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Innovative Methoden der Grundwasserbeprobung

Anne Kaulisky

8. Semester Geoökologie Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau, Technische Universität Bergakademie Freiberg

Abstract.

Die Beprobung und Untersuchung von Grundwasser dient der Beantwortung verschiedener

Fragestellungen und Aufgaben im Umweltbereich. Neben konventionellen Beprobungsmethoden, wie

z.B. Tauchpumpen oder Saugpumpen, und deren Verbesserungen, werden immer häufiger neue Systeme

entwickelt, die unter dem Begriff ‚Innovative Methoden’ erläutert werden sollen. Diese lassen sich

unterteilen in aktive und passive Methoden. Beispiele für aktive Beprobungsmethoden sind das Low-

Flow-Sampling und das Continuous Multichannel Tubing; für das passive Verfahren sind es Polyethylen-

Diffusions-Beutel-Sammler oder Keramik-Dosimeter und Toximeter. Bei der Betrachtung der

Grundwasserbeprobung sollte der Zugang zum Grundwasser ebenso mit erfasst werden.

Es wird immer ein Bestreben geben, die Qualität und Repräsentativität der Probenahme und deren Geräte

weiter zu erhöhen.

Einführung

Die Beprobung und Untersuchung von Grundwasser dient der Beantwortung verschiedener Fragestellungen und Aufgaben im Umweltbereich. So wird eine Grundwasserbeprobung benötigt bei der klassischen Erkundung von Altlasten- und Verdachtsflächen; bei der Planung, Durchführung und Überwachung aktiver und passiver Sanierungsmaßnahmen und bei der Überwachung im vorbeugenden Umweltschutz (LfUG, 2004). Das Ziel der Entwicklung neuer Methoden zur Grundwasserbeprobung ergibt sich aus der Erhöhung der Qualität und Repräsentativität der Probenahme, wodurch effizienter gearbeitet werden kann und es möglich ist, in neue Bereiche vorzudringen bzw. mit innovativen Methoden kostengünstiger, schneller aber mit verbesserter Qualität die Fragestellungen beantworten zu können Um einen Überblick über die Durchführung von Grundwasserprobenahmen zu bekommen, ist ein Betrachten der Möglichkeiten für den Zugang zum Grundwasser sinnvoll.

Methoden des Zugangs zum Grundwasser

Herkömmliche Bohrverfahren

Vor einer jeden Grundwasserbeprobung ist der Zugang zum Grundwasser sicherzustellen. Die einfachsten Methoden hierzu zählen zu den Bohrverfahren. So können mit Hilfe von Drehbohrungen oder Ramm-Schlauchkernbohrungen das Bodenmaterial oder Grundwasser aus dem Untergrund geborgen und einer Ex-situ Analyse unterzogen werden. Die Gefahr von Kontaminationen und somit

Innovative Methoden der Grundwasserbeprobung 2

vom Verfälschen der Analyseergebnisse ist dabei höher als bei neueren Methoden, welche eine Untersuchung der Parameter in-situ ermöglichen.

Innovative Methoden

Direct Push

Das Verfahren des Direct Push ermöglicht eine Erkundung des geologischen Untergrundes mit Hilfe von verschiedenen geotechnischen Sonden. Diese werden durch Druck über ein Gestänge in den Untergrund eingebracht, es findet somit keine Bohrung im herkömmlichen Sinne statt. Beim Direct Push sind zwei Verfahren zu unterscheiden. Zum Einen das Cone Penetration Testing (CPT) und zum Anderen den Einsatz eines dynamischen Percussionshammers (Abbildung 1).

Abbildung 1: Varianten des Direct Push Verfahrens (Landesumweltamt Brandenburg, 2004)

