AT410388B - Verfahren zur dekontamination - Google Patents
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Description
AT 41 0 388 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontamination von Materialien, wie Böden, Schlämmen, Sedimenten, Abfällen, industriellen Ablagerungen, die mit zumindestens einem Schadstoff aus der Gruppe der Schwermetalle, Metalloide, Halide und/oder Radionukleide belastet sind, bei dem Schadstoffe durch Photoextraktion mittels Gehölzpflanzen welche die aus dem kontaminierten Material zu entfernenden Schadstoffe aus dem Boden extrahieren und im Laub anreichern, aus dem Material entfernt werden. Insbesondere ist das Verfahren zur in situ- Dekontamination von schadstoffbelasteten Böden, Schlämmen, Sedimenten oder ähnlichen Materialien gedacht.
Die Aufnahme von Schadstoffen in Pflanzen unter Verwendung von vorzugsweise tiefwurzelnden Arten stellt eine an sich umweltfreundliche und zerstörungsfreie Technologie zum Entfernen von Schadstoffen, insbesondere Schwermetallen und radioaktiven Stoffen, aus Böden und ähnlichen Materialien dar.
Die US 5 927 005 A betrifft ein Verfahren zur Dekontamination von Böden, die Schwermetalle enthalten. Dabei soll die Phytoremediation (=Phytosanierung) angewendet werden. Insbesondere sollen durch Verwendung mehrjähriger Pflanzen Metalle, wie Kupfer, Nickel und Cadmium, aus den Böden entfernt werden.
Dabei sollen sich die aus dem Boden zu entfernenden Metalle in nicht wesentlichen Gewebeteilen der Pflanze anreichern, so dass die Pflanzen fortlaufend benützt werden können.
Bei der in der US 5 927 005 A beschriebenen Phytosanierung soll das Buschwerk entweder völlig abgeholzt oder teilweise zurückgeschnitten werden, um die im Buschwerk angereicherten Metalle zu sammeln. Dies wird insbesondere einmal jährlich ausgeführt. Um die in den Blättern und Stielen angereicherten Metalle zu gewinnen, kann gemäß dem Verfahren der US 5 927 005 A auch das getrocknete Pflanzenmaterial mit einer wässerigen Säure extrahiert werden.
In der US 5 320 663 A wird ein Verfahren zum Gewinnen von Blei und bleiorganischen Verbindungen aus kontaminierten Materialien unter Verwendung von metallanhäufenden Pflanzen beschrieben. Auch bei dem Verfahren der US 5 320 663 A sollen die Pflanzen ganz oder teilweise geerntet werden, um das in ihnen angereicherte Blei zu gewinnen. Dabei sollen die geernteten Pflanzen oder Pflanzenteile ggf. nach einer Volumenreduktion durch Einaschen, anaerobische und aerobe Verrottung, Säuredigestion oder Kompostieren im Volumen verringert und dann einem Hitzebehandlungsprozess (Smelting) unterzogen werden.
Das kontaminierte Pflanzenmaterial wird bei bekannten Verfahren üblicherweise, saisonal abgeerntet und die dabei anfallenden Ernterückstände kompostiert und/oder verbrannt, was beides mit relativ hohen Kosten verbunden ist (vgl. US 5 320 663 A). Das "Hantieren", mit dem kontaminierten Material führt zu einer zusätzlichen Exposition von Arbeitern (und der Umwelt) mit Schadstoffen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die periodische, bzw. saisonale Ernte der Pflanzenbiomasse (vgl. US 5 320 663 A und US 5 927 005 A) zum Absterben der Pflanzen oder einer u.U. zwei- bis dreijährigen Regenerationsdauer, führt und der Prozess der Phytoextraktion für diese Zeitspanne unterbrochen ist.
Bisher bekannte Verfahren der Phytoextraktion stützen sich oft auf annuelle Pflanzen mit entweder, hoher Schadstoffakkumulation und geringer Biomasse (Hyperakkumulatoren, z.B. Thlaspi caerulescens) oder mit relativ geringer Schadstoffakkumulation und hoher Biomasse (z.R. Brassica juncea). Zur Steigerung des Schadstoffentzuges werden im zuletzt genannten Fall Chelatbildner wie EDTA oder NTA eingesetzt, wodurch zusätzlich hohe Kosten entstehen und ein lang anhaltendes Auswaschen von Schadstoffen in das Grundwasser erfolgen kann. Insbesondere für Schwermetalle und Radionuklide sind somit keine zerstörungsfreien, kostengünstigen und ökologisch vertretbaren Sanierungstechnologien verfügbar, mit deren Hilfe Schadstoffe aus kontaminiertem Material entfernt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das einfach auszuführen und dennoch wirksam ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: b) Aufbringen einer Lage aus wenigstens einem Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Stoff auf der Bodenoberfläche im Bereich der Gehölzpflanzen; c) Sammeln und Verrotten-Iassen des natürlichen Laubfalls auf der Lage; d) Auswaschen der Schadstoffe aus dem auf der Lage im Abbau begriffenen Laub; e) Physikalische und/oder chemische Bindung der Schadstoffe in der Lage; und 2
AT 410 388 B f) Entfernen der Lage nach dem Erreichen des Ziels der Dekontamination. Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Verfahren der Erfindung wird mit Hilfe von ausdauernden, zumeist holzigen Pflanzen mit hoher Biomasseproduktion und der Fähigkeit, Schadstoffe im Laub in hohen Konzentrationen anzureichern, Insbesondere geeignete Pflanzen sind Vertreter der Familie der Weiden (Salica-ceae), Pappeln (Salicaceae) und Birken (Betulaceae).
