SAFIRA II Projekt "Compartment Transfer"

Entwicklung naturnaher Sanierungsverfahren zur Abstromsicherung an Megasites

Constructed Wetland an der Pilotanlage Leuna


Projektidee

Am Standort „Alte Raffinerie Leuna“ wird seit 2007 die Pilotanlage „Compartment Transfer“ im Rahmen der SAFIRA II Sanierungsforschung (Revitalisierung von großflächig und komplex kontaminierten Standorten) betrieben. Kernziel des Projektes ist die Entwicklung naturnaher und innovativer Sanierungsverfahren zur Grundwasserabstromsicherung an großskalig kontaminierten, industriellen Megasites. Genutzt wird dabei das Prinzip der Überführung von kontaminiertem, anoxischem Grundwasser in oxische und somit reaktivere Umweltkompartimente (z.B. Oberflächengewässer, die ungesättigte Bodenzone oder die Atmosphäre), wodurch der biologische oder chemische Schadstoffabbau erheblich beschleunigt werden kann. Die technisch kontrollierte Umsetzung des Kompartimentenwechsels erfolgt mittels Constructed Wetlands und strukturierten Grabensystemen, in denen der Abbau der Schadstoffe BTEX (Benzol, Toluol, Ethylbenzol und die Xylole), MTBE (Methyl-tert-butylether) und Ammonium getestet und optimiert werden soll.

CoTra Projektphase II

Nach nunmehr dreijährigem Betrieb der CoTra-Pilotanlage liegen erste wissenschaftliche Ergebnisse vor, die die Effektivität der Verfahren für eine großskalige Nutzung belegen. Ferner wurde im Rahmen der ersten Projektphase (CoTra Phase I, 2007-2010) eine Vielzahl von Untersuchungen durchgeführt im Hinblick auf die Übertragung der gewonnenen Ergebnisse auf natürliche Ufer- und Auengebiete sowie zum generellen Verständnis der ablaufenden Prozesse und biogeochemischen Interaktionen in Wetlands. Diese Resultate sollen nun in einer zweiten Projektphase (2010-2012) validiert und weiterführende Untersuchungen durchgeführt werden. Die vorhandene Infrastruktur soll nunmehr gezielt in den folgenden zwei Schwerpunkten genutzt werden:

Bild im Textfluss

Blick auf den Chemiestandort Leuna (Bild: UFZ)

Innerhalb des Arbeitsschwerpunkts A steht die Realisierung eines Anlagenkonzepts im technischen Maßstab am Standort Leuna im Vordergrund. Dabei sollen die Verfahren zum Einsatz kommen, die sich in der ersten Projektphase als effizient heraus gestellt haben. So soll in Kooperation mit einem Industrieunternehmen die bestehende Grundwasserreinigungsanlage am Standort Leuna hinsichtlich Betriebsführung und Effizienz optimiert werden, sodass die innerhalb des Projekts entwickelten Verfahren am Standort großskalig zum Einsatz kommen.

Projekte:

  • A1: Grundwassersanierung mittels horizontal-durchflossener Constructed Wetlands
  • A2: BTEX und MTBE Entfernung aus dem Grundwasser am Standort Leuna mittels Vertikalfiltertechnologie
  • A3: Untersuchungen zur Optimierung des Schadstoffabbaus in strukturierten Grabensystemen
  • A4: Emissionserfassung und Entwicklung von Monitoringkonzepten/ Untersuchungen zu VOCs in Sumpfpflanzen
Bild im Textfluss

Forschung an der CoTra-Pilotanlage (Bild: UFZ)

Die Wechselwirkung des Grundwasserleiters mit Oberflächengewässern ist durch Wetland-Systeme, die durch steile biogeochemische Gradienten gekennzeichnet sind, in Uferbereichen besonders ausgeprägt. Dies gilt gleichermaßen für die Exfliltration kontaminierten Grundwassers in eine Vorflut, wie in den an der Pilotanlage installierten Grabensystemen simuliert. Im Vordergrund des Arbeitsschwerpunktes B stehen deshalb Untersuchungen zur Ökologie und Effektivität des Schadstoffabbaus in Wetlands und Grabensystemen, wobei durch Manipulationen der Ausgangsparameter prozessorientierte Studien zum mikrobiellen Abbau von mit Schadstoffen belasteten Grundwässern durchgeführt werden. Grundlegendes Ziel ist ein besseres allgemeines Systemverständnis der chemisch-physikalischen Prozesse, sowie der räumlich-zeitlichen Anpassung mikrobieller Gemeinschaften in Wetlands und Grabensystemen.

Projekte:

  • B1: Untersuchungen zum mikrobiellen Stickstoffkreislauf in Wetlands und Grabensystemen
  • B2: Mikrobiologische Aktivität an der Grenzfläche Oberflächenwasser-Grundwasser
  • B3: Prozessorientierte Studien zum mikrobiellen Abbau schadstoffhaltiger Grundwässer
  • B4: Modellbasierte Prozessmodellierungen

Ein weiteres wesentliches Ziel der ersten Projektphase war zudem die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Standorte mit anderen Schadstoffspektren. So sollen nun in der zweiten Phase die Untersuchungen auch auf „Bitterfeld-typische“ Schadstoffe (Chlorbenzole) und weitere Modellschadstoffe (z.B. PAH, Heterozyklen, Phenole) ausgedehnt werden.