Immobilisierung (In-Situ)

Bei der In-Situ-Immobilisierung werden die Schadstoffe im Boden durch Injektion einer Reagenzlösung in eine schwerlösliche oder Form überführt oder durch Ausfüllung der Gesteinsporen fixiert. Das Verfahren ist hauptsächlich für die Sanierung schwermetallbelasteter Böden geeignet.

Bei Projekten mit dem Ziel der Porenraumverfüllung werden Chemikalien zugesetzt die eine Polymerisation bewirken. Bei der Polymerisation bilden sich aus kleinen Molekülen (Monomere) Makromoleküle (Polymere). Bei der Reaktion geht die Substanz in eine gelartige, immobile Masse über. Ein unkontrolliertes Ausbreiten ...

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Detailliertere Informationen finden Sie unter:

Verfahren zur Reinigung schwermetallhaltiger Grundwässer (PDF-Datei)

Terra Tech, 2/1999

Chemische Transformation (In-Situ)

Mittels Reduktions und Oxidationsprozessen können entweder umweltgefährdende Stoffe in weniger oder nicht gefährliche Verbindungen umgewandelt werden oder in Verbindungen transformiert werden, die stabiler bzw. weniger mobil sind. Bei Redox-Redaktionen findet ein Transfer von Elektronen von einer Verbindung auf eine andere statt. Die Verbindung, die Elektronen aufnimmt wird reduziert und die, die Elektronen abgibt, oxidiert. Die oxidativen Reaktionen sind bedeutender für die Bodenbehandlung als die reduzierenden....Bekannt ist die Injektion von Eisen-II-sulfat-Lösungen bei Bodenverunreinigungen durch Chrom-VI. Dabei wird das mobile Chrom-(VI) reduziert und in wenig mobiles Chrom-(III) überführt.

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Bodenwäsche (In-Situ)

Mixed in Place-Verfahren

Funktionsprinzip der Bodenwäsche nach dem „Mixed In Place“-Verfahren

Bei diesem Verfahren werden die Schadstoffe durch einen Wasserstrahl unter hohen Drucken von der Bodenmatrix getrennt. Dazu wird der gesamte Kontaminationsbereich mit sich überlappenden Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 1,50 m versehen. Das Gemisch aus Wasser, Boden und Schadstoffen wird abgepumpt und in einer Separierungsanlage getrennt. Kontaminierter Schlamm und Wasser werden ...

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Bodenwäsche durch Hochdruckwasserstrahl

Bei diesem Verfahren wird der Boden nicht an die Oberfläche gefördert, sondern direkt In-Situ mit Hochdruckwasserstrahl gespült. Zur Einspülung des Wassers in den Untergrund werden meistens Lanzen eingesetzt. Die Drucke liegen bei einigen 100 bar. Aufgrund des im Boden mit Entfernung von der Einspülstelle stark nachlassenden Druckes sind die Wirkradien i.d.R. nur sehr klein und überschreiten selten Beträge von 1 m. Infolgedessen sind entsprechend viele Spülaktionen durchzuführen.

In-Situ-Bodenspülung mit Hochdruckwasserstrahl

Mixed In Place-Verfahren und In-Situ-Bodenspülung sind für folgende Schadstoffe ...

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Cosolvent Flushing

Funktionsprinzip von Cosolvent Flushing

Bei diesem Verfahren wird mit Reagenzien angereichertes Wasser über Lanzen, Draiagen, Brunnen in den Boden eingebracht. Dabei werden die Schadstoffe durch die im Wasser gelösten Additive (wasserlösliche organische Substanzen z.B. Alkohol, Tenside) extrahiert. Die Schadstoffe werden mit der Waschflüssigkeit oder der Mikroemulsion im Abstrombereich oder unterhalb der Kontamination über Brunnen entnommen. Um einen ausreichenden Sanierungserfolg ...

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Tensidspülung

(Entwicklung von VEGAS)

(Abbildung von Vegas zur Verfügung gestellt)

Funktionsprinzip der Tensidspülung

Schematische Darstellung der Solubilisation durch Tenside

Durch die Zugabe von Tensiden ins Wasser wird die Grenzflächenspannung zwischen Schadstoff und Bodenmatrix und damit die kapillaren Haltekräfte erheblich verringert. Hierdurch können Schadstoffe in Flüssigphase wieder fließfähig werden (Mobilisierung) und hydraulisch gefördert werden. Bei höheren Tensidkonzentrationen (0,5-2 % je nach Tensid) wird die (scheinbare) Löslichkeit der Schadstoffe um mehrere Zehnerpotenzen erhöht (Solubilisierung). Durch Modifikationen konventioneller Reinigungsanlagen können die kontaminierten Wässer behandelt, die Tenside zurückgewonnen und ggf. für weitere Spülungen eingesetzt werden.