Bei der Verwendung eines CPT-Fahrzeuges wird der Druck durch einen hydraulischen Druckzylinder hervorgerufen. Das Eigengewicht des Fahrzeuges wirkt diesem statischem Druck entgegen, und es werden somit höhere Drücke erreicht als bei dem Einsatz eines Percussionhammers. Hierbei wird das Gestänge vibrierend oder rotierend in den Untergrund eingelassen. Aufgrund der dynamischen Kraftzufuhr des Hammers hat das Fahrzeug nur einen Bruchteil des Gewichtes des CPT-Fahrzeuges. Deshalb ist die Methode mit dem Percussionhammer vielseitig einsetzbar, z.B. in Gebäuden oder in schwer zugängigem Gelände. Bei beiden Varianten besteht die Möglichkeit, die Verrohrungen mit Probenahmegeräten für das Grundwasser, den Bode und Bodengas zu kombinieren. Desweiteren können sie mit Sonden oder Sensoren ausgestattet werden, welche eine kontinuierliche, tiefenorientiere in-situ Messung verschiedener Parameter zulassen. Das Direct Push Verfahren erhält Einsatz in Lockergesteinen und hilft dabei, kontaminierte Standorte in relativ kurzer Zeit umfangreich beurteilen zu können.

Fugro-Drucksondierung

Bei dem Verfahren der Drucksondierung ist das Sensor- und Probenahmesystem mit einer Spitze versehen und wird mit konstanter Geschwindigkeit hydraulisch in den Boden gedrückt. Das Sondierfahrzeug wird dabei in Position gebracht, und anschließend das Bohrgestänge in den Untergrund eingebracht und die Probenahme-und Messgeräte können ihre Arbeit aufnehmen. Kommen Sensoren zum Einsatz, so werden die in der Sondierspitze gemessenen Daten als elektrische Signale zu Datenaufnehmern im Sondierfahrzeug übertragen und online als Tiefenprofile in Echtzeit auf dem Bildschirm aufgezeichnet. Es können Sondiertiefen von 15- 20 m erreicht werden bei einer Geschwindigkeit von 2 cm / sec.


Geoprobe –Druck-/ Schlagsondierung

Bei dieser Methode werden die Bohrwerkzeuge und Probenahmesysteme mit hydraulisch betriebenen Bohranlagen drückend, schlagend oder rotierend in den Untergrund eingebracht. Es können Sondiertiefen bis > 50 m bei 1-4m pro Minute durch zusätzlichen Einsatz eines dynamischen Percussionhammers erreicht werden. Durch verschiedene zur Verfügung stehenden Sonden und Geräte ist dieses Verfahren vor Ort sehr flexibel und es können eine große Anzahl an Parametern, z.B. Leitfähigkeit oder kf-Wert, bestimmt werden. Jedoch ist ein Einsatz mit dieser hohen Anzahl an Zubehör kostenintensiv.

Sonic Drilling –Hochfrequenzsondiertechnologie

Das Sonic-Drilling basiert auf leichter Druckausübung durch hochfrequente mechanische Schwingungen, durch die das vibrierende Bohrgestänge in den Untergrund eingebracht wird. Das Bohrgestänge überträgt dabei die Schwingungen auf die Bodenpartikel, mit denen es in direktem Kontakt steht und löst damit eine Verflüssigung der Teilchen aus. Die dadurch hervorgerufene Verringerung des Widerstandes ermöglicht ein schnelles, sanftes Eindringen des Bohrgestänges in den Boden. Nach Aufbau ist die Sondierung sofort durchführbar, mit Geschwindigkeiten von 1m in 5 Sekunden.

Methoden der Grundwasserbeprobung

Herkömmliche Methoden zur Grundwasserbeprobung

Einfache, bisher verwendete Probenahmegeräte wie z.B. Schöpfgeräte oder Peristaltikpumpen, Tauchpumpen, zu denen die Schwingkolbenpumpe, Tauchmotorpumpen, Hubkolbenpumpe und Impulspumpen gehören, sowie Saugpumpen, z.B. Kolbenprober oder Motorsaugpumpe, sind zumeist ungeeignet um Zonen höchster Schadstoffkonzentrationen zu ermitteln. Die Ursache dafür ist die Art und das Resultat der Probenahme, denn es werden Proben unterschiedlicher Tiefen in diesen Geräten miteinander vermischt und es entstehen so keine repräsentativen Proben.

Innovative Methoden der Grundwasserbeprobung

Als Innovative Methoden gelten „Verfahren, die für die Beprobung Vorteile und Verbesserungen gegenüber der derzeitigen gängigen Praxis aufweisen. Das Verfahren und die zugehörige technische Ausrüstung müssen kommerziell verfügbar und unter Feldbedingungen erprobt sein.“1 In der heutigen Zeit stehen eine Vielzahl an Probenahmemethoden zur Grundwasserbeurteilung und -überwachung zur Verfügung, die ständig weiterentwickelt werden. Zu unterscheiden sind aktive und passive Probenahmemethoden, die im Folgenden genauer dargestellt werden (Abbildung 2).

