Altlasten: Grundwasserdekontamination braucht robuste Pegelsonden

                                                                      

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Ob alte Mülldeponien, Kohlehalden, ehemalige Militärplätze oder Raffinerien: Übrig bleibt kontaminierter Boden, der eine Gefahr für Mensch und Umwelt ist. Bei der Sanierung dieser Orte braucht es ob der oft aggressiven Gefahrenstoffe widerstandsfähige Pegelsonden.

Altlasten sind nicht nur durch gesundheits- oder umweltschädliche Veränderungen des Bodens gekennzeichnet. Bei fehlenden Sicherungsmassnahmen (wie bei alten Mülldeponien) und je nach Bodenbeschaffenheit werden die gefährlichen Stoffe durch Regen bis ins Grundwasser gespült. Je nach Nutzungsart können eine Reihe unterschiedlicher Gefahrenstoffe angetroffen werden, darunter u.a.:

  • Schwermetallverbindungen: Kupfer, Blei, Chrom, Nickel, Zink und Arsen (Halbmetall)
  • Organische Stoffe: Phenole, Mineralöl, Benzole, chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW), aromatische Kohlenwasserstoffen (PAK)
  • Salze: Chloride, Sulfate, Karbonate

Dekontamination der Grundwasserversorgung

Bei der Sanierung von Altlasten ist neben der Säuberung des Bodens auch die Kontrolle und Reinigung des Grundwassers von grosser Bedeutung. Ohne zuverlässige Pegelsonden, die den widrigen Bedingungen standhalten können, ist dies nicht möglich.

Üblicherweise läuft das Dekontaminationsverfahren wie folgt ab: Das kontaminierte Grundwasser wird an die Oberfläche gepumpt und aufbereitet. Als gefiltertes Spülwasser wird es dann wieder in den Kontaminationsherd gebracht. Damit das Spülwasser nicht zu einer dem Kontiminationsherd abgewandten Seite fliesst, werden aktive hydraulische Verfahren zur Schutzinfiltration eingesetzt. Wasser wird über mehrere Brunnen um das eigentliche Dekontaminationsverfahren herum in den Boden gegeben. Die dadurch hergestellten Druckverhältnisse bilden gewissermassen eine Sperrwand und bewirken, dass das Spülwasser zum Kontaminationsherd fliesst. Um diesen Prozess zu steuern und zu überwachen, braucht es Pegelsonden.

Grundwasser Dekontaminationsverfahren
Abbildung 1: Ablauf eines Dekontaminationsverfahrens

Pegelsonden werden natürlich auch im Nachgang der Sanierungsarbeiten eingesetzt. So werden die betreffenden Stellen noch lange Zeit nach Abschluss der Arbeiten überwacht, um zu prüfen, ob es auffällige Änderungen des Wasserspiegels oder der Fliessrichtung gibt.

Natürlich werden Pegelsonden auch bei aktivem Betrieb potenziell umweltschädigender Anwendungen eingesetzt. Neuere Mülldeponien sind wie ein undurchlässiges Becken aufgebaut. Der Grundwasserspiegel unter der Deponie wird abgesenkt, so dass im Falle einer Leckage kein Wasser in angrenzende Gebiete fliessen kann. Auch hier sind die jeweiligen Wasserstände durch Pegelsonden zu überwachen.


Pegelsonden in kontaminierten Gewässern: Hohe Anforderungen
 

Anwender im Bereich Dekontamination von Altlasten sollten bei der Wahl geeigneter Pegelsonden sehr sorgfältig vorgehen. Aufgrund der Vielzahl von Stoffe, die im Wasser gelöst sein können, gibt es nicht die eine Lösung, die für jeden Fall verlässlich arbeitet. Dabei sind verschiedene Aspekte zu beachten, die wir im Folgenden kurz darstellen:

Materialien

Gehäuse

In den meisten Anwendungen ist ein hochwertiger Edelstahl, wie ihn STS verwendet, ausreichend, um die Messzelle vor aggressiven Stoffen zu schützen. Kommt es zu Kontakt mit Salzwasser, ist ein Titangehäuse zu wählen. Wenn mit galvanischen Effekten zu rechnen ist, sollte eine Pegelsonde aus PVDF gewählt werden.

 Chemisch beständige Pegelsonde

Abbildung 2: ATM/NC chemisch beständige Pegelsonde mit PVDF Gehäuse

 

Sondenkabel

Weitaus kritischer als die Wahl eines geeigneten Gehäuses ist unserer Erfahrung nach die Wahl des Sondenkabels. Aufgrund von schleichenden Diffusionsprozessen ist der Prozess der Zerstörung nicht sofort ersichtlich. Oftmals ist er auch bei entstandenem Schaden nicht von aussen zu erkennen. Daher ist besondere Vorsicht bei der Konsultation von Beständigkeitstabellen geboten: Denn diese sagen in der Regel wenig über den Sonderfall Sondenkabel aus. In der Mitte eines Sondenkabels befindet sich ein Luftröhrchen, das dem Relativdruckausgleich dient. Wenn das Material des Kabels nicht zu hundert Prozent beständig ist, können Grundstoffe durch den Kabelmantel diffundieren und über das Luftröhrchen in den Sensorchip wandern.

Je nach den zu erwartenden Stoffen können Anwender bei STS auf PE-, PUR oder FEP-Kabel zurückgreifen. Letzteres kann auch bei sehr hohen Temperaturen von bis zu 110 °C eingesetzt werden.

Montage

Kabelverlegung

Alte Deponien oder Industriestandorte sind raue Umgebungen. Nicht nur die Gefahrenstoffe können die Funktionalität der eingesetzte Pegelsonden beeinträchtigen. Es ist darauf zu achten, dass der Kabelmantel nicht durch mechanische Belastungen (z.B. Schutt) beschädigt wird. Auch Scheuer- und Knickstellen sind zu vermeiden. Es empfiehlt sich daher, bei der Kabelverlegung spezielle Schutzschläuche, wie sie auch von STS angeboten werden, zu verwenden.

Zugentlastung

Die Druckfestigkeit von Pegelsonden variiert von Hersteller zu Hersteller. Bei STS sind alle Pegelsonden standardmässig bis zu 250 Meter druckfest und das Kabel ist bis zu dieser Tiefe auch für normale Zugbelastungen ausgelegt. Dennoch sollten Anwender bei schwierigen Montagebedingungen über die Verwendung einer Zugentlastung nachdenken.

Befestigung

Wird die Sonde bei fliessenden Gewässern oder Tanks mit Rührwerken eingesetzt, kann diese entweder mit einem G ½ Gewinde am Kabelaustritt (Rohrbefestigung) oder mit einer Klemmringverschraubung (15 mm) geliefert werden.

Explosionsschutz

In Anwendungen, bei denen mit einer Reihe gefährlicher Stoffe zu rechnen ist, muss unbedingt auch auf einen Explosionsschutz geachtet werden. Auskunft darüber gibt die internationalen Standards entsprechende ATEX-Zulassung.