Das Verfahren der Erfindung beruht auf einer neuartigen Kombination von Phytoextraktion (Aufnahme von Schadstoffen durch die Pflanze und Transport in oberirdische Pflanzenteile wie Laub, Zweige und Stamm), Schadstofftransport mit dem Laubabfall zur Bodenoberfläche, Auswaschen der Schadstoffe aus dem an der Bodenoberfläche im Abbau begriffenen Laub und (physi-ko-)chemische Fixierung der ausgewaschenen Schadstoffe in einer - für gewöhnlich vor der Pflanzung ausgebrachten - reaktiven z.B. durch Geotextile begrenzten Schicht, deren Zusammensetzung (z.B. Tonminerale, Oxide) und deren Schichtdicke auf die Art und den Belastungsgrad der zu fixierenden Schadstoffe und den erwarteten Sanierungszeitraum abgestimmt werden kann.
Nachstehend werden beispielhaft Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung erläutert.
Phytosanierung (Phytoremediation) ist ein zukunftsträchtiges Sanierungsverfahren, das die Fähigkeit, ausgewählter Pflanzenarten bzw. deren Ökotypen/Sorten dazu nutzt, Schadstoffe in kontaminierten Böden entweder in wasserunlöslicher Form festzulegen oder solche aus Böden (oder Abwässern) zu entfernen.
Die Verfahrensstufe der Erfindung, bei dem Schadstoffe durch Transport in die Pflanzenbiomasse und Anreicherung in derselben dein kontaminierten (Boden) Material (bzw. Sedimenten, Schlämmen, Abfälle, industrielle Altablagerungen etc.) entzogen werden, wird als "Phytoextraktion" bezeichnet.
Die Nachteile der bekannten Verfahren zur Phytosanierung kontaminierter Materialien (Böden, Schlämme, Sedimente, Abfälle etc,) werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden, indem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Kombination der Phytoextraktion mit einer (physiko-)chemischen Fixierung (Immobilisierung) der Schadstoffe nach dem natürlichen Laubfall vorgenommen wird. So wird eine erntebedingte Unterbrechung der Phytoextraktion vermieden und die Effizienz der Phytoextraktion kann gesteigert werden. Zur Schadstoffbindung wird wenigstens eine Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage auf die Bodenoberfläche aufgebracht, um die aus im Abbau begriffenen Blättern, Zweigen und Ästen ausgewaschenen Schadstoffe zu fixieren ("Schadstoff-Falle").
Die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage kann z.B. so ausgebildet sein, dass (physiko-)chemisch reaktive Materialien mit einer Schichtdicke von vorzugsweise wenigen Zentimetern durch Geotextilien. mit langer Lebensdauer sandwichartig begrenzt werden. Die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage kann, abhängig vom Ausmaß und Art der Kontamination, so aufgebaut sein, dass sie zwanzig Jahre oder länger für die Schadstoff-Fixierung verwendbar bleibt.
Die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage kann nach Vorbereitung des Geländes händisch oder maschinell ausgelegt (im Fall vorgefertigter Produkte, z.B. bei sandwichartigem Aufbau Geotextil - reaktives Material -Geotextil) oder mit Hilfe von Streu- oder Spritzvorrichtungen ausgestreut bzw. aufgespritzt (z. B. als Tonmineral -Bitumen -Stroh - Mischung) werden.