1 Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V. Heft 11: Innovative Mess- und

Überwachungsmethoden (Grundwassermonitoring); in Kommission: E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2006


Abbildung 2: Prinzipdarstellung der aktiven und passiven Grundwasserbeprobung im Abstrom

einer Schadstofffahne (Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V., Stuttgart 2006)

Aktive Methoden –tiefenorientierte Probenahme

Aktive Methoden werden u.a. zur horizontalen und vertikalen Eingrenzung von Schadensherden, Schadstoffquellen und –fahnen im Untergrund herangezogen.2 Es findet eine Analyse der Probe zum Probenahmezeitpunkt statt.

Low-Flow-Sampling

Das Verfahren des Low-Flow-Sampling ist für die Probenahme leichtflüchtiger Stoffe besonders geeignet. Es gilt die Proben ohne Konzentrationsänderung der zu untersuchenden Inhaltsstoffe im Grundwasser an die Oberfläche zu holen. Bei der „sanften“ Probenahme wird mit Hilfe von geringen Förderraten eine Vermeidung von Störungen im Brunnen erreicht, sowie ein sehr kleiner Absenktrichter im Vergleich zu höheren Förderraten bewirkt. In Abbildung 3 ist dies gegenübergestellt.

Abbildung 3: Vergleich der Bildung des Absenktrichters bei unterschiedlichen Förderraten (www.enviroequip.com/pdf/QEDWhatWhyHow.PDF)

Es werden ebenfalls geringe Trübungswerte erzielt, aufgrund dessen die Proben im unfiltrierten Zustand für chemische Analysen verwendet werden können. Dadurch verbessert sich die Probengenauigkeit, somit ist nur ein geringes Volumen an Probe zu nehmen und es können Kosten und Zeit eingespart werden. Weitere Vorteile dieser Probenahmemethode liegen in der einfachen Handhabung durch kleine,

² Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V. ,Stuttgart 2006


relativ leichte Geräte und der Vermeidung von Probenwiederholungen durch kleinere Parameterfehler aufgrund der Genauigkeit. Nachteilig ist jedoch die Verfälschung der Probenwerte durch Mischen von schadstoffhaltigem Wasser mit schadstofffreiem aus anderen Grundwasserhorizonten. Ebenso muss das entnommene kontaminierte Wasser kostenaufwendig entsorgt werden. Weitere Nachteile sind die Sorptionsverluste an den Förderschläuchen und an Probenahmegefäßen, sowie der Verlust der leichtflüchtigen Stoffe bei Verwendung von Saug- und Tauchpumpen.

Continuous Multichannel Tubing (CMT)

Das Continuous Multichannel Tubing (CMT) ist ein tiefenorientiertes Probenahmesystem, welches mit Hilfe von Direct Push-Verfahren oder anderen herkömmlichen Bohrungen in den Untergrund eingebaut wird. Anwendung findet dieses System bei der wiederholten Probenahme von Grundwässern gleichzeitig in unterschiedlichen Tiefen. Dafür sorgt ein 3- oder 7 Kanal-Röhrensystem, welches vor dem Einbau in den Boden komplett fertig hergestellt wird. Es besteht aus parallel zueinander verlaufenden, jedoch getrennten Röhren, welche wabenförmig angeordnet sind, wie in Abbildung 4 erkennbar ist.

Abbildung 4: Darstellung eines CMT-Systems (Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V.,

Stuttgart 2006)

