Beschreibung

Die großflächigen PFAS-Belastungen landwirtschaftlicher Flächen im Raum Baden-Baden / Rastatt mit per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) haben einen direkten Einfluss auf verschiedenste Nutzer dieser Flächen sowie auf die Qualität des Grundwassers.
Direkt betroffen sind neben den Landwirten auch Städte und Gemeinden, die durch die Kontaminationen stadtplanerisch sehr eingeschränkt werden (eingeschränkte Ausweisung von Bauland) und deren Trinkwasserversorgung teilweise beeinträchtigt ist. Ebenso betroffen ist die Kiesindustrie, die zum Abbau von Kiesen und Sanden den Oberboden abtragen (und ggf. entsorgen) muss.
Ansätze zur Sanierung bzw. Umlagerung des belasteten Bodens haben sich auf Grund der chemischen Eigenschaften der PFAS sowie auf Grund der großflächigen Kontamination (>1200 ha) als ökonomisch nicht umsetzbar erwiesen. Daher wird vermehrt auf die Möglichkeit gesetzt, die PFAS in den Böden zu fixieren. Dies könnte direkt vor Ort in einem belasteten Boden („in-situ“) stattfinden. In einem solchen Verfahren würde ein entsprechendes Reagenz auf den Boden aufgebracht und die (ggf. leicht veränderten) Böden könnten wieder ihre ursprüngliche Funktion wahrnehmen, zum Beispiel als landwirtschaftliche Nutzfläche oder als Garten. Weiterhin könnte der Boden abgetragen und nach entsprechender Anreicherung mit Reagenzien und ggf. Stabilisatoren zum Bau von Erdbauwerken (z. B. Sicht-oder Lärmschutzwällen) verwendet werden. Falls der Boden größtenteils aus Sanden oder Kiesen besteht, ist auch eine Anwendung als Konstruktionsbeton denkbar. Entsprechend wurden neben dem unbehandelten Boden (N-1) vier verschiedene, auf N-1 basierende, Bodenmischungen untersucht. Bei R-1 und R-2 wurden aktivkohlebasierte Additive zur Immobilisierung der PFAS durch Erhöhung der Sorptionskapazität zugegeben. Bei R-3 wurden PFAS immobilisiert mit gleichzeitiger Reduzierung der Durchlässigkeit und bei R-4 sollten die PFAS durch Verwendung von N-1 als Zuschlagstoff in Konstruktionsbeton fixiert werden.
Behandelte und unbehandelte Bodenproben wurden in Experimenten auf drei verschiedenen Skalen (Batch-Versuche, Säulenversuche, Lysimeter) und unter verschiedenen Bedingungen (gesättigt, variabel gesättigt) untersucht. Im Verlauf der Experimente wurde die PFAS-Konzentration im Eluat über die Zeit gemessen und mathematisch modelliert. Die gemessenen und modellierten Konzentrationszeitreihen bildeten die Basis für eine in der Zukunft mögliche Abschätzung der Effektivität der Bodenbehandlungsmethoden.
Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur experimentellen Überprüfung von Immobilisierungsmaßnahmen für PFAS zu entwickeln und bereitzustellen. Das Verfahren sollte, soweit möglich, auf bestehenden Methoden (DIN, CEN, …) basieren, wobei die Herausforderungen insbesondere darin bestanden, diese an die speziellen Stoffeigenschaften der PFAS anzupassen und auch miteinander zu kombinieren.