Tenside sind Verbindungen niedriger bis mittlerer Molmassen, deren Moleküle aus einem polaren und einem hydrophoben Teil bestehen. Daraus resultieren amphiphile Eigenschaften. Bei Überschreitung einer bestimmten Konzentration in der Wasserphase, der "Kritischen Micellenkonzentration" (CMC) lagern sich die Tensidmoleküle im Wasser zu kugelförmigen Micellen zusammen, wobei in ihrem Inneren ein hydrophobes und auf der von Wasser umgebenen Oberfläche ein hydrophiles Milieu entsteht. Die CMC wird meist erst bei einer Konzentration der Tenside im Prozentbereich erreicht. Hydrophobe Schadstoffe können im Innern der Micelle eingeschlossen und somit in Lösung gebracht werden. Die Wirkungsweise der Tenside im Bodenkörper ist vielfältig. Bei Konzentrationen unterhalb der CMC wirken sie als oberflächenaktive Stoffe und verdrängen sorbierte Schadstoffe aus ihren Bindungen. Andererseits kann es aber, da auch Tenside an die Bodenmatrix sorbieren, zu einer Verringerung der Bioverfügbarkeit der Schadstoffe im Zuge einer Cosorption kommen. Die solubilisierenden Eigenschaften der Tenside sind in diesem Konzentrationsbereich gering. Bei Konzentrationen oberhalb der CMC schließen sie hydrophobe Schadstoffe in der Micelle ein und führen somit ebenfalls zu einer Solubilisation. Insgesamt soll damit die Bioverfügbarkeit der Schadstoffe erhöht werden.

Es gibt zahlreiche verschiedene Tenside, die sich u.a. durch das Maß ihrer Lipophilie sowie ihrer mikrobiellen Abbaubarkeit unterscheiden. Zum Einsatz bei einer Sanierung sind nur solche Tenside geeignet, die zwar schlechter als der eigentliche Schadstoff, aber nicht so schlecht abbaubar sind, dass sie zu Sekundärschadstoffen werden. Ihre Lipophilie muss ausreichend hoch sein, um die Schadstoffe zu mobilisieren. Beim Einsatz der ausgewählten Tenside in der Bodenmatrix können jedoch andere Stoffeigenschaften dominieren. So können "schlecht abbaubare Tenside" in der Natur dennoch ...

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Alkoholspülung

- Entwicklung von VEGAS und Institut für Hydromechanik der Universität Karlsruhe -

Abbildung zur Verfügung gestellt vom Institut für Hydromechanik, Universität Karlsruhe

Funktionsprinzip der Alkoholspülung

Die Alkoholspülung dient der Sanierung kontaminierter Bodenbereiche in der gesättigten Bodenzone. Durch entsprechende Alkoholinjektion und -extraktion werden die kontaminierten Bereiche eines Grundwasserleiters durchströmt. Für die Injektion und Extraktion sind geeignete Brunnenanordnungen (Horizontal-, Vertikal-, Grundwasserzirkulationsbrunnen oder Kombinationen) erforderlich.

Der Vorteil der Alkoholspülung im Vergleich zu herkömmlichen Pump-and-Treat Verfahren mit Wasser liegt in ...

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Mikro-Emulsions-Spülung

Durch die Anwendung von Mikroemulsionsspüllösungen soll die In-Situ Sanierung kontaminierter Grundwasserleiter in Schnelligkeit und Effizienz gegenüber herkömmlichen Pump-and-Treat Verfahren erheblich gesteigert werden.

Mikroemulsionen sind thermodynamisch stabile Dispersionen, die zwei nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten (Öl, Wasser) enthalten und durch mindestens eine amphiphile Komponente (Tensid) stabilisiert werden. Zum Einsatz kommt eine am Forschungszentrum Jülich (FZJ) speziell für die in-situ Bodensanierung entwickelte einphasige Mischung aus Biodiesel, zwei Tensiden und Wasser. Diese Mikroemulsion ist selbst bei niedrigen Temperaturen (5 – 35°C) noch stabil und relativ unempfindlich gegenüber dem Salzgehalt des Bodenwassers. Sie besitzt eine hohe Solubilisierungskapazität für organische Schadstoffe und eine gutes Benetzungsvermögen gegenüber der festen Phase. Aufgrund ihrer geringeren Dichte als Wasser ist diese Mikroemulsion besondern gut für DNAPL-Schadensfälle geeignet, da eine Schadstoffverfrachtung in tiefere Bodenschichten hierbei nicht zu befürchten ist.

Die Mikroemulsion wird über Brunnen in ...

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