Die Probenahmeöffnungen, die sogenannten Ports, werden durch synthetische oder rostfreie Stahlnetze oder Sandfilter verschlossen. Um aufsteigendes Totwasser von der Probe fern zu halten, wird Polyethylen als Dichtungsmittel unterhalb der Ports eingelagert. Unter dieser Schicht sind wiederum an den 6 äußeren Kanälen Entlüftungslöcher angebracht, damit die beim Einbau angestaute Luft entweichen kann. Wie jede andere Methode auch, hat das CMT Vor- und Nachteile. Vorteile liegen zum einen in den geringen Kosten, dem schnellen Einbau des Schlauches, aber auch in der vereinfachen Installation der Dichtung zwischen Bohrloch und Rohr, da es nur 1 Schlauch ist. Desweiteren ist dieses Verfahren anwendbar bis zu einer Tiefe von 60 m und es zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität im Gelände aus. Aufgrund der Tatsache, dass es sich um einen durchgängigen Schlauch handelt, welcher auf einer Spule aufgewickelt ist und in die entsprechend benötigten Längen geschnitten werden muss, entfallen wasserdichte Verbindungsnähte am Schlauch. Dies führt zu einer hohen Zuverlässigkeit und zur Reduzierung der Kosten, da auch 7 Messungen in einem einzigen Bohrloch gleichzeitig durchgeführt werden können.3

3 Einarson, M. D. and J. A. Cherry (2002). "A new multilevel ground water monitoring system using multichannel tubing." Ground Water Monitoring and Remediation 22(4): 52-65

http://www.solinst.com/Prod/Lines/MultilevelSystemsFlash.html


Der Nachteil des CMT liegt darin, dass Fehler durch Sorption, Desorption und Diffusion nicht ausgeschlossen werden können. Der Schlauch ist weniger resistent gegenüber Sorptionen von Schadstoffen. Beim Hochpumpen des Grundwassers kommt es in den Schlauchinnenwänden zur Sorption von Schadstoffen. Auch kann eine Diffusion der Schadstoffe ins Innere des Schlauches erfolgen, sowie eine Diffusion der Schadstoffe von einem Kanal in den angrenzenden. Bei dem Einbringen des CMT in unverfestigten Sand sind keine weiteren Dichtungsmaßnahmen erforderlich, denn beim Herausziehen des Gestänges kommt es zum Zusammenbruch des Sandes und es werden die ursprünglichen Ausgangsbedingungen des Untergrundes wiederhergestellt. In ton-/lehmreichen oder gehärteten Sedimenten oder Festgesteinen hingegen sind andere Dichtungsmethoden notwendig, da das Bohrloch nicht in sich zusammenfällt. Zum Einsatz können hier Bentonit-Packer oder Sandpacker kommen. Dabei wird das CMT von Bentonitpellets in einer Netzhülse in das Bohrloch eingebracht. Bei dem anschließenden Herausziehen der Hülse werden die Pellets durch einströmendes Grundwasser hydratisiert, sie schwemmen auf und entfalten sich zu einer dichten Masse, welche bis maximal 1,9 cm um das CMT herum für ca. 4-5 Stunden abdichtet.

LCKW-Probenehmer

Der LCKW-Probennehmer ist für die Grundwasserprobenahme in vollverfilterten Messstellen gut geeignet, sowie für die Probenahme mit gelösten LCKW in Locker- und Festgesteinsaquiferen. Das System ist einsetzbar bis zu einer Wassertiefe von 30m u GOK. Der Probenehmer besteht aus einer mit Druckflaschen ausgestatteten hydraulisch betriebenen Probenahmeeinheit. Dieses System wir an die gewünschte Stelle und Entnahmetiefe eingebaut und es erfolgt anschließend eine lokale Probenahme, wobei die Probe direkt in das Head-Space-Vial eingespritzt wird. Somit können Verfälschungen der Werte aufgrund von Ausgasungen bei Erhöhung der Temperatur oder Druckerniedrigung ausgeschlossen werden. Ein weiterer Vorteil besteht in dem schnellen Einbau in Grundwassermessstellen.

Multilevel-Lost-Pumpsystem

Dieses tiefenorientierte Probenahmesystem ist aus mehreren Low-Flow-Miniaturpumpen und Packern zusammengesetzt (Abbildung 5) und kann mit Hilfe von Direct Push oder anderen Bohrverfahren eingebaut werden. Es ist eine punktuelle, tiefenorientierte Probenahme des Wassers durch Zusammenfallen des Bohrlochs möglich sowie durch den direkten Kontakt des Probenahmesystems mit dem Aquifermaterial. Beprobt werden können Porengrundwasserleiter; die Einsatztiefe ist abhängig von dem angelegten Druck an den Pumpen. Durch den Einsatz von Doppelventilpumpen wird ein Unterdruck vermieden, so dass sich diese Methode gut eignet für die Probenahme von leichtflüchtigen Schadstoffen. Von Nachteil ist es jedoch, dass die Low-Flow Miniaturpumpe mindestens 0,5 m unter Grundwasserspiegel positioniert werden sollte, um optimale Wirkung zu erzielen.

