung von Blei für eine hohe Auslaugung verantwortlich. Daraus kann gefolgert werden, dass eine silikatische Blei-Verbindung eine hohe Mobilität bewirkt, eine Bindung in Calciumbleiphosphat hingegen mit einer geringen Mobilität einhergeht.

AB - Altlasten mit organischen Kontaminationen wie leicht- bis schwersiedende Kohlenwasserstoffe sind in der heutigen Zeit sehr gut mit thermischen In-situ-Verfahren wie den festen Wärmequellen (thermal conductive heating, TCH) sanierbar. Schwermetalle, die auf co-kontaminierten Altlasten in Kombination mit organischen Kontaminationen auftreten können, werden durch diese Sanierungsmethode hingegen nicht entfernt. Durch Veränderungen in der Bodenstruktur während der thermischen Sanierung könnten die im Boden gebundenen Schwermetalle erneut mobilisiert werden.Eine erneute Mobilisierung von Schwermetallen würde ein großes Umweltrisiko bedeuten, da sie auf diesem Weg ins Grundwasser gelangen und weitertransportiert werden können. Ob es jedoch zu einer erhöhten Mobilisierbarkeit von Schwermetallen kommt, ist während einer Sanierung mittels TCH bis dato noch nicht überwacht worden.Um eine thermische Sanierung co-kontaminierter Altlasten durchführen zu können, benötigt man eine Studie, die eine Mobilisierbarkeit der vorliegenden Schwermetalle und damit die Schadstoffverfrachtung ausschließt, da diese entgegengesetzt zu dem Ziel einer Altlastensanierung stehen würden.Folglich beschäftigt sich diese Masterarbeit mit der Untersuchung von insgesamt fünf Altlastenböden, bei welcher über pH-abhängige Elutionsverfahren gemäß EN 14429 und diversen mineralogischen und chemischen Untersuchungsmethoden geklärt wurde, wie sich die Speziation der Schwermetalle vor und nach einer thermischen Behandlung ändert und wie sich das auf ihre Auslaugbarkeit auswirkt.Dabei zeigte sich, dass die Auslaugbarkeit von Barium und Blei bei einer Temperatur von 500 °C, von Zink bei 105 °C und von Chrom und Arsen bei 300 °C am höchsten war, während jene von Zink bei 300 °C am niedrigsten lag. Die geringe Mobilität von Blei im Temperaturbereich von 105 – 300 °C ließ sich durch die Bildung von schwerlöslichem Calciumbleiphosphat erklären. Bei einer anderen Probe war die silikatische Bindung von Blei für eine hohe Auslaugung verantwortlich. Daraus kann gefolgert werden, dass eine silikatische Blei-Verbindung eine hohe Mobilität bewirkt, eine Bindung in Calciumbleiphosphat hingegen mit einer geringen Mobilität einhergeht.

KW - Schwermetallmobilität

KW - Auslaugbarkeit

KW - Altlasten

KW - Boden

KW - Sanierung

KW - thermisch unterstützte Bodenluftabsaugung

KW - Mobility of heavy metals

KW - leachability

KW - contaminated sites

KW - soil

KW - remediation

KW - thermally enhanced soil vapour extraction

M3 - Masterarbeit

ER -