umweltanalytik beurteilung von emissionen und immissionen

Themenbereich EM
"UMWELTANALYTIK
BEURTEILUNG VON EMISSIONEN UND IMMISSIONEN"
Studiengang: Entsorgungsingenieurwesen
Inhaltsverzeichnis ...........................................................................................................Seite
EM-1: Emissionen/Immissionen aus Produktionsverfahren, Stoffen
und Abfällen
EM-1-Lack Lacke
EM-1-KHA Krankenhausabfälle
EM-1-BA Bauabfälle
EM-1-PCB PCB-Abfälle
EM-1-VA Verbrennungsanlagen
EM-2: Toxikologie
EM-2-TOX Toxikologische Grundlagen EM-2-TOX-
1. Einführung in die Toxikologie .................................................................................1
2. Humantoxikologie ....................................................................................................1
2.1 Toxikokinetik...............................................................................................................2
2.1.1 Resorption ..................................................................................................................2
2.1.2 Verteilung ...................................................................................................................3
2.1.3 Metabolismus .............................................................................................................3
2.1.4 Elimination..................................................................................................................4
2.2 Toxikodynamik............................................................................................................4
2.2.1 Rezeptortheorie..........................................................................................................4
2.2.2 Charakterisierung toxischer Effekte............................................................................6
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-1

2.3 Toxikologische Untersuchungsmethoden...................................................................6
2.3.1 Tierversuche...............................................................................................................6
2.3.2 Epidemiologische Studien ..........................................................................................7
2.4 Die Dosis-Wirkungsbeziehung ...................................................................................7
2.5 Humantoxikologische Grenzwerte für nicht-kanzerogene Substanzen ......................9
2.5.1 ADI und TDI..............................................................................................................10
2.5.2 Tolerierbare resorbierte Körperdosis (TRD-Wert) ....................................................10
2.5.3 Bioverfügbarkeit von bodenassoziierten Stoffen ......................................................13
2.6 Toxikologie mutagener und kanzerogener Stoffe.....................................................13
2.6.1 Definitionen...............................................................................................................13
2.6.2 Gut- und bösartige Tumore ......................................................................................14
2.6.3 Krebsentstehung ......................................................................................................14
2.6.4 Mehrstufenhypothese der chemischen Kanzerogenese ..........................................15
2.6.5 Mutagenitätstest .......................................................................................................16
2.6.6 Unit Risk ...................................................................................................................17
2.6.7 Slope-factor ..............................................................................................................18
2.6.8 Akzeptables Risiko ...................................................................................................18
2.6.9 Extrapolation in den Niedrigdosisbereich .................................................................18
3. Ökotoxikologie........................................................................................................20
3.1 Definitionen...............................................................................................................20
3.2 Verteilung von Chemikalien in der Umwelt...............................................................21
3.3 Wirkungen auf verschiedenen biologischen Ebenen................................................22
3.4 Untersuchung der Ökotoxizität von Chemikalien......................................................25
3.5 Bewertung der Ökotoxizität von Stoffen:
Gefahrenbeurteilung und Risikobewertung 26
3.5.1 Gefahrenbeurteilung.................................................................................................26
3.5.1.1 Expositionsabschätzung...........................................................................................27
3.5.1.2 Gefährlichkeitsabschätzung .....................................................................................27
3.6 Quantitative Struktur-Aktivitätsbeziehung
(QSAR, quantitative structure activity relationship) ..................................................29
4. Literatur ....................................................................................................................30
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-2 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen

EM-3: Umweltrelevanz ausgewählter Schadstoffe /
Schadstoffgruppen
EM-3-PAK Polyaromatische Kohlenwasserstoffe
EM-3-Hg Quecksilber
EM-3-Cd Cadmium
EM-3-PCDD Dioxine und Furane EM-3-PCDD-
1. Einleitung ..................................................................................................................1
2. Nomenklatur der Dioxine und Furane ....................................................................2
2.1 IUPAC-Nomenklatur ...................................................................................................2
2.2 Verkürzte Schreibweisen............................................................................................3
3 Stoffeigenschaften der Dioxine und Furane ..........................................................4
3.1 Schmelz und Siedepunkte..........................................................................................4
3.2 Dampfdruck ................................................................................................................5
3.3 Wasserlöslichkeit........................................................................................................6
3.4 n-Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient ...................................................................7
3.5 Henry-Konstante.........................................................................................................7
4. Bildung der Dioxine und Furane .............................................................................8
4.1 Dioxine und Furane aus thermischen Prozessen.......................................................9
4.1.1 Dioxine und Furane aus der Müllverbrennung ...........................................................9
4.1.2 Dioxine und Furane aus Kraftwerken auf der Basis fossiler Brennstoffe.........................................................................................................................11
4.1.3 Dioxine und Furane aus Hausbrand.........................................................................11
4.1.4 Dioxine und Furane aus Verbrennungsmotoren in Automobilen..............................12
4.2 Dioxine und Furane aus industriellen Prozessen .....................................................12
4.2.1 Herstellung von Chlorphenolen ................................................................................13
4.2.2 Herstellung von Chlorphenoxyessigsäuren und
abgeleiteten Produkten.............................................................................................13
4.2.3 Herstellung von Polychlorbiphenylen (PCB).............................................................14
4.2.4 Produktionsprozesse in der Zellstoff- und Papierindustrie unter
Einsatz von Chlor .....................................................................................................14
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-3

5 Toxizität und Kanzerogenität der Dioxine und Furane .......................................15
5.1 Das Prinzip der Äquivalentfaktoren ..........................................................................15
5.2 Akute Toxizität der Dioxine und Furane ...................................................................16
5.3 Chronische Toxizität sowie Kanzerogenität der Dioxine und Furane .......................20
6 Resorptionsverfügbarkeit der Dioxine und Furane.............................................22
7 Dioxinhintergrundbelastung in verschiedenen Matrizes....................................24
7.1 Dioxinbelastung der Luft...........................................................................................24
7.2 Dioxinbelastung von Böden......................................................................................25
7.3 Dioxinbelastung von Gewässern ..............................................................................26
7.4 Dioxinbelastung von Lebensmitteln..........................................................................26
7.5 Belastung des Menschen mit Dioxinen und Furanen ...............................................27
8. Dioxinrichtwerte .....................................................................................................29
8.1 Nicht-gesetzliche Richtwerte in der BRD..................................................................29
8.2 Gesetzliche Regelungen in der BRD........................................................................30
9. Der Fall "Marsberger Kieselrot" ............................................................................32
9.1 Dioxine und Furane im Kieselrot ..............................................................................33
9.2 Belastung der Marsberger Bevölkerung ...................................................................35
10. Literaturverzeichnis ...............................................................................................37
EM-3-Asb Asbest
EM-3-POP Persistent Organic Pollutants (POPs)
EM-4: Flächenrecycling
EM-4-AFR Altlastenorientiertes Flächenrecycling EM-4-AFR-
1. Einleitung ..................................................................................................................1
2. Begriffe und Definitionen.........................................................................................7
3. Erfassung von Altlastverdachtsflächen ...............................................................10
4. Schadstoffe in Rückständen und Abfällen ..........................................................14
4.1 Altablagerungen .......................................................................................................14
4.1.1 Emission und Immission als Kenngrößen des Schadstoffinventars .........................16
4.1.2 Sickerwasser ............................................................................................................17
4.1.3 Grundwasserverunreinigungen ................................................................................21
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-4 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen

4.1.4 Deponiegas ..............................................................................................................30
4.2 Altstandorte ..............................................................................................................35
5. Natürliche und anthropogene Hintergrund-Werte...............................................41
6. Schadstoffbindung und –umlagerung im Untergrund........................................43
6.1 Adsorption ................................................................................................................45
6.2 Ionenaustausch ........................................................................................................47
6.3 Fällung und Mitfällung ..............................................................................................49
6.4 Biochemischer Schadstoffabbau und dessen Hemmung.........................................50
7. Mobilität von Schadstoffen....................................................................................54
7.1 Fließen......................................................................................................................54
7.2 Lösung......................................................................................................................55
7.3 Verdampfung............................................................................................................57
8. Verfahren zur Erkundung von Gefährdungen .....................................................59
8.1 Intensivrecherche im Rahmen der Detailuntersuchung............................................60
8.2 Aufschluss des Untergrundes...................................................................................63
8.2.1 Schürfe .....................................................................................................................63
8.2.2 Sondierungen ...........................................................................................................64
8.2.3 Bohrungen................................................................................................................66
8.2.4 Beobachtungs- und Entnahmebrunnen für Grundwasser ........................................68
8.2.5 Pumpversuche..........................................................................................................71
8.2.6 Geologische Aufnahme von Bohrungen...................................................................72
8.2.7 Geophysikalische Untersuchungen ..........................................................................73
8.2.8 Markierungsversuche im Grundwasser ....................................................................74
8.2.9 Grundwassermodelle................................................................................................76
9. Bodenprobennahmestrategie................................................................................78
9.1 Die Probennahme.....................................................................................................80
9.2 Festlegung der Beprobungsstrategie .......................................................................85
9.2.1 Probennahmestellen in horizontaler Richtung..........................................................86
9.2.1.1 Beprobungsraster bei unbekannter Schadstoffverteilung.........................................86
9.2.1.2 Probennahme bei (teilweise) bekannten Kontaminationszentren und
linieförmigen Schadstoffverteilungen........................................................................87
9.2.2 Festlegung der vertikalen Probennahmestellen .......................................................89
9.3 Statistische Auswertung von Bodenproben..............................................................90
9.4 Position der Beprobungsstellen u. Durchführung der Probennahme .......................91
9.4.1 Faustregeln für die Praxis.........................................................................................93
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-5