Abbildung 5: Aufbau eines Multilevel-Lost-Pumpsystems (Schriftreihe Altlastenforum Baden-

Württemberg e.V., Stuttgart 2006)


MP-System (Westbay)

Dieses aus Einzelkomponenten zusammengefügte Multilevel Mess- und Probenahmesystem ermöglicht einen Zugang zum Aquifer in unterschiedlichen Tiefen. Es können Druck- und Temperaturmessungen, Grundwasserprobenahmen, Grundwasserspiegelmessungen und hydraulische Tests damit durchgeführt werden, wobei sowohl sequentielle als auch kontinuierliche Messungen möglich sind. In Abhängigkeit von den geologischen Verhältnissen lassen sich Tiefen von maximal 1200 m erreichen, weshalb es gut für tiefe Bohrungen geeignet ist. Von Nachteil sind hier die erhöhten Kosten als auch die Tatsachen, dass die Proben einerseits nicht gleichzeitig aus unterschiedlichen Tiefen gefördert werden können, wie beim CMT, und dass andererseits nur zum System passende Probenahmegeräte verwendet werden können. In Abbildung 6 sind der Aufbau und das Prinzip dieses Systems erkennbar.

Abbildung 6: Prinzip und Aufbau des MP-Systems (Westbay)

(http://www.xfaweb.baden-wuerttemberg.de/alfaweb/berichte/s-litstudie_gw/abb16.jpg)

Multilevel-Schlauchpackersystem

Das Multilevel-Schlauchpackersystem findet Anwendung bei der tiefenorientierten Grundwasserprobenahme in konventionell ausgebauten Brunnen, in Lock- und Festgesteinsaquiferen. Bei der Installation wird der Schlauchpacker, welcher unten geschlossen und oben offen ist und aus einer inneren und äußeren Packermembran besteht (Abbildung 7), in den Brunnen eingebracht und mit sauberen Wasser bis 1m oberhalb des Grundwasserspiegels befüllt. Das Brunneninnere wird dabei vollständig vom Schlauchpacker ausgefüllt. Durch den hydrostatischen Überdruck im Packer werden die Mess- und Probenahmesysteme an die Filterwand gedrückt und es liegt somit eine Abdichtung gegeneinander vor. Dadurch kommt es zur Vermeidung von Vertikalströmungen und Belüftungseffekte. Es kann ein kurzzeitiges oder langfristiges Monitoring durchgeführt werden, also ein temporärer oder permanenter Einbau des Packers erfolgen. Nach dem Ausbau ist der Brunnen in seiner ursprünglichen Funktion wieder verwendbar.


Abbildung 7: Aufbau eines Multilevel-Schlauchpackersystems (Schriftreihe Altlastenforum Baden-


Screen-Point-Sampler

Mit dem Screen-Point-Sampler lässt sich im Porengrundwasserleiter eine Beprobung des Grundwassers in der gewünschten Tiefe vornehmen, wobei die Sondiertiefe von dem lithologischen Untergrund abhängig ist. Das System wird mittels Direct Push in die erforderliche Tiefe eingebracht. Anschließend zieht man die äußere Verrohrung zurück, so dass nur das innen liegende Filterrohr zurückbleibt. Durch den Filter strömt dann Grundwasser ein, welches zur Probenahme bereit steht. Die Beprobungsysteme werden dabei durch das Bohrgestänge an Kabeln bis ins Grundwasser heruntergelassen. Es handelt sich um eine einfache, preiswerte, aber unbekannte Probenahmemethode, denn nach dem Freisetzen des Filterrohres kann die Beprobung sofort begonnen werden. Jedoch muss für jede erneute Probenahme der Sampler neu gezogen, gereinigt und wieder neu hinabgelassen werden.

Abbildung 8: Aufbau und Funktionsweise eines Screen-Point-Samplers (Schriftreihe Altlastenforum

Baden-Württemberg e.V., Stuttgart 2006)

Waterloo-System

Das Waterloo-System ist gleichfalls wie das MP-System ein aus Einzelkomponenten zusammengefügtes Multilevel Mess- und Probenahmesystem, welches in Brunnen oder Bohrlöcher eingebracht werden und zur Messung von Grundwasserspiegel, Druck, Temperatur und zur Grundwasserprobenahme herangezogen werden kann (Abbildung 9). Die Langlebigkeit der Geräte und eine ideale Überwachung bis zu Tiefen von 240m sind von Vorteil. Hingegen ist das Waterloo-System teuer und eher für den permanenten Einbau gedacht als für den temporären.


Das System besteht aus einem zentralen, hydraulisch dichten Rohr mit Mess- und Probenahmeöffnungen in unterschiedlichen Tiefen. Darin können pneumatisch betriebene Pumpen oder Steigrohre zur Probenahme sowie Sensoren zur Messung des Druckes angeschlossen werden. In Deutschland sind noch keine Anwendungen bekannt (Stand 2006) 5.

Abbildung 9: Prinzip und Aufbau eines Waterloo-System (Schriftreihe Altlastenforum Baden-


Passive Methoden der Grundwasserbeprobung

Die passiven Methoden beruhen auf der Anreicherung von den zu untersuchenden Wasserinhaltstoffen in einem Adsorbersystem. Der Passivsammler nimmt durch Diffusion, also passiv, die im Wasser gelösten Substanzen auf. Dabei wird das hydraulische Strömungsfeld nur sehr gering bis gar nicht verändert4. Die Abhängigkeit der Schadstoffaufnahme von der Temperatur, der Fließgeschwindigkeit und der Bildung von Biofilmen auf der Sammeloberfläche ist als Nachteil anzusehen. Vorteilhaft gegenüber aktiven Methoden hingegen ist der Wegfall der Entsorgung von kontaminiertem Wasser, da kein Grundwasser an der Oberfläche zu Analysezwecken entnommen wird. Die Passivsammler beeinflussen nicht die Grundwasserströmung, wodurch eine Vermischung von Wässern unterschiedlicher Beschaffenheiten ausgeschlossen werden kann. Durch den Einbau in den Untergrund fallen die Kosten sowie die Gewinnung, der Transport und die Lagerung großer Probenvolumina weg. Der Verlust von leichtflüchtigen Substanzen ist vernachlässigbar. Das Verfahren eignet sich gut für Langzeitmonitoring.

Polyethylen-Diffusions-Beutel-Sammler (PDB-Sammler)

Der PDB-Sammler ist ein mit deionisiertem Wasser gefüllter Polyethylenfolienschlauch, welcher als Membran fungiert, d.h. er ist für bestimmte Schadstoffe durchlässig.

Abbildung 10: Darstellung eines Polyethylen-Diffusions-Beutel-Sammlers (Schriftreihe

Altlastenforum Baden-Württemberg e.V., Stuttgart 2006)

4 http://www.lanuv.nrw.de/veroeffentlichungen/malbo/malbo20/malbo20s103s132.pdf


Die Diffusion der Schadstoffe durch diese Membran erfolgt solange, bis sich ein Gleichgewicht zwischen der Umgebungskonzentration und der im Sammler vorherrschenden Konzentration an Wasserinhaltstoffen einstellt. Nach der Entnahme des Sammlers (nach mind. 2 Wochen) erfolgt eine direkte Beprobung im Gelände und danach die Entsorgung. Der Sammler ist gut geeignet für ein Kurzzeit-Monitoring (bis zu 2 Wochen) von leichtflüchtigen organischen Schadstoffen im Grundwasser und im Übergangsbereich zwischen Oberflächen- und Grundwasser. In Deutschland ist dieses Verfahren jedoch noch weitgehend unbekannt (Stand 2006)5.

