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Hydrogeologisches System- und Prozessverständnis zur Beurteilung komplexer LHKW-Kontaminationen im urbanen Raum (Projekt MAGPLan, Stuttgart)

Wolfgang Ufrecht1, Hermann Kirchholtes1, Stefan Spitzberg2
1 Amt für Umweltschutz, Stadt Stuttgart
2 BoSS-Consult

O 12.8 in Grundwasserqualität

29.05.2014, 15:40-16:00, H19, NW II

 

Der jahrzehntelange Umgang mit leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen (LCKW) in Stuttgart erzeugte ein komplexes Schadensbild in oberflächennahen und tieferen Grundwasserstockwerken. Betroffen ist dabei auch der tiefe Karstgrundwasserleiter des Oberen Muschelkalks, dem die bekannten Heil- und Mineralquellen mit einer Schüttung von rund 500 l/s entspringen. Trotz der seit 1983 standortbezogen betriebenen Sanierungen von LCKW-Schäden hat sich das Schadensbild in den tiefen Grundwasserstockwerken ebenso wie in den Mineralquellen nur unwesentlich verändert. Dies zeigt, dass die Auswirkungen wesentlicher Eintragsbereiche noch nicht erkannt, insbesondere die Mechanismen der Stoffausbreitung sowie die Entstehung des Schadensbilds im Detail noch nicht verstanden sind.

Zur langfristigen Verbesserung der Grundwasserqualität im direkten Zustrom auf die Mineralquellen (Stuttgarter Talkessel) wird im Rahmen des Projekts MAGPlan ein Konzept zur großräumigen Behandlung dieses ca. 26 km2 großen, hydrogeologisch komplex strukturierten und stark kontaminierten Raums entwickelt. Die Ziele sind eine zuverlässige Gefährdungsabschätzung für das Gesamtsystem und eine räumlich differenzierte Bewertung des Schadensausmaßes im Grundwasser an den Haupteintragstellen.

Für die durch Subrosion und Verkarstung geprägten Aquifere wird das erarbeitete System- und Prozessverständnis im Hydrogeologischen Modell veranschaulicht. Dazu werden zunächst die bestehenden Daten erhoben, die im Zuge der jahrzehntelangen standortbezogenen Altlastenbearbeitung in großem Umfang angefallen sind, jedoch noch nicht in eine regionale Gesamtschau einbezogen waren. Zur Schadensfallcharakterisierung wurden „Steckbriefe“ angefertigt, welche die wichtigsten Informationen zur Schadenshistorie, zum Schadstoffpotenzial, zu den beteiligten LCKW-Einzelstoffen, zur zeitlichen und räumlichen Schadstoffausbreitung, zu Abbauprozessen und zum hydrochemischen Milieu in komprimierter Form zusammenstellen.

Gezielte Felduntersuchungen dienen der Ermittlung der Geometrie von LCKW-Schadstofffahnen und der standortübergreifenden Verlagerung von Schadstoffen in tiefere Stockwerke. In die Auswertung einbezogen werden die Charakterisierung des hydrochemischen Milieus und natürlicher Abbauprozesse (d15N am Nitrat, d13C an LCKW-Einzelspezies), Altersdatierungen des Grundwassers (Tritium, SF6) und forensische Betrachtungen zur Schadstoffherkunft (SF6, Frigene, d13C an LCKW). Als Ergebnis einer vergleichenden Gesamtschau werden die grundlegenden Prozesse beschrieben, welche die Schadstoffausbreitung in den beteiligten Grundwasserhorizonten des Projektgebietes steuern.

Mit der Verknüpfung der verschiedenen methodischen Ansätze können Unsicherheiten im Modellverständnis oder Freiheitsgrade in der Interpretation von Einzelbefunden deutlich eingeschränkt werden, so dass das entwickelte Hydrogeologische Modell eine belastbare Basis für den Aufbau eines Strömungs- und Transportmodells darstellt.



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Letzte Änderung 29.10.2013