Die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage wird nach dem Sanierungszeitraum bzw. bei Erschöpfung ihrer Schadstoff-Fixierungskapazität beispielsweise mit Hilfe von Zugmaschinen mit Schab- und Hebevorrichtungen entfernt. Die mit Schadstoffen angereicherte Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage kann vor Ort oder nach Transport in gesicherte Einrichtungen (z.B. Deponiegelände) unter Rückgewinnung und weiterer Aufkonzentration der Schadstoffe regeneriert (z.B. durch Waschen mit EDTA und Rückgewinnung von Schwermetallen) oder entsprechend den einschlägigen gesetzlichen Vorschriften bei im Vergleich zum ursprünglich kontaminierten Material - stark reduziertem Volumen sicher und vergleichsweise kostengünstig deponiert werden. Während des gesamten Sanierungszeitraumes (in manchen Fällen einige Jahrzehnte) kann ein Teil der Kosten des Verfahrens durch die fallweise und/oder teilweise Ernte und Verwertung der 3
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Holzbiomasse zur Erzeugung erneuerbarer Rohstoffe (Biofasern, Papier/Pappe, technischer Alkohol, Biosprit etc.) oder Energie kompensiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die fortgesetzte Nutzung während der Sanierung.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise vor Ort (in situ) ausgeführt werden, ist jedoch auf diese Ausführungsform nicht beschränkt.
Schadstoffe, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus kontaminiertem Material entfernt werden können, umfassen Schwermetalle (z.B. Pb, Cd, Zn), Metalloide (z.B. As) und Radionuklide (z.B. Sr).
Vorzugsweise geeignete Pflanzen sind vor allem rasch wachsende, holzige Vertreter der Pflanzenfamilien der Weidengewächse (Salicaceae), Pappelgewächse (Salicaceae) und Birkengewächse (Betulaceae). Zum Einsatz kommen Sorten, Klone bzw. Ökotypen mit der Fähigkeit, zumindest einen oder mehrere Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle, wie Pb, Cd und Zn im Laub, insbesondere in hohen Konzentrationen, zu akkumulieren.
Geeignete Materialien für die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage umfassen Stoffe oder Stoffkombinationen mit hoher Bindungskapazität für den oder die in Frage kommenden Schadstoffe, insbesondere Tonmineralien (z.B. Vermikulit), Oxide des Eisens, Aluminiums oder Mangans und schwerlösliche Phosphate (Apatite). Vorteilhaft ist, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Reststoffe aus industriellen Prozessen verwendet werden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen. Es zeigt: Fig. 1 schematisch Teilprozesse beim Ausführen des Verfahrens, Fig. 2A bis 2C diagrammartig die Konzentration von Schadstoffen in Laub, Fig. 3 den Schadstofffluß mit Laub, Fig. 4 diagrammartig den Verlauf eines Auswaschversuches und Fig. 5 schematisch die Vorgänge beim Ausfuhren des Verfahrens mit Flußbilanz.
Die schematische Darstellung von Fig. 1 zeigt die wichtigsten Teilprozesse des erfindungsgemäßen Verfahrens:
Teilprozess A-i = Direkte Aufnahme der Schadstoffe durch die Pflanzenwurzel;
Teilprozess A2 = Aufnahme der Schadstoffe über mit der Wurzel assoziierte Mycorrhizen (alternativer oder paralleler Aufnahmepfad zu A·,);
Teilprozess B = Verlagerung der Schadstoffe innerhalb der Pflanze von den Wurzeln in den Stamm und/oder in das Laub;
Teilprozess C = natürlicher Laubfall (und Auswaschen von Schadstoffen aus dem Kronendach);
Teilprozess D = Freisetzen von Schadstoffen aus der im mikrobiellen Abbau begriffenen Laubschicht in das infiltrierende Niederschlagswasser unter Beteiligung von (physiko-)chemischen Lösungs- und Desorptionsreaktionen und mikrobiellem Abbau;
Teilprozess E = Infiltration des schadstoffbeladenen Sickerwassers in die reaktive Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage; F = Festlegung, (Fixierung, Immobilisierung) der Schadstoffe in der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage; G = Infiltration des schadstoffarmen Sickerwassers in den Boden.
Die Darstellung von Fig. 2 zeigt die Konzentrationen von Cadmium (Fig. 2A), Zink (Fig. 2B) und Blei (Fig. 2C) im Laub von verschiedenen Individuen von Weiden (Salix caprea), Pappeln (Populus tremula), und Birken (Betula pendula) an vier mit diesen Metallen belasteten Standorten (A-D) (Arnoldstein Kärnten). Die Blätter wurden im Herbst (1999) knapp vor dem Laubfall gesammelt.
Die Darstellung von Fig. 3 zeigt den mit Pflanzen maximal erzielbaren Metallfluss mit dem Laubfall (Teilprozess C). Die Werte für Cadmium und Zink beziehen sich auf Weiden, jene für Blei auf Birken.
