Beschreibung des Freisetzungsverhaltens der für Ersatzbaustoffe typischen Inhaltsstoffe in Abhängigkeit des Wasser-Feststoffverhältnisses

Rebekka Calaoagan1, Frank Wisotzky2, Sabine Bergmann3
1 Angewandte Geologie/Hydrogeologie, Ruhr-Universität Bochum
2 Angewandte Geologie/Hydrogeologie, Ruhr-Universtiät Bochum
3 Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW

P 19.8 in Young Hydrogeologists forum

Die vorliegende Arbeit „Beschreibung des Freisetzungsverhaltens der für Ersatzbaustoffe typischen Inhaltsstoffe in Abhängigkeit des Wasser-Feststoffverhältnisses“ betreut und vergeben von Frau Dr. Sabine Bergmann und Herrn Professor Dr. Frank Wisotzky, befasst sich mit der Frage, wie sich das Langzeitverhalten der Stofffreisetzung von Ersatzbaustoffen auf den Boden bzw. das Grundwasser auswirkt. Die Motivation dieser Arbeit liegt darin, dass diese Fragestellung sehr wichtig für den Schutz der Umwelt und vor allem für den Menschen und das Grundwasser ist. Die Verwendung von Ersatzbaustoffen stellt eine große Entlastung der natürlichen Ressourcen dar, aber die Verwendung und der Einbau muss genau kontrolliert werden.  Dabei stellt sich vor allem die Frage, welches Freisetzungsverhalten und welche Konzentrationen der einzelnen Elemente und Verbindungen im Sickerwasser bei einem mehrjährigen Langzeitversuch unter realen Bedingungen festzustellen sind, und ob die sich dadurch Prognosen treffen lassen, inwieweit der Schutz des Grundwassers gewährleistet bleibt.  Für die Untersuchung wurde eine vom LANUV betriebene Lysimeteranlage genutzt. In diese sind unterschiedliche Ersatzbaustoffe eingebaut, um eine möglichst große Variationsbreite zu erlangen. Dafür wurden verschiedene Materialien, wie z.B. Hochofenschlacke und Recycling-Baustoff im Jahr 2003 eingebaut (Susset & Leuchs, 2008). Es zeigten sich in den Untersuchungen verschiedene Verhaltensweisen der unterschiedlichen Stoffe.  Diejenigen Varianten, bei denen aufgrund der bis 2006 erzielten Ergebnisse eine Fortführung notwendig und interessant erschien, wurden in dem gesamten Zeitraum von 2003 bis 2017 kontinuierlich weiter beobachtet. Die Analyseergebnisse wurden vom LANUV NRW zu Verfügung gestellt und für diese Arbeit genutzt. Zu den bereits vorhandenen Daten (2003 bis 2014) des LANUV wurden die Ergebnisse von 2015 bis 2017 hinzugefügt und ausgewertet. Generell zeigten Salze und PAKs bei den untersuchten Ausgangsmaterialien im Allgemeinen ein relativ gutes Abklingverhalten, nur vereinzelt zeigte sich dieses Verhalten erst verzögert (PAK). Bei einigen Schwermetallen zeigte sich anderes Bild. Insbesondere ließen die Ergebnisse bei fast allen im Langzeitversuch beobachteten Varianten (RCL, Altlastenboden, HMVA) erkennen, dass sich vor allem bei Chrom, Vanadium und Arsen, zum Zeitpunkt der letzten durchgeführten Analyse am 05.08.2017, noch immer kein oder kein eindeutiges Abklingverhalten eingestellt hat. Chrom zeigt – nach einem zeitverzögerten Peak - eine bis jetzt anhaltende Freisetzung auf z.T. gleichbleibend hohem bzw. erhöhtem Niveau. Bei Arsen und Vanadium hat der Freisetzungsprozess erst nach vielen Jahren (~ W/F = 3 L/Kg) – relativ parallel verlaufend - eingesetzt und ist derzeit nicht abgeschlossen. Die weitere Untersuchung zum Langzeitverhalten der Ersatzbaustoffe ist hinsichtlich dieser Metalle somit notwendig, um eine potentielle Gefährdung des Grundwassers ausschließen zu können.

 



Dr. Bernd Susset, Dr. Wolfgang Leuchs. (2008). Ableitung von Materialwerten im Eluat und Einbaumöglichkeiten mineralischer Ersatzbaustoffe Abschlussbericht Umsetzung der Ergebnisse des BMBF-Verbundes „Sickerwasserprognose“ in konkrete Vorschläge zur Harmonisierung von Methoden.

Dr. Bernd. Susset, Dr.Wolfgang. Leuchs. (30. Juni 2008). Schlussbericht - Stofffreisetzung aus mineralischen Ersatzbaustoffen und Böden - "Ermittlung der Quellstärke-Entwicklung und desRückhalte-und / oder Abbaupotentials mittels Freilandlysimetern und Laborelutionen". Stofffreisetzung aus mineralischen Ersatzbaustoffen und Böden - "Ermittlung der Quellstärke-Entwicklung und desRückhalte-und / oder Abbaupotentials mittels Freilandlysimetern und Laborelutionen". Düsseldorf, Nordrhein-Westfalen.