DE4111585C2 - Verfahren zur Überprüfung der Verteilung flüssiger oder gasförmiger Medien im Erdreich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung der Verteilung eines im Erdreich befindlichen oder in das Erd­ reich eingeleiteten flüssigen oder gasförmigen Mediums, insbe­ sondere eines in ein mit Schadstoffen kontaminierten Erd­ reiches eingebrachten Reinigungsmittels.

Beispielsweise bei Unfällen mit Tankfahrzeugen, die Öl, öl- oder kohlenwasserstoffhaltige Stoffe transportieren, kann es vorkommen, daß der Transportbehälter ein Leck enthält, über welches das Öl bzw. der öl- oder kohlenwasserstoffhaltige Stoff auslaufen kann. Dabei ist nicht auszuschließen, daß der transportierte Stoff in das Erdreich gelangt und das­ selbe über einen größeren Bereich verunreinigt.

Zur Dekontamination eines solchen Erdreiches ist aus der DE- OS 37 39 126 ein Verfahren bekannt, bei dem über dem unverun­ reinigten Erdbereich eine Waschflüssigkeit in das Erdreich ein­ geleitet wird. Diese Waschflüssigkeit absorbiert auf ihrem Weg von oben nach unten die in den Erdbereich eingedrungenen Schad­ stoffe und wird unterhalb des verunreinigten Erdbereiches über mindestens einen, meist zentral angeordneten Saugschacht abge­ zogen. Anschließend wird die mit den Schadstoffen beladene Waschflüssigkeit nach oben gefördert, dort von den Schadstof­ fen gereinigt und meist erneut wieder in das Erdreich einge­ leitet. Da die Ausbreitung der Schadstoffe im Erdreich nicht genau bestimmt werden kann, wird das Reinigungsverfahren aus Sicherheitsgründen meist über einen erheblich größeren Bereich durchgeführt, was mit nicht unerheblichen, zusätzlichen Kosten verbunden ist. Dabei kann es selbstverständlich auch vorkom­ men, daß der kontaminierte Erdbereich nicht vollkommen erfaßt und gereinigt wird. Dies hängt damit zusammen, daß die genaue Verteilung der Waschflüssigkeit im Erdreich nicht feststell­ bar ist.

Auch bei der Erstellung von Ausbreitungsberechnungen von Me­ dien im Untergrund bzw. Erdreich ist nie genau feststellbar, mit welchem Durchlässigkeitswert die einzelnen Bodenschichten ein Diffusionsmedium aufnehmen. Damit sind Schadstoffahnen, Versickerungsfahnen und Belastungsfahnen nicht eindeutig nach­ zuweisen, so daß in vielen Fällen nicht genau entsprechend den geologischen Gegebenheiten reagiert werden kann.

Aus der DE-OS 39 21 591 ist ein Verfahren zur Entfernung flüchti­ ger Stoffe, insbesondere niedrigsiedender und/oder wasserdampf­ flüchtiger organischer Verbindungen aus Erdböden, insbesondere solcher, die mit hohen Anteilen in bindiger/toniger Form vorlie­ gen, bekannt, bei dem das zu reinigende Bodenmaterial als Haufwerk mit möglichst großer freier Oberfläche in einen geschlossenen Raum eingebracht wird. In das zu reinigende Bodenmaterial wird dann ein quasi inertes Gas in das Innere dieses Haufwerkes eingeführt, wel­ ches nach Durchströmen des Haufwerkes aus dem geschlossenen Raum wieder abgezogen wird. Anschließend wird das Gas gereinigt und dem Haufwerk im Kreislauf bis zur Erzielung des gewünschten Reinheits­ grades des Bodenmaterials wieder zugeführt.

In der DE-OS 28 51 477 ist ein Verfahren zur Erforschung von Bo­ denschätzen, wie Erzen und Kohlenwasserstoffen, beschrieben, bei dem der zu erforschende Bereich des Bodens mittels einer Vorrich­ tung überquert wird, die die Luft in diesem Bereich überprüft und feststellt, ob in anomalem Ausmaß geladene Moleküle und Mole­ külansammlungen vorhanden sind, die ein Lager von Bodenschätzen vermuten lassen. Für die Untersuchung der geladenen Moleküle bzw. Molekülansammlungen wird ein inertes Gas verwendet.

Ein ähnliches Verfahren offenbart auch die veröffentlichte inter­ nationale Patentanmeldung WO 83/01 309. Auch hier wird zur Erfor­ schung von Bodenschätzen die aufsteigende Luft bzw. aufsteigendes Erdgas auf seine Bestandteile untersucht.

Die US-Patentschrift 4 573 354 offenbart ein Verfahren zur geoche­ mikalischen Erforschung des Bodens auf leichtflüchtige Substanzen, bei dem in der Oberfläche des Hodens zunächst flache Löcher einge­ arbeitet werden. In diese Löcher werden dann Probensammler einge­ legt, die eine absorbierende Substanz besitzen und mit einem obe­ ren Behälter versehen sind. Sodann werden die Löcher wieder ver­ füllt. Die Sammler verbleiben nun eine vorgegebene Zeit in den Lö­ chern und werden dann entnommen. Sodann werden die gesammelten, leichtflüchtigen Substanzen untersucht und die ermittelten Werte in einem Computer gespeichert. Anschließend werden die ermittelten Werte in Statistiken verarbeitet, die dann einen Überblick über die Lagerstätten geben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren aufzuzeigen, mit dem die Verteilung eines im Erdreich be­ findlichen oder in das Erdreich eingeleiteten flüssigen oder gasförmigen Mediums überprüft werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß das Medium mit einem inerten Gas angereichert und dessen Verteilung über Analysebohrungen im Erdreich gemessen wird.

Schon durch die Zugabe einer geringen Dosis eines inerten Gases in eine Flüssigkeit, in Wasser oder in eine Diffusions- bzw. Reinigungslösung reichern sich diese Medien mit dem in­ erten Gas an. Nach dem Eingeben in das Grundwasser oder in das Erdreich läßt sich durch die natürliche Ausbreitung des Me­ diums selbst oder in Verbindung mit dem Grundwasser innerhalb sehr kurzer Zeit die Fließ- bzw. Verteilungseigenschaften die­ ser Medien nachweisen. Dazu werden in gewissen Abständen Boh­ rungen in das Erdreich eingebracht, über die die Bodenluft, das Grundwasser oder das Reinigungsmedium entnommen und durch eine Analyse der Gehalt des inerten Gases festgestellt wird. Damit sind Schadstoffahnen, Versicherungsfahnen und Bela­ stungsfahnen eindeutig nachweisbar, so daß innerhalb kürze­ ster Zeit entsprechend den geologischen Gegebenheiten richtig reagiert werden kann.

Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-8 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispie­ les näher erläutert.

Dabei wird davon ausgegangen, daß ein Erdbereich bis zu einer gewissen Tiefe mit Öl oder öl- bzw. kohlenwasserstoffhaltigen Schadstoffen verunreinigt ist. Zur Dekontamination dieses Erd­ bereiches wird in dasselbe über Diffusionsschächte oder beson­ dere Drainagestutzten ein flüssiges Wasch- bzw. Reinigungsmit­ tel eingespült, welches aus einem Organopolysiloxan oder einem Organopolysiloxan-Gemisch besteht. Diese Wasch- bzw. Reini­ gungsflüssigkeit wird zunächst, beispielsweise noch in einem faßartigen Gebinde, mit einem inerten Gas, beispielsweise He­ lium, angereichert. Helium bzw. Edelgase haben die Eigenschaft, daß sie vollkommen inert sind und keine Verbindung mit anderen Stoffen eingehen. Dadurch ist ihr Vorhandensein bei einer Ana­ lyse leicht festzustellen. Bei der Verwendung von Helium stellt sich nach kurzer Zeit ein Sättigungsgrad von 5 ppm ein. Danach wird dieses mit Helium angereicherte Gemisch über die Diffu­ sionsschächte, die Drainagestutzen oder über besondere Diffu­ sionslanzen in das kontaminierte Erdreich eingeleitet bzw. eingepreßt. Nach der Einleitung dieses Reinigungsmittels wer­ den über Rammkernsonden aus dem Erdbereich an unterschiedli­ chen Stellen Bodenluftproben entnommen, aus denen das ausdif­ fundierende Helium der Wasch- bzw. Reinigungsflüssigkeit pro­ blemlos nachweisbar ist. Damit kann sehr genau der Strömungs­ weg der Wasch- bzw. Reinigungsflüssigkeit lokalisiert, einge­ kreist und nachvollzogen werden. Dadurch ist ein gezieltes Eindiffundieren der Wasch- bzw. Reinigungsflüssigkeit möglich und überwachbar, wobei unerwünschte Ausströmungsfaktoren kon­ trolliert und damit vermieden werden können.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist die­ ses Verfahren auch mit anderen, insbesondere gasförmigen Rei­ nigungsmitteln durchführbar. Als inertes Gas kann hier auch Stickstoff verwendet werden, der sich bei den vorhandenen Tem­ peraturen ebenfalls vollkommen inert verhält.

Claims (8)

1. Verfahren, zur Überprüfung der Verteilung eines im Erdreich befindlichen oder in das Erdreich eingeleiteten flüssigen oder gasförmigen Mediums, insbesondere eines in ein mit Schadstoffen kontaminiertes Erdreich eingebrachten Reini­ gungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mit einem inerten Gas angereichert und des­ sen Verteilung über Analysebohrungen im Erdreich gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium oder Reinigungsmittel vor dem Einbringen in das Erdreich mit dem inerten Gas angereichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mit etwa 0,5 bis 10 g pro Kubikmeter mit dem inerten Gas angereichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium bis zum Sättigungsgrad mit dem inerten Gas angereichert wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas ein Edelgas verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Edelgas Helium verwendet wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Stickstoff verwendet wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsmittel ein flüssiges Organopolysiloxan verwendet wird.