9.4.2 Probennahme auf Altlasten ......................................................................................94
9.4.3 Probenauswahl.........................................................................................................99
9.4.4 Mischprobenkonzept nach Bunge & Bunge 1997 ..................................................101
9.4.5 Anzahl der Probennahmestellen ............................................................................103
9.4.6 Probennahme bei Hausmüll ...................................................................................110
9.4.7 Probennahme bei kontaminierten Bauwerksmaterialien ........................................113
9.4.8 Probennahme bei Schlämmen ...............................................................................114
10. Wasserprobennahmen.........................................................................................116
10.1 Sickerwasser aus Deponien ...................................................................................116
10.2 Kontaminiertes Grundwasser aus Altlasten und Altstandorten ..............................117
11. Gase/Bodenluft .....................................................................................................121
12. Probenaufbewahrung und Probenaufbereitung................................................226
12.1 Probenaufbereitung................................................................................................127
12.2 Trocknen.................................................................................................................128
12.3 Zerkleinern und Homogenisieren ...........................................................................130
12.4 Aufschlüsse von Probenmaterialien zur Elementbestimmung ...............................131
12.5 Extraktion mit organischen Lösemitteln..................................................................132
12.6 Elution.....................................................................................................................133
13. Örtliche Messungen, Schnellanalytik .................................................................136
14. Labormessungen..................................................................................................140
14.1 Chemische Analytik fester und flüssiger Proben ....................................................140
14.2 Gasförmige Komponenten......................................................................................146
14.2.1 Bestimmung mit mobilen Messgeräten ..................................................................146
14.2.2 Bestimmung mit stationären Messgeräten .............................................................148
15. Qualitätssicherung ...............................................................................................152
16. Verhalten wichtiger Schadstoffe und Schadstoffgruppen ...............................154
16.1 Leichtflüchtige Halogenkohlenwasserstoffe (LHKW)..............................................154
16.2 Aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe ................................................157
17. Fallbeispiel MISR Chemical Industries/Alexandria ...........................................162
18. Ermittlung der repräsentativen Belastung einer Fläche...................................174
18.1 Berechnung der flächenrepräsentativen Belastung einer Fläche...........................176
18.2 Vorgehensweise bei weniger als 5 Messproben ....................................................179
19. Literaturverzeichnis .............................................................................................180
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-6 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen

EM-4-DS Dekontamination versus Sicherung EM-4-DS
1. Einleitung ..................................................................................................................1
2. Prinzip der Entscheidungssystematik....................................................................1
3. Der standortspezifisch erforderliche Dekontaminationsaufwand .......................6
3.1 Grundwasserorientierter Dekontaminationsaufwand..................................................6
3.2 Nutzungsorientierter Dekontaminationsaufwand........................................................8
4. Der standortspezifisch notwendige Sicherungsstandard ....................................9
4.1 Nutzungsorientierter Sicherungsaufwand...................................................................9
4.2 Grundwasserorientierter Sicherungsaufwand ..........................................................10
5. Grundtypen der wirkungsvergleichbaren Sicherungsmaßnahme.....................17
6. Literaturverzeichnis ...............................................................................................25
EM-4-ZW Modifikation der Ableitungssystematik für die Eluat-Zuordnungswerte
in den Technischen Regeln Boden EM-4-ZW
1. Kritik der Ableitungsmethodik ................................................................................1
1.1 „Ad-hoc-AG „Bodenwerte“ ..........................................................................................2
1.2 Der nicht von allen Beteiligten getragene Modifikationsvorschlag .............................2
1.3 Ableitung von S4-Konzentrationsäquivalenten ist das Ziel.........................................3
1.4 Die wichtigsten Modifikationen ...................................................................................4
2. Die modifizierten Z0 /Z1.1 und Z2- Zuordnungswerte...........................................8
2.1 Grundwasser- und frachtbezogener Ansatz zur Begründung
der Z1.2-Zuordnungswerte .......................................................................................10
2.2 Zuordnungswerte für Sulfat und Chlorid...................................................................13
3. LAGA-Entwurf und modifizierter Vorschlag im Vergleich..................................15
4. Vergleich mit der EU-Ratsentscheidung ..............................................................16
5. Weitere Diskussion im Anhörungsverfahren.......................................................17
6. Literaturhinweise....................................................................................................18
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-7