Die Darstellung von Fig. 4 zeigt die in einem dreimonatigen Auswaschversuch erzielten und auf ein Jahr hochgerechneten Metallflüsse durch Auswaschen aus einer unmittelbar nach dem Laubfall gesammeltem Laubschicht (im Herbst 1999 am Standort Arnoldstein sowie der am selben Standort gesammelten organischen Auflage (0) + Laubschicht). Der im Versuch simulierte Niederschlag entspricht nach Menge, pH und lonenstärke annähernd den Bedingungen am Standort (Arnoldstein), die Schichtdicke von Laub und 0-Horizont (= organischer Auflagehorizont über dem Mineralboden vorwiegend bestehend aus Laub in verschiedenen Zersetzungsstadien) wurde ebenfalls an 4
AT 410 388 B die am Standort Vorgefundenen Verhältnisse angepasst. Da es sich sowohl bei Laub- als auch O-Horizontproben um Mischproben handelt, die von einer größeren Zahl von Weiden-, Birken und Pappelindividuen stammen, sind die Metallkonzentrationen im Laub bzw. 0-Horizont im Vergleich zu den maximal, erzielbaren relativ gering. Die mit den besten Individuen am selben Standort maximal erzielbaren Metallflüsse durch Auswaschen aus der Laubschicht bzw. Laub + 0-Horizont sind bis zu etwa fünf mal höher.
Die Darstellung von Fig. 5 zeigt eine Flussbilanz, für Cadmium beim erfindungsgemäßen Verfahren und die in Fig. 1 dargestellten Teilprozesse. Die Buchstaben A-F beziehen sich auf die Teilprozesse nach Fig. 1. Die kursiv geschriebenen Zahlen geben die dazu gehörigen Cadmiumflüsse in mg m'2 an. Bei am Standort (Arnoldstein) gemessenen Gesamtgehalten von Cadmium im Boden in der Größenordnung von 15 mg kg'1 (das entspricht bei einer Sanierungstiefe von 0.5 m und einer Lagerungsdichte (= (Boden-)Masse je Volumseinheit, g/cm3) des Bodens von etwa 1250 kg m'3 ca. 10000 mg Cd m'2) können demnach bis zu mehr als 100 mg Cd m"2 in die Weiden aufgenommen werden. Aufgrund von Laubuntersuchungen am Standort (Arnoldstein) (bis zu 103 mg Cd kg'1 TS im Laub) ist bei einer Laubfallmenge von 1 kg m'2 eine Rückführung zur Boden-Oberfläche in der Größenordnung von 100 mg m'2 erzielbar. Bei einem Wirkungsgrad von Vermiku-lit als Schadstoffe bindende Lage von 98% können jährlich 98 mg m'2 in der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage fixiert werden, nur 2 mg m'2 gelangen in den Boden zurück. Mit den so errechneten Cadmium-Entzugsraten könnte aus dem Boden (in Arnoldstein) das leicht verfügbare und mobile Cadmium (gemessen an einem 1 M NH4N03-Extrakt) innerhalb von 6 Jahren extrahiert werden. Damit wurde das Risikopotential des Standortes bezüglich Auswaschung und Toxizität für Bodenorganismen trotz der hohen Belastung in wenigen Jahren stark reduziert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren umfassend Phytoextraktion, natürlichen Laubfall, Lösen und Auswaschen der Schadstoffe aus dem im Abbau begriffenen Laub an der Bodenoberfläche und Schadstoff-Fixierung in einer auf der Bodenoberfläche aufgebrachten Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage können beispielsweise und bevorzugt die nachstehend beschriebenen Mittel/Pflanzen verwendet werden:
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können für den Teilprozeß der Phytoextraktion schadstoffakkumulierende Sorten, Klone bzw. Ökotypen von schnellwachsenden Baum- und Straucharten zum Einsatz kommen, wie z.B. Weiden (Salix), Pappeln (Populus) und Birken (Betula) oder andere Pflanzen, die in der Lage sind, Radionuklide und Schwermetalle wie z.B. Uran, Blei, Cadmium, Zink, Nickel, etc., aus kontaminierten Materialien wie Böden oder Sedimenten etc. aufzunehmen und in erntefähigen Teilen, insbesondere im Laub zu akkumulieren. Es ist auch möglich, verschiedene Sorten von Baum- oder Straucharten miteinanderzu kombinieren.
Der Erfolg des Teilprozesses der Phytoextraktion wird nicht nur von den gewählten Pflanzen, sondern auch von den mit diesen assoziierten Mycorhizen und anderen Mikroorganismen in der Rhizosphäre, welche die Aufnahme von Schadstoffen modifizieren, insbesondere positiv beeinflussen, können, beeinflusst. Die Wahl assoziierter Mikroorganismen in der Rhizosphäre kann in bestimmten Fällen einen wesentlichen Bestandteil des Teilprozesses Phytoextraktion darstellen. Insbesondere bei Weidenarten sind Ekto- und Endomycorhizen von Bedeutung für die Toleranz gegenüber hohen Schadstoffkonzentrationen und die Aufnahme von Schadstoffen in die Pflanzenwurzeln. Die durch den natürlichen Kronendurchlass und Bestandesabfall (Laub, Zweige, Äste), bzw. nach dem Umschneiden des Pflanzenbestandes, vor Ort verrottende Biomasse setzt im Verlauf des Rotteprozesses, Schadstoffe frei, die, ohne den Einsatz weiterer Maßnahmen über den biogeochemischen Kreislauf wieder in den Boden (und das Grundwasser) gelangen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zielt auf eine physikalische und/oder chemische Festlegung (Immobilisierung, Fixierung) und Konzentrierung von Schadstoffen ab, und zwar durch Abdecken der Bodenoberfläche mit (physiko-)chemisch reaktiven Materialien in Form einer Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage.
