Heterogenität der Bodeneigenschaften und der Schadstoffbelastung eines ehemaligen Gaswerkstandortes

Kurzfassung

Die Berücksichtigung der räumlichen Heterogenität von Schadstoff-Quellen und -Senken ist eine wesentliche Voraussetzung für eine verläßliche Abschätzung der Sickerwasserfrachten von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in belasteten Böden. Ziel dieser Arbeit ist die Kennzeichnung der PAK-Belastung an einem ehemaligen Gaswerkstandort (Testfeld Süd) unter Berücksichtigung der standörtlichen Heterogenität. Im Rahmen einer Probenahme wurden tiefendifferenziert und räumlich aufgelöst die hydraulischen und physikochemischen Bodeneigenschaften sowie die PAK-Belastungssituation aufgenommen. Kennzeichnend für die Belastungssituation der ungesättigten Zone sind konzentrations- und tiefenunabhängige PAK-Muster, die sich deutlich vom Muster im Grundwasserleiter und von Böden unter Versiegelung unterscheiden. Die PAK-Summenkonzentrationen weisen – wie auch die Bodeneigenschaften – eine hohe Schwankungsbreite auf. Durch stochastische Simulation auf Basis der Theorie Markovscher Ketten erfolgte die Ableitung typischer Bodenprofile. Über die dadurch ermittelten Wahrscheinlichkeiten der Profilausprägungen ist eine Gewichtung lokaler PAK-Sickerwasserkonzentrationen hinsichtlich ihres Beitrags zum flächigen Austrag möglich.

Abstract

Risk assessment studies for PAH-mobility at contaminated sites need to take into account the spatial variability of PAH sources and siks as they control the release and redistribution of PAH. This study focuses on the delineation of characteristic soil profiles and their expanse at a former manufactured gas production site (Testfeld Süd) based on a screening of solid phase PAH-concentrations and soil physical and chemical properties. The contamination of the unsaturated zone is governed by medium molecular weight PAH. This strongly contrasts the findings for the aquifer and soils under sealed surfaces. For the unsaturated zone, PAH-patterns are constant, regardless of vertical position or solid phase concentration. However, total PAH-concentrations and soil properties vary over a wide range. This was successfully modelled by stochastic simulations on the basis of Markov Chain theory. For each individual soil profile the corresponding probabilities are given. Thereby, the contribution of PAH released from individual soil profiles to the overall output may be estimated by the use of one-dimensional physically-based transport models.