Sensorgestützte Sanierung

Alle reaktiven Verfahren zur In-situ-Sanierung kontaminierter Areale haben eine Gemeinsamkeit: Flüssige oder gasförmige Wirkstoffe müssen in das Grundwasser eingeführt und verteilt werden. Entscheidend für die Effizienz jedes dieser Verfahren ist dabei der maximale Kontakt zwischen Wirk- und Schadstoffen.

 

Ausgangssituation: Strukturelle Heterogenität im Aquifer z.B. aufgrund unterschiedllicher Körnungen, Lagerungsdichten, Hydrodynamik und der stofflichen Zusammensetzung. Daraus ergeben sich komplexe Ausbreitungsmuster bei der Stoffinfiltration sowie zeitlich und räumlich wechselnde Wirkstoffverbräuche.

 

Verfahren: Mit Hilfe von Felddaten vor allem zur räumlichen Ausbreitung der Reaktionsfront, deren zeitlicher Entwicklung und Intensität lassen sich wesentlich genauere Bewirtschaftungskriterien für In-situ-Verfahren ableiten und Wirkstoffkonzentrationen an die Standortgegebenheiten anpassen. 

Aufgrund der hohen Prozessgeschwindigkeit vor allem bei ISCO-Verfahren, teilweise auch bei biologischen Verfahren, verändern sich die Parameter Redoxpotential, Druckverhältnisse, Sauerstoffgehalt, ph-Wert und die Leitfähigkeit z.T. innerhalb weniger Minuten oder Stunden.  

 

Kontrolle: Zur Steuerung dieser Verfahren muss die Datenerfassung in einer hohen Auflösung mindestens stündlich, besser sogar im Minutentakt, in einem hoch auflösenden räumlichen Netz, d.h. teufenorientiert, und in räumlicher Abhängigkeit von den Wirkstoffeintragsbereichen erfolgen.

 

Technologien zur In-situ-Datenerfassung: durch moderne Datenübertragungssysteme (Datenbustechnologie) werden die Sensordaten digital erfasst und ggf. in Sekundentaktung erhoben:

• Redoxpotential: Aerobe bzw. anaerobe Milieubedingungen, Detektion der Wirkstoffaufbereitung, ISCO-Prozesse
• Temperatur: Reaktionstemperatur ISCO bzw. Wärmemengenbilding durch biologisch bedingte Eigenerwärmung
• Sauerstoffgehalt: Freier Sauerstoff im GW (ohne Pumpartefakte), Oxidationsfront, Nachweis des Sauerstoffimportes bei Gaswandtechnologien
• pH-Wert: z. B. biologische Säurebildung bei Anaerob-Verfahren; pH-Absenkung bei Fenton’s Reaktion, Pyritoxidation bei oxidativen Verfahren
• Leitfähigkeit: Zunahme gelöster Salze z.B. durch Pyritoxidation
• Druck: schnelle Druckzunahme durch Gasentstehung im Grundwasser bei ISCO-Reaktion, zeitliche Dynamik der Gaseinspeicherung im Grundwasser
• selektive Ionensensoren für Chlorid, Bromid, Nitrat: z.B. für Tracertests