Die im Laufe der Rotte von Laub freigesetzten, bzw. in Lösung gehenden, anorganischen -eventuell auch - organischen Schadstoffe gelangen durch Infiltration des kontaminierten Sickerwassers in die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage, wo sie mit einem hohen Wirkungsgrad (insbesondere >90 % über den gewählten Zeitraum) fixiert und langfristig angereichert werden. 5
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Die Bodenoberfläche wird vor Aufbringen der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage bei Bedarf so vorbereitet, dass ein maximales Rückhalten des aus dem kontaminierten Pflanzenmaterial freigesetzten Sickerwassers garantiert wird. Dazu ist eine ausreichend rasche Infiltration in den Boden unterhalb der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage erforderlich, um ein Abschwemmen und einen Oberflächenabfluss zu vermeiden. Vorbereitungsmaßnahmen können daher ggf. die teilweise Nivellierung des Geländes und Terrassierung, aber auch Maßnahmen zur Erhöhung der Bodendurchlässigkeit (Infiltrationsrate) umfassen. Letzteres kann u.a. durch mechanische Bearbeitung (z.B. Pflügen, Rigolen, Tiefenlockerung) oder Zusatz von organischen (Kompost) oder anorganischen Stoffen (Kalk, Sand) zur Verbesserung der Bodenstruktur erreicht werden.
Die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage umfasst bevorzugt neben dem wenigstens einen reaktiven Material beispielsweise Binde- (z.B. Bitumen), Struktur- (z.B. Stroh) und/oder Begrenzungsmittel (z.B. Geotextilien), sowie in bestimmten Fällen auch Konditionierungsmaterialien, um ein für die Schadstoff-Fixierung günstiges chemisches Milieu (z.B. Kalk für die Anhebung des pH-Wertes) einzustellen. Die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage, bzw. Materialschicht wird für gewöhnlich vor dem Pflanzen des Phytosanierungsbestandes am Boden aufgebracht. Das Aufbringen von vorgefertigten, Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lagen mit der gewählten Schichtdicke (z.B. aus durch Geotextil umhüllten, reaktiven Materialien) kann von Hand oder maschinell mit Hilfe von Zugmaschinen mit Hebevorrichtung erfolgen. Alternativ kann das wenigstens eine reaktive Material mit entsprechender Schichtdicke entweder lose (Streuwagen) oder in Kombination mit Binde und/oder Strukturmaterialien ausgebracht werden. Ein Beispiel stellt das Ausbringen durch ein Spritzverfahren dar, wobei z.B. Stroh als Strukturmaterial (Trägermaterial), Bitumen als Bindemittel und zuletzt reaktives Material (z.B. Vermikulit) aufgebracht werden kann.
Der "reaktive" Teil der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage besteht aus wenigstens einem Material, das die jeweils zu entfernenden Schadstoffe effektiv, zurückhalten kann. Dazu eignen sich unter anderem einzeln oder in Kombination: Hydroxyapatit (insbesondere für Blei), Eisen und Manganoxide (insbesondere für anionische Formen des Chrom und Metalloide wie Arsen), Tonminerale (für praktisch alle kationischen Schwermetalle wie z.B. Cadmium und Zink).
Bei Bedarf werden, wie weiter oben ausgeführt, Strukturmaterialien und Bindemittel eingesetzt, um eine ausreichende Stabilität und eine optimale Durchlässigkeit der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage zu gewährleisten.
Kontaminierte Standorte können eingezäunt werden, um den Zutritt von Wildtieren und anderen Herbivoren zum Sanierungsgelände weitestgehend auszuschließen.
Das Entfernen und weitere Behandeln, und/oder das Lagern der "gesättigten", (erschöpften) Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage stellt einen weiteren Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Zunächst wird der Bestand abgeerntet und eventuell vorhandenes organisches Material, das auf der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage liegt, z.B. mit Hilfe von mechanischen Sammelvorrichtungen (z.B. mit einer kombinierten Rechen- und Saugvorrichtung) entfernt. Das Entfernen der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage erfolgt beispielsweise ebenfalls maschinell mit Hilfe von Zugmaschinen, die mit entsprechenden Hebevorrichtungen oder einer Kombination aus Rechen- und Saugeinheit ausgestattet sind. Die Lagerung der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage erfordert im Vergleich zum ursprünglich kontaminierten Material nur ein stark verkleinertes Volumen.
