Diplomarbeit - OPUS Bayreuth - Universität Bayreuth

Kapitel 1
Zusammenfassung
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) stellen ein besonderes Risiko für
Mensch und Umwelt dar. Auf zahlreichen Flächen, vor allem ehemaligen Industriestandorten
wie Gas- und Teerwerken, finden sich mit PAK kontaminierte Böden. Mit Hilfe von
Säulen- und Lysimeterversuchen wird in dieser Arbeit der Einfluß der Temperatur sowie
Fließgeschwindigkeit und Ionenstärke der Perkolationslösung auf die Freisetzung und den
Transport von PAK unter wassergesättigten Bedingungen untersucht. Untersuchungsmaterial
ist ein sandig-lehmiger Schluff, der mit Mineralöl und PAK belastet ist.
In ihrem grundsätzlichen Aufbau entsprechen die Säulenversuche den Anforderungen
der Vornorm prEN 14405 [CEN, 2002] und den Entwürfen DIN V 19736:2001-11 [DIN,
2001] sowie ISO/TC190WG6 [ISO, 2001]. Säulenexperimente wurden bei 15 und 25 °C mit
zwei unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und Flußunterbrechungen zur Identifizierung
ratenlimierter Freisetzung durchgeführt. Um den Einfluß der Ionenstärke zu prüfen, wurde
mit NaClO4-Lösung (0,02 mol l −1 , stellvertretend für eine Bodenlösung) und entsalztem
Wasser (nach den Vorschriften der Normenentwürfe bzw. stellvertretend für Regenwasser)
perkoliert.
Die Lysimeterstudie stand unter natürlichem Temperaturregime des Versuchsortes Bayreuth.
Von sonstigen atmosphärischen Einflüssen abgeschirmt wurde das Lysimeter mit
den gleichen Perkolationslösungen, die für die Säulenversuche Verwendung fanden, künstlich
beregnet.
Als Bedeutsam für PAK-Transport und -Freisetzung erwies sich die Temperaturerhöhung
um 10 °C : Bei hohen Fließgeschwindigkeiten stiegen die Konzentration im Eluat
und die Quellstärke toxischer und cancerogener PAK um bis zu 500 % an. Damit erweist
sich die in den Normentwürfen festgelegte Temperaturspanne für Säulenexperimente als
zu weit. Noch weit stärker wirkt sich der Wechsel der Perkolationslösungen aus. Perkolation
mit entsalztem Wasser führte bei hohen Fließgeschwindigkeiten, wie sie etwa bei
Starkregenereignissen zu erwarten sind, zu einem Anstieg der Kolloidfreisetzung und der
Eluatkonzentration und Quellstärke aller betrachteten PAK. Hervorzuheben ist hier die
Zunahme von cancerogenem und für Wasserorganismen hochtoxischem BaPYR und Bbjk-
FLA um den Faktor 400 bei hoher Fließgeschwindigkeit. Generell scheint sich mit höherer
Fließgeschwindigkeit auch die Quellstärke zu erhöhen. Ergebnisse des Lysimeterversuches
und der Säulenexperimente sprechen dafür, daß sich unter den gewählten Experimentbedingungen
der PAK-Austrag fast ausschließlich auf Kolloide bzw. Partikel größer 0,7 µm
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