In-Situ-Sanierungsverfahren für die gesättigten Zone - AAV NRW

Durch Infiltration eines Oxidationsmittels können die im Grundwasser gelösten Schadstoffe
vollständig zu Kohlendioxid und Chlorid oxidiert werden. Permanganat ist im Großhandel als Kalium-
und Natriumsalz erhältlich, Kaliumpermanganat (KMnO4) als kristallines Salz und
Natriumpermanganat (NaMnO4) als 40%ige Lösung. Die Umsetzung von Kaliumpermanganat verläuft
wie folgt (ITRC, 2005):
KMnO4 + 4 H + + 3 e - → MnO2 + 2 H2O + K +
Die vollständige Reaktion von Kaliumpermanganat mit Tetrachlorethen (Per) lautet:
4 KMnO4 + 3 C2Cl4 + 4 H2O → 6 CO2 + 4 MnO2 + 4 KCl + 8 HCl
Folgende Feldparameter sollten bei der Durchführung einer In-situ-chemischen Oxidation ermittelt
werden (ITRC, 2005):
- Kontaminanten
- Oxidationsmittel
- Metalle
- Ionen (Na, K, Ca, Mg, Fe)
- Nitrat, Sulfat, Chloride
- Redoxpotenzial
- pH-Wert
- Temperatur
Beim Einsatz von Verfahren der In-situ-chemischen Oxidation ist nicht genau bekannt, welche
Reaktionen im Einzelnen insgesamt entstehen. Das Entstehen von toxischeren Stoffen als die
Ausgangsstoffe kann nicht ausgeschlossen werden.
Erfahrungen
Im Leitfaden der ITRC (ITRC, 2005) werden in den USA durchgeführte Fallstudien mit
Kaliumpermanganat, Natriumpermangant, Natriumpersulfat, Fentons Reagenz, Wasserstoffperoxid
und Ozon beschrieben. In EDEL ET AL. (2004) wird ausgeführt, dass das Verfahren der In-situchemischen-Oxidation
von LCKW mit Permanganat zur Untergrundsanierung in den USA entwickelt
und an verschiedenen Standorten eingesetzt wurde.
In den Niederlanden wurden 15 Projekte überwiegend im Pilotmaßstab durchgeführt. Als
Oxidationsmittel wurde dort überwiegend Fentons Reagenz, in Einzelfällen Wasserstoffperoxid und
Ozon eingesetzt (ARNZ, 2005).
Nachfolgend wird eine Anwendung der In-situ-chemischen-Oxidation mit Natriumpermanganat
anhand eines Projektes in Nordrhein-Westfalen beschrieben:
Beispiel: (##Fall 12)
Bei diesem Fall wird im Rahmen der Sanierung Natriumpermangant als Oxidationsmittel eingesetzt.
Bei dem betrachteten Altstandort handelt es sich um die ca. 700 m 2 große Betriebsfläche einer ehem.
chemischen Reinigung. Unterhalb einer ca. 4 m mächtigen Schicht aus gewachsenem Boden (Schluff)
befindet sich der kiesige Grundwasserleiter, der in ca. 20 m Tiefe vom Tertiär unterlagert wird. Die
Schadstoffbelastung im Boden lag bei max. 400 mg/kg LCKW und das Grundwasser war vor Beginn
der Sanierung im zentralen Bereich im Mittel mit 3.000 bis 4.000 µg/l LCKW und mit maximal
88.000 µg/l belastet. Die höchsten Belastungen befinden sich oberhalb einer Tonlinse, die sich im
Porengrundwasserleiter unterhalb des Altstandortes befindet (Abb. 8). Relevante Anteile an CKW
befinden sich in der Tonlinse (AAV, 2004).
Die seit 1997 laufende Grundwassersanierung hat zu einem Abreißen der Fahne im Unterstrom
geführt und auch im Schadenszentrum konnten die Gehalte reduziert werden. Nach 6-jährigem
Sanierungsbetrieb war aber davon auszugehen, dass auch bei Fortführen der Sanierungsmaßnahmen
die Belastungssituation (max. 27.000 µg/l im Jahre 2003) nicht wesentlich verbessert wird. 2004
wurde ein Pilotvorhaben vereinbart, um durch eine In-situ-Maßnahme mittels In-situ-chemischer-
Oxidation durch Infiltration von Natriumpermanganat im Quellbereich die Schadstoffquelle zu
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