Bei einer Sanierungstiefe von 50 cm (Wurzelraum) und einer 1 cm starken, reaktiven, Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage wird das zu deponierende Volumen (falls keine Regeneration erfolgt) um den Faktor 50 reduziert. Sollten im Zuge der Sanierung insgesamt 5 cm reaktives Material erforderlich sein, würde das Volumen immer noch um den Faktor 10 reduziert.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das reaktive Material durch Auswaschen der Schadstoffe mit Lösungsmitteln zur regenerieren und die herausgelösten Metalle wiederzugewinnen. Das Lösungsmittel kann im Kreislauf geführt werden. Für kationische Metalle insbesondere Blei und Kupfer, kommen vor allem Chelatbildner wie EDTA als Lösungsmittel in Betracht. Die Regenera- 6
AT 41 0 388 B tion der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage sowie das Rückgewinnen von Metallen, kann einen Beitrag zur Deckung der Sanierungskosten liefern.
Einsparungen ergeben sich beim erfindungsgemäßen Verfahren durch Reduktion des Materialeinsatzes für die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage und die Reduktion von Deponieraum für das gesättigte Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lagenmaterial. Die Rückgewinnung der Metalle ermöglicht zusätzliche Einnahmen. Durch Regeneration und Rückgewinnung wird die Ökobilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich verbessert.
Bei gleichzeitiger Kontamination mit abbaubaren organischen Schadstoffen können Rhizosphä-renprozesse (Wurzel-Mikroben-Assoziationen) im Wurzelraum des Phytosanierungsbestandes (z.B. Weiden, Pappeln) in vielen Fällen zu einem rascheren Abbau und Dekontamination dieser organischen Verbindungen beitragen, wodurch eine gemeinsame Behandlung anorganischer und organischer Verunreinigungen möglich ist.
Die im Sanierungszeitraum oder Teilzeiträumen zuwachsende Holzbiomasse (sofern der Schadstoffgehalt für die Verwendung ausreichend gering ist) kann zur Produktion erneuerbarer Energie, Industriefasern, Alkohol und/oder Biotreibstoffen oder jeglichen anderen ökonomisch sinnvollen und ökologisch verträglichen Zweck herangezogen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt die folgenden Teilprozesse bzw. Schritte (siehe auch Fig. 1): A) Extraktion von Schadstoffen, aus dem kontaminierten Substrat durch Aufnahme in Wurzeln, ggf. unter Beteiligung und assoziierter Mycorhizen. B) Transport der Schadstoffe von den Wurzeln in die oberirdische Biomasse, insbesondere in das Laub; C) Transfer der Pflanzenbiomasse, vor allem von Laub, aus dem Kronenraum zur Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage, vor allem während des Laubfalls, aber auch zu anderen Zeitpunkten (z.B. durch Auswaschen von Schadstoffen aus dem Kronenraum) oder bei Absterben der Pflanze oder von Pflanzenteilen; D) Mikrobieller Abbau der kontaminierten, organischen Lage aus Biomasse und Freisetzen von Schadstoffen in eine mobile, wasserlösliche Phase infolge des mikrobiellen Abbaus und durch phytochemische Desorption bzw. chemische Lösungsreaktionen; E) Auswaschen der in Lösung befindlichen Schadstoffe aus der Streuschicht (Biomasse) und Infiltration in die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage. F) Festlegen der Schadstoffe in der Lage aus reaktivem Material, dieser Prozess wird im allgemeinen durch ein gleichzeitiges Freisetzen gelöster organischer Substanzen gefördert, die durch Komplexieren von Kationen (z.B. Blei) oder lonenkonkurrenz mit (Oxy-)anionen (z.B. Arsenal, Chromat) die Verlagerung der Schadstoffe in die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage fördern; und/oder
Festlegen der Schadstoffe in der reaktiven Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage durch Reaktionen wie z.B. Ausfällung (wie im Fall der Reaktion von Blei mit Hydro-xyapatit), Absorption und Chemisorption (z.B. bei der Fixierung von Metallen oder Metalloiden mit Oxiden von Eisen/Mangan, Tonmineralen) etc; G) Infiltration des schadstoffarmen Sickerwassers in den Boden.
Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert eine weitere Verlagerung von Schadstoffen im Boden oder eine Re-Absorption durch Pflanzenwurzeln, wodurch es zu einer Abnahme der Schadstoffkonzentration im Substrat (Boden usw.) kommt.
Versuche haben gezeigt, dass >90 % Cadmium, Blei und Zink durch eine Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage aus Vermikulit, zurückgehalten werden.
Sobald der erwünschte Reinigungsgrad des Substrates (Boden, Sediment, Schlämme, Abfall etc.) oder das Sättigungspotential der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage erreicht ist, kann die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage entfernt und weiter behandelt bzw. in umweltfreundlicher Weise deponiert werden.