Keramik-Dosimeter und Toximeter

Der Sammler ist gut geeignet für ein Langzeit-Monitoring (mehrere Wochen) von organischen Schadstoffen im Grund –und Oberflächenwasser. Ein beidseitig verschlossenes Keramikrohr ist mit losem, festem Adsorbermaterial befüllt, wie in Abbildung 11 sichtbar ist. Das im Toximeter befindliche Adsorbermaterial Biosilon ermöglicht durch die sorbierten Substanzen chemische Analysen und Biotests auf Toxizität. Im Dosimeter wird das Adsorbermaterial IRA-Amberlit 743 für die PAK-Bestimmung verwendet, sowie Dowex Optipore L-493 zur Bestimmung von BTEX, CKW und Naphthaline. Die poröse Keramik des Rohres hat hier die Funktion als konstante Messbarriere, welche von den im Kontaktwasser gelösten Substanzen diffusiv durchströmt wird. Die Diffusionseigenschaften der Stoffe durch die Keramik kennzeichnen die Aufnahme von den Schadstoffen. Das Keramikrohr sowie das Adsorbermaterial werden wassergesättigt und von einem Edelstahlschutzkäfig umgeben, der eine Verschmutzung und Beschädigung der Keramik verhindert. Nach dem Herunterlassen in die entsprechende Untersuchungstiefe wird der Sammler nach dem Einsatzzeitraum wieder entnommen und zur Analyse in ein hydrochemisches Labor versandt. Von Nachteil ist bei diesem Verfahren, dass die zu erwartenden Schadstoffe und deren Konzentrationen in Größenordnungen bekannt sein müssen um den Einsatzzeitraum abzuschätzen, und es sind lange Wartezeiten (>1a) nötig um bei niedrigen Konzentrationen repräsentative Ergebnisse zu erhalten.

Abbildung 11: Aufbau eines Keramik-Dosimeters (Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg

e.V., Stuttgart 2006)

5 Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V., Stuttgart 2006


Zusammenfassung

Mit den herkömmlichen Methoden ist es möglich, den notwendigsten Anforderungen der Behörden an die Grundwasserprobenahme gerecht zu werden. Jedoch werden konventionelle Methoden verbessert oder neue, innovative Methoden entwickelt um die Qualität und die Repräsentativität der Probenahme zu verbessern und somit auch den Informationsgewinn zu erhöhen. Somit ist es denkbar, die Aufgabenstellungen gezielter und in besserer Qualität mit neuen Möglichkeiten der Grundwasserbeprobung ausführen zu können.

Referenzen

Dr. H. Weiß (2004) Innovative Methoden der Grundwasserbeprobung aus: Repräsentative Grundwasserprobenahme 2004, Herausgeber: Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie (LfUG),

Schriftreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V. Heft 11: Innovative Mess- und Überwachungsmethoden (Grundwassermonitoring) ; in Kommission: E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2006

DVWK Regeln 128/1992 Entnahme und Untersuchungsumfang von Grundwasserproben; Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin 1993

Materialien zur Wasserwirtschaft 1997, Merkblätter zur Grundwasserbeobachtung – Grundwasserprobenahme; Freistaat Sachsen, Landesamt für Umwelt und Geologie, 1997

Einarson, M. D. and J. A. Cherry (2002). "A new multilevel ground water monitoring system using multichannel tubing." Ground Water Monitoring and Remediation 22(4): 52-65

http://www.solinst.com/Prod/Lines/MultilevelSystemsFlash.html

www.enviroequip.com/pdf/QEDWhatWhyHow.PDF

Leistungsbuch Altlasten Flächenentwicklung 2004/05, Prof. Dr. R. Bracke; Kapitel 11 Umwelt –und geotechnische Felduntersuchungen, Probenahme (http://www.lanuv.nrw.de/veroeffentlichungen/malbo/malbo20/malbo20s103s132.pdf)


Fachinformation des Landesumweltamtes Nr.4: Altlastenbearbeitung im Land Brandenburg –Nationale und internationale Sachstandsrecherche; Landesumweltamt Brandenburg, 2004

TechData Sheet von Naval Facilities Engineering Service Center, (NAVFAC) TDS-2073-ENV, August 2001: Multi-Level Groundwater Monitoring System at Hunters Point Shipyard, A Demonstration of the Continuous Multichannel Tubing System (http://www.costperformance.org/monitoring/pdf/multichannel_2.pdf )

D. Kaminski (QED Environmental Systems Inc.,Oakland CA): Low-Flow Ground Water Sampling: What does the sample represent? (http://www.stl-inc.com/AskTheExpert/LFS%20simul%20paper%20-%20Princeton%20Course%203-2-06%20v2.pdf ) http://www.xfaweb.baden-wuerttemberg.de/alfaweb/berichte/s-litstudie_gw/abb16.jpg

innovative methoden der grundwasserbeprobunghasche/s_grundwasserschutz/paper_gws_anne... ·...

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