Untersuchungen zur Mobilität von Chlorbenzolverbindungen in schadstoffbelasteten Böden am Beispiel des Industrieparks Frankfurt-Höchst (IPH)

Abstract

Die Altlastenproblematik steht seit vielen Jahren im Fokus der Umweltpolitik. Große Industriestandorte wie der Industriepark in Frankfurt Höchst (IPH) sind auf Grund ihrer langjährigen Nutzung hotspots für Altlasten. Ein entscheidender Aspekt für die Wirkung von Sanierungsoptionen ist Kenntnis der Mobilität von Schadstoffen im Boden. Diese Mobilität hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. So bestimmen insbesondere die Form in der der Schadstoff im Boden vorliegt und Bodeneigenschaften, wie der Anteil der organischen Bodenbestandteile, den Verbleib der Schadstoffe in der Umwelt. Chlorbenzole kommen nicht natürlich in der Umwelt vor, sondern sind antrophogen über Produktions-, Transport- oder Deponierungsprozesse in die Umwelt eingetragen worden. Sie werden seit über 100 Jahren industriell erzeugt und finden sich in allen Teilen der Umwelt wieder.Auf dem IPH nehmen Chlorbenzolverbindungen einen großen Teil der jährlichen über Sanierungsbrunnen geförderten Schadstofflast ein. Um das Transportverhalten von Chlorbenzolen besser abschätzen zu können, sollte dieses durch Freilandstudien auf dem IPH und Laborversuche untersucht werden. Zielsetzungen waren (1) durch Bohrkampagnen, Grundwasseruntersuchungen und Pumpversuche den Schadstoffursprung der Grundwasserbelastung mit Monochlorbenzol im Nordosten des Industrieparks zu ermitteln, (2) den Stofftransport der ermittelten Schadstoffe in Laborversuchen zu untersuchen und (3) mittels der generierten und ausgewerteten Daten Aussagen zum Sanierungserfolg und mögliche unterstützender Sanierungsverfahren zum pump&treat-Verfahren zu treffen.Die Ergebnisse der Freilanduntersuchungen auf dem IPH führten zu einer Eingrenzung des vermuteten hotspots der Chlorbenzolbelastung des Untergrundes auf ein kleines Areal von etwa 2400 m². Weiterhin konnte festgestellt werden, dass während des Schadstofftransportes in Richtung des Mains keine wesentliche Sorption am Boden stattfindet. In den Laborversuchen konnten mittels Sorptions- und Desorptionsstudien gezeigt werden, dass innerhalb einer kurzen Zeit eine vollständige Lösung der Schadstoffe im Wasser stattfindet oder stattgefunden haben muss. Auf Grundlage der gewonnen Erkenntnisse konnte keine zusätzliche Sanierungsmaßnahme zum pump&treat-Verfahren empfohlen werden. Eine Grundwasserentnahme im Bereich des ermittelten hotspots könnte die derzeitige Sanierungsmaßnahme in Bezug auf Chlorbenzole jedoch beschleunigen. Contaminated sites have been an issue of environmental policy for many years. Large industrial sites such as the industrial park in Frankfurt Höchst (IPH) are due to their long-term use hotspots for contaminated sites. Chlorobenzenes have been produced industrially for more than 100 years and are found in all parts of the environment. An important aspect for the effectiveness of remediation methods is to know the mobility of the pollutant in the soil. In particular the form in which the pollutant is present in soil as well as soil properties such as the amount of organic soil constituents determine the fate of pollutants in the environment. Chlorobenzenes do not occur naturally in the environment but have been brought to the environment via production, transport or landfill processes.On the IPH, chlorobenzenes take up a large amount of the annual pollution load pumped by remediation wells. This study aims to investigate the transport behavior of chlorine benzenes. Therefore we performed field research and laboratory tests. Objectives were (1) to determine the origin of the groundwater pollution with chlorobenzene in the northeast of the industrial park by drilling campaigns, groundwater tests and pumping tests, (2) to investigate the transport behavior of the pollutants in an aquifer with laboratory tests and (3) to make statements on remediation success and possible supporting remediation procedures for the pump&treat process using collected and evaluated data.The results of the field tests on the IPH led to a narrowing of the suspected "hotspot" of the chlorobenzene load to a small area of about 1000 m2. Furthermore, it was found that during the transport of pollutants in the direction of the river Main, no essential sorption occurs on the ground. By running sorption and desorptin tests it was possible to show that a complete solution of the pollutants (in water) took place within a short time. On the basis of the information collected, no additional remedial action could currently be recommended for the pump&treat process. However, a groundwater extraction in the area of the "hotspot" that has been located could accelerate the current remediation measure with regard to chlorobenzene.