Beispiel 1: Auswahl von Ökotypen
Die grundsätzliche Eignung von Gehölzpflanzen für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren wird durch Prüfung der Akkumulation von Blei, Zink und Cadmium im Laub von Ökotypen, insbesondere der Arten Salix caprea, Populus tremula und Betula pendula an mit Schwermetallen 7
AT 410 388 B belasteten Standorten belegt. Eine solche Prüfung wurde (im Frühjahr 1999) an den Standorten Redlschlag und Arnoldstein durchgeführt. Es wurde Laub von Vertretern verschiedener holziger Pflanzenarten gesammelt und nach Aufschluss mit einem Säuregemisch mittels ICP-MS (Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie, Labor der MA 22, Stadt Wien) auf die Schwermetalle Pb, Zn und Cd gemessen. Aufgrund der erfolgversprechenden Ergebnisse für den Standort Arnoldstein wurde an diesem Standort im Herbst 1999 eine zweite Prüfung durchgeführt, wobei einzelne Baum- und Strauchindividuen getrennt geprüft und für die spätere Vermehrung gekennzeichnet wurden. Überdies wurde, getrennt nach Individuen, Boden aus dem Wurzelraum entnommen, um den Gesamtgehalt (Königswasseraufschluß) und den verfügbaren Anteil (1M Ammonnitratauszug) der Schwermetalle Blei, Zink und Cadmium zu bestimmen.
Die Ergebnisse der zweiten Prüfung bestätigen jene der ersten Prüfung und sind in Fig. 2 dargestellt. Cadmium wurde im Laub von Weiden in Konzentrationen bis zu über 100 mg kg'1 Trockensubstanz angereichert. In Pappeln wurde bis zu 40 mg Cadmium kg'1 erreicht, wogegen in Birken keine ausreichende Akkumulation von Cadmium festgestellt werden konnte. Die Bodengehalte von Cadmium betrugen zwischen 5 und 50 mg kg"1 (gesamt) und 0,05 bis 5 mg kg'1 (Ammonnitrat). Es erfolgt also eine Anreicherung von Cadmium im Laub von Salix bis zum zehnfachen der Gesamtgehalte im Boden.
Blei wurde bis zu 400 mg kg'1 in der Trockensubstanz von Weidenblättern akkumuliert. Gute Ergebnisse (bis zu ca. 250 mg Blei kg'1) wurden auch mit Birken und einigen Pappelindividuen erzielt.
Die Zinkakkumulation in Blättern von Pappeln betrug bis zu 3400 mg kg'1. In Birken wurden bis zu 2700 mit Weiden bis zu 2600 mg Zink kg'1 Laub-Trockensubstanz angereichert.
Die Ergebnisse belegen die Eignung von Weiden, Pappeln und Birken für den Teilprozess der Phytoextraktion bei mit Blei, Zink und Cadmium belasteten Böden. Sie stellen ein Beispiel für die Erzielbarkeit einer ausreichend hohen Akkumulation von Schadstoffen im Laub von Holzpflanzen als Summe der Teilprozesse A und B dar.
Beispiel 2: Vermehrung metallakkumulierender Individuen von Weiden, Pappeln und Birken
Im Frühjahr 2000 wurden am Standort Arnoldstein Steckhölzer-Individuen von Weiden, Birken und Pappeln mit aus der Prüfung 1999 bekannter Akkumulation von Blei, Zink und Cadmium geschnitten und in ein Glashaus verbracht. Die Anzucht erfolgt im Glashaus in Sandkultur (Brauch-mann-Gefäße). Dieses Beispiel, belegt die Möglichkeit der identischen Vermehrung schwermetallakkumulierender Ökotypen holziger Pflanzenarten, die beim Ausführen des Verfahrens der Erfindung verwendbar sind.
Beispiel 3: Metalltransfer mit dem Laubfall zum Boden
Im Herbst 1999 wurden unmittelbar nach dem Laubfall am Standort Amoldstein Laubproben (Weiden, Pappeln, Birken) von der Bodenoberfläche entnommen und bis zur weiteren Verwendung kühl und trocken gelagert. Die jährlich zum Boden fallende Laubmenge betrug etwa 1 kg m'. Aufgrund der Laubmenge und der im Laub gemessenen Konzentrationen der Schwermetalle Blei, Zink und Cadmium kann auf den mit den bisher identifizierten Pflanzen erzielbaren maximalen jährlichen Metallfluss mit dem Laubfall zur Bodenoberfläche geschlossen werden (Teilprozess C, vgl. Abbildung 3).