EM-5: Grundlagen der Expositionsabschätzung
EM-5-UMS Das UMS-System EM-5-UMS-
1. Altlastenorientiertes Flächenrecycling ..................................................................1
2. Das UMS-System ....................................................................................................12
2.1 Einleitung..................................................................................................................12
2.2 Methodik des UMS-Systems ....................................................................................15
2.2.1 Expositionsabschätzung...........................................................................................15
2.2.2 Expositionsszenarien................................................................................................16
2.2.3 Abbildung von Flächennutzungen durch die Kombination von Expositionsszenarien
..................................................................................................................20
2.3 Ermittlung der expositionspfad- und nutzergruppenspezifischen,
täglichen Kontaktmedien-Aufnahmeraten (DIR).......................................................23
2.4 Lebenszeitszenario für kanzerogene Stoffe .............................................................27
2.5 Berechnung der potentiellen täglichen resorbierten Schadstoffdosis (PDI) .............28
2.5.1 Repräsentative Belastung ........................................................................................28
2.5.2 Monte-Carlo-Simulation............................................................................................31
2.5.3 Transferabschätzungen............................................................................................32
2.5.3.1 Boden-Nutzpflanze-Mensch .....................................................................................32
2.5.3.1.1 Organische Schadstoffe ...........................................................................................32
2.5.3.1.2 Schwermetalle und Arsen.........................................................................................33
2.5.3.1.3 Andere anorganische Schadstoffe ...........................................................................34
2.5.3.2 Boden-Innenraumluft-Mensch ..................................................................................34
2.5.3.2.1 Schadstoffkonzentration im Staub von Innenräumen...............................................34
2.5.3.2.2 Schadstoffkonzentrationen in der Innenraumluft (Gas) ............................................36
2.5.3.3 Boden-Außenraum-Mensch
(Abschätzung der Staubkonzentration im Außenraum)............................................37
2.5.4 Resorptionsverfügbarkeit und Resorptionsrate ........................................................37
2.5.5 Expositionsanpassungsfaktor...................................................................................38
2.6 Berechnung der Expositionsszenarien .....................................................................39
2.6.1 Kinderspielplatz/ -fläche ...........................................................................................39
2.6.2 Wohngebäude ..........................................................................................................41
2.6.3 Garten.......................................................................................................................43
2.6.4 Park- und Freizeitanlage ..........................................................................................47
2.6.5 Gewerblich genutzte Fläche .....................................................................................49
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-8 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen

2.6.6 Bolz- und Sportgelände ............................................................................................50
2.6.7 Offene Brachflächen.................................................................................................52
2.6.8 Abgeschlossene unbefestigte Industrie- und Gewerbefläche ..................................54
2.6.9 Brunnen....................................................................................................................56
2.6.10 Fischverzehr .............................................................................................................57
2.6.11 Badegewässer..........................................................................................................59
2.6.12 Geruchsbelästigungen..............................................................................................63
2.6.13 Abbildung von Flächennutzungen durch die Kombination von
Expositionsszenarien................................................................................................65
2.7 Risikocharakterisierung ............................................................................................68
2.8 Risikobeurteilung ......................................................................................................69
2.9 Zusammenfassung ...................................................................................................72
2.10 Literaturverzeichnis ..................................................................................................74
Anhang 1: Humantoxikologische Bewertungsgrundlagen ...................................................79
Anhang 2: Fallbeispiele ............................................................................................................84
A2.1 Ermittlung der repräsentativen Belastung einer Fläche / Teilfläche .................84
A2.1.1 Beispiel 1: Auswirkungen einer hohen Standardabweichung...................................86
A2.1.2 Beispiel 2: Auswirkungen einer geringen bis mittleren
Standardabweichung................................................................................................90
A2.1.3 Beispiel 3: Der Prüfwert ist nur bei einer Einzelprobe überschritten.........................93
A2.1.3.1 Fallbeispiel 1: Expositionsabschätzung und Risikobeurteilung bei
überdurchschnittlicher Nutzungsmöglichkeit der Teilfläche......................................95
A2.1.3.2 Fallbeispiel 1: Expositionsabschätzung und Risikobeurteilung bei
durchschnittlicher Nutzung der Teilfläche.................................................................96
A2.1.4 Weitere Beispiele für die statistische Ableitung des repräsentativen
Eingangswertes in die Expositions- und Risikobeurteilung ......................................98
A2.2 Nutzungskombination der Expositionsszenarien Wohnhaus, Garten
und Kinderspielplatz ............................................................................................100
A2.2.1 Standortspezifische Expositions- und Risikoabschätzung......................................103
A2.2.1.1 Expositionsszenario Garten....................................................................................103
A2.2.1.2 Expositionsszenario Wohngebäude .......................................................................105
A2.2.1.3 Expositionsszenario Kinderspielplatz .....................................................................107
A2.2.1.4 Kombination von Nutzungsszenarien .....................................................................108
A2.2.1.4.1 Expositionsabschätzung bei Nutzungskombination für den Pfad – orale
Schadstoffaufnahme...............................................................................................110
A2.2.1.4.2 Expositionsabschätzung bei Nutzungskombination für den Pfad – inhalative
Schadstoffaufnahme...............................................................................................111
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-9

A2.2.1.4.3 Ermittlung der RVges für die Nutzungskombination Wohngebäude , Garten
und Spielplatz .........................................................................................................113
A2.2.1.5 Ermittlung der Hintergrundüberschreitungsrate (BER)...........................................113
A2.2.1.5.1 Ermittlung der Kontaktmedienkonzentration aus der AGB .....................................113
A2.2.1.5.2 PDIAGB-Wert-Berechnung für die orale Schadstoffaufnahme .................................114
A2.2.1.5.3 PDIAGB-Wert-Berechnung für die inhalative Schadstoffaufnahme ..........................115
A2.2.1.5.4 Ermittlung des RVAGB,ges..........................................................................................116
A2.2.1.5.5 Ermittlung der potentiellen Schadstoffaufnahme aus der UBI................................117
A2.2.1.5.6 Ermittlung der BER.................................................................................................117
A2.3 Modellierung des Schadstofftransfers aus dem Boden in die Pflanze ...........118
EM-6: Methoden der Umweltanalytik EM-6-
1. GC-MS-Analytik ........................................................................................................1
1.1 Grundlagen chromatographischer Trennverfahren ....................................................1
1.2 Modellvorstellung........................................................................................................1
1.3 Einteilung der chromatographischen Verfahren .........................................................3
1.3.1 Aggregatzustände der Phase .....................................................................................3
1.3.2 Aufbau der Trennstrecke ............................................................................................4
1.3.3 Physikalisch-chemische Vorgänge.............................................................................4
1.4 Grundlagen der Gaschromatographie ........................................................................5
1.4.1 Prinzip eines Gaschromatographen ...........................................................................5
1.4.1.1 Schematischer Aufbau ...............................................................................................5
1.4.1.2 Trägergas ...................................................................................................................6
1.4.1.3 Injektor........................................................................................................................7
1.4.1.4 Trennsäule..................................................................................................................8
1.4.2 Detektoren..................................................................................................................9
1.4.3 Computer....................................................................................................................9
1.5 Temperaturabhängigkeit der gaschromatographischen Trennung.............................9
1.6 Qualitative Auswertung des Chromatogramms ........................................................10
1.7 Quantitative Auswertung des Chromatogramms......................................................12
1.7.1 Kalibrierung mit externem Standard .........................................................................12
1.7.2 Kalibrierung mit internem Standard ..........................................................................14
1.7.3 Beispiele...................................................................................................................15
1.8 Grundlagen der Massenspektrometrie .....................................................................17
1.8.1 Einführung ................................................................................................................17
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-10 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen

1.8.2 Allgemeine Funktionsweisen des Massenspektrometers.........................................17
1.8.2.1 Probenaufgabe im GC/MS .......................................................................................18
1.8.2.2 Ionisierung................................................................................................................18
1.9 Der Analysator..........................................................................................................21
1.9.1 Quadrupolmassenspektrometer ...............................................................................21
1.9.2 Flugzeitmassenspektrometer (TOF).........................................................................23
1.9.3 Hochauflösendes Sektorfeldmassenspektrometer (HRMS) .....................................23
1.9.4 Detektor....................................................................................................................25
2. GC-MS-Analyse von Dioxine und Furanen ..........................................................27
2.1 Probenaufbereitung..................................................................................................27
2.2 Analyse.....................................................................................................................29
2.3 Quantifizierungsmethoden........................................................................................30
2.3.1 Quantifizierung über externe Standards...................................................................30
2.3.2 Quantifizierung über interne Standards....................................................................31
2.4 Genauigkeit der beschriebenen Analytikmethode ....................................................32
2.5 Sicherheitsanforderung bei der Analytik von Dioxinen und Furanen........................33
2.6 Literaturverzeichnis (Kap. 1 u. 2)..............................................................................34
3. Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) ........................................35
3.1 Einführung ................................................................................................................35
3.2 Grundprinzip der HPLC ............................................................................................35
3.3 Trennprinzipien.........................................................................................................37
3.3.1 Adsorptionschromatographie....................................................................................37
3.3.2 Reversed-Phase-Chromatographie (RPC)...............................................................38
3.3.3 Ionenaustausch-Chromatographie ...........................................................................39
3.4 Aufbau eines Hochdruckflüssigkeitschromatographen.............................................40
3.4.1 Detektoren................................................................................................................42
3.4.1.1 UV-Detektor..............................................................................................................42
3.4.1.2 Brechungsindex-Detektoren (RI) ..............................................................................43
3.4.1.3 Fluoreszenz-Detektor (FLD) .....................................................................................44
3.4.1.4 Weitere Detektoren...................................................................................................45
3.4.1.4.1 Leitfähigkeits-Detektoren..........................................................................................45
3.4.1.4.2 Photodiodenarray-Detektor ......................................................................................45
3.5 Chromatogramme.....................................................................................................45
4 Atomabsorptions-Spektrometrie (AAS) ...............................................................47
4.1 Grundlagen...............................................................................................................47
4.2 Messprinzip ..............................................................................................................49
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-11

4.3 Aufbau eines Atomabsorptions-Photometer.............................................................49
4.3.1 Atomisierungseinheit ................................................................................................50
4.3.1.1 Flammen-AAS ..........................................................................................................50
4.3.1.2 Graphitrohr-AAS .......................................................................................................51
4.3.1.3 Hydrid-AAS...............................................................................................................52
4.3.1.4 Kaltdampf-AAS.........................................................................................................53
4.3.2 Monochromator ........................................................................................................53
4.3.3 Detektor....................................................................................................................54
4.4 Kalibrierung ..............................................................................................................54
4.4.1 Einfache Kalibrierung ...............................................................................................56
4.4.2 Standard-Addition.....................................................................................................56
EM-7: Umweltanalytisches Kurzpraktikum
EM-8: Methoden der Sickerwasserprognose
EM-8-SISIM SISIM EM-8-SISIM-
1. Gefährdungsabschätzung für das Grundwasser mit SISIM .................................1
1.1 Bestimmung des Boden-Wasser-Verteilungskoeffizienten (Kd)..................................3
1.1.1 Bestimmung der Kd-Werte für organische Stoffe........................................................4
1.1.2 Bestimmung der Kd-Werte für anorganische Stoffe....................................................5
1.1.3 Berücksichtigung der Kd-Wert-Alterung....................................................................10
1.1.4 Verteilungskoeffizient Gesamtboden-Wasser (KBW).................................................10
1.2 Berechnung des Schadstofftransfers .......................................................................11
1.3 Simulationsergebnisse .............................................................................................15
1.4 Literaturverzeichnis ..................................................................................................17
EM-8-SW Behandlung von Deponiesickerwasser EM-8-SW-
1. Einleitung ................................................................................................................................1
1.1 Entstehungsquellen und Mengen.............................................................................................2
1.2 Zusammensetzung von Sickerwasser......................................................................................4
1.3 Gesetzliche Grundlagen...........................................................................................................6
2. Basisdaten für eine Planung .................................................................................................8
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-12 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen

3. Grundverfahren der Abwasserreinigung ...........................................................................10
4. Ausgewählte Einzelverfahren .............................................................................................12
4.1 Biologische Verfahren ............................................................................................................12
4.1.1 Einleitung................................................................................................................................12
4.1.2 Biologische Grundlagen .........................................................................................................12
4.1.3 Ansätze zur Bemessung von biologischen Stufen .................................................................12
4.1.4 Besonderheiten bei Deponiesickerwasser .............................................................................17
4.1.5 Vergleich der Dimensionierung von Abwasserreinigungsanlagen ........................................17
4.1.6 Berechnung der Reaktorvolumen...........................................................................................19
4.1.7 Mögliche Bauformen von Reaktortypen und Trenneinrichtungen ..........................................21
4.1.8 Zusammenfassung.................................................................................................................23
4.2 Aktivkohle – Adsorption..........................................................................................................23
4.2.1 Einleitung................................................................................................................................23
4.2.2 Grundlagen der Adsorption an Aktivkohle..............................................................................23
4.2.3 Verfahrenstechnik zur Sickerwasserreinigung .......................................................................25
4.2.4 Apparative Ausführungen.......................................................................................................26
4.2.4.1 Pulverkohle.............................................................................................................................26
4.2.4.2 Kornkohle ...............................................................................................................................26
4.2.5 Auslegung einer Aktivkohleadsorption ...................................................................................28
4.2.6 Zusammenfassung.................................................................................................................29
4.3 Chemische Oxidation .............................................................................................................30
4.3.1 Einleitung................................................................................................................................30
4.3.2 Ozon.......................................................................................................................................30
4.3.3 Ozonerzeugung......................................................................................................................31
4.3.4 Verfahrenstechnik zur Sickerwasserreinigung .......................................................................32
4.3.5 Verfahrensbeschreibung Ozon...............................................................................................32
4.3.6 UV-Bestrahlung ......................................................................................................................35
4.3.7 Zusammenfassung.................................................................................................................36
4.4 Membrantechnik.....................................................................................................................36
4.4.1 Einleitung................................................................................................................................36
4.4.2 Grundlagen der Membrantechnik...........................................................................................37
4.4.3 Membrantechnik in der Sickerwasserreinigung......................................................................40
4.4.4 Reinigungsleistung .................................................................................................................43
4.4.5 Apparative Ausführungen.......................................................................................................45
_________________________________________________________________________________________________________
Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen 06/2004 EM-Inhalt-13

4.4.6 Zusammenfassung und Ausblick ...........................................................................................49
4.5 Verdampfung..........................................................................................................................49
4.5.1 Einleitung................................................................................................................................49
4.5.2 Grundlagen der Verdampfung................................................................................................50
4.5.2.1 Energiebereitstellung..............................................................................................................50
4.5.2.2 Feedvorwärmung ...................................................................................................................51
4.5.2.3 Mehrstufige Verdampfung ......................................................................................................51
4.5.2.4 Brüdenverdichtung .................................................................................................................52
4.5.3 Apparative Ausführung...........................................................................................................52
4.5.3.1 Rohrbündelverdampfer mit Selbstumlauf ...............................................................................54
4.5.3.2 Rohrbündelverdampfer mit Zwangsumlauf.............................................................................55
4.5.3.3 Durchlaufverdampfer..............................................................................................................56
4.5.3.4 Fallfilmverdampfer..................................................................................................................56
4.5.3.5 Dünnschichtverdampfer .........................................................................................................57
4.5.4 Verkrustung ............................................................................................................................58
4.5.5 Zusammenfassung und Ausblick ...........................................................................................59
4.6 Trocknung ..............................................................................................................................59
4.6.1 Einleitung................................................................................................................................59
4.6.2 Grundlagen der Trocknung ....................................................................................................60
4.6.3 Apparative Ausführung der Trockner .....................................................................................61
4.6.3.1 Wirbelschichttrockner .............................................................................................................62
4.6.3.2 Dünnschichttrockner...............................................................................................................63
4.6.4 Zusammenfassung.................................................................................................................64
5. Formelbezeichnungen und Kürzelerklärungen .................................................................65
6. Literaturverzeichnis .............................................................................................................67
_________________________________________________________________________________________________________
EM-Inhalt-14 09/2003 Umweltanalytik, Beurteilung von Emissionen und Immissionen