Beispiel 4: Auswaschen von Metall aus dem abgeworfenen Laub von metallakkumulierenden Holzpflanzen
In Auswaschversuchen (Perkolation von Wasser durch eine Laubschicht) wurde im Labor die Auswaschbarkeit von Metallen (Blei, Zink, Cadmium) aus im Abbau begriffenem Laub bestimmt. Die Schwermetallkonzentrationen im Laub betrugen etwa 20 mg Cd kg'1, 200 mg Pb kg'1 und 1500 mg Zn kg'1. Diese Werte sind deutlich geringer als die Schwermetallkonzentrationen im Laub der besten Individuen (vgl. Fig. 2). Die Ergebnisse (Fig. 4), liefern dennoch Hinweise auf die Größenordnung des Metallflusses und der erzielbaren Konzentrationen im Sickerwasser für die Schwermetalle, Blei, Cadmium und Zink. Sie stellen ein Beispiel für die Summe der Teilprozesse D und E dar. Aus den Ergebnissen wird auch deutlich, dass dem mikrobiellen Abbau beim Freisetzen von Metallen in das perkolierende Sickerwasser eine wesentliche Rolle zukommt, da das Auswaschen aus den O-Horizonten jenes aus frischen Laub deutlich übersteigt.
Beispiel 5: Fixieren von Schwermetallen durch Vermikulit
Neben verschiedenen anderen Materialien wurde das Tonmineral Vermikulit aufseine Eignung 8
AT 410 388 B als reaktives Material für die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage untersucht. Vermikulit weist eine hohe Dichte permanenter, negativer Ladungen an den Partikeloberflächen und in Zwischenschichten auf und ist u.a. als Reststoff aus industriellen Prozessen verfügbar. Vermikulit hielt bei einem Angebot von Blei im Konzentrationsbereich zwischen 0,001 und 1000 mg Γ1 83 bis 99% des Blei zurück. Die entsprechenden Rückhalteraten für Cadmium betrugen 87 bis 98% und für Zink 71 bis 99% (Konzentrationsbereich für Zink zwischen 0,1 und 1000 mg kg'1). Die Ergebnisse zeigen, dass Vermikulit ein hohes Rückhaltevermögen für diese Metalle besitzt.
In einem Auswaschversuch wurde die Bindung von Cadmium, Blei und Zink durch eine Vermi-kulitschicht (Schichtdicke: 2 cm) untersucht. Die aus dem darüberliegenden Laub bzw. Laub + O-Horizont in drei Monaten ausgewaschenen Metallmengen wurden bei allen drei Metallen in Vermi-kult zu mehr als 97.5% fixiert. Die Ergebnisse liefern Hinweise auf die mögliche Lebensdauer (bei gegebener Schichtdicke) einer Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage aus Vermikulit und die erzielbare hohe Effizienz des Teilprozesses F (Fixieren von Schwermetallen) für die Metalle Blei, Cadmium und Zink.
Beispiel 6: Abschätzung von erzielbaren Cadmium-Flüssen bei Verwendung der besten Weidenindividuen
Die mit den besten, bisher untersuchten Weidenindividuen erzielbaren Cadmiumflüsse sind in Fig. 5 dargestellt. Bei Gesamtgehalten von Cadmium im Boden in der Größenordnung von 15 mg kg'1 (das entspricht bei einer Sanierungstiefe von 0.5 m und einer Lagerungsdichte des Bodens von etwa 1250 kg m'3 etwa 10000 mg Cadmium nrf2 können demnach bis zu mehr als 100 mg Cd in die Weiden aufgenommen werden. Aufgrund der Laubuntersuchungen am Standort Arnoldstein (im Laub bis zu 103 mg Cd kg"1 TS Laub) ist bei einer Laubfallmenge von 1 kg rrf2 eine Rückführung zur Bodenoberfläche in der Größenordnung von 100 mg rrf2 erzielbar. Bei einem Wirkungsgrad des Vermikulits von 98% (vgl. Beispiel 5) können jährlich 98 mg m'2 in der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage fixiert werden, nur 2 mg m'2 gelangen in den Boden zurück. Mit den so errechneten Cadmium-Entzugsraten ist es möglich, aus dem Boden in Arnoldstein das leicht verfügbare und mobile Cadmium (gemessen im 1 M NH4N03-Extrakt) innerhalb von sechs Jahren extrahiert werden. Damit würde das Risikopotential des Standortes bezüglich Auswaschung und Toxizität für Bodenorganismen trotz der hohen Belastung in wenigen Jahren stark reduziert.
In seinen bevorzugten Ausführungsformen bietet das Verfahren der Erfindung im Vergleich zu bestehenden Verfahren die nachstehend beschriebenen Vorteile und eröffnet wichtige Anwendungsgebiete 1) Nur geringfügige Eingriffe in das System, dadurch weitgehende Erhaltung der ursprünglichen Substrateigenschaften, Vermeidung von Substrataushub und -bewegungen, dadurch minimale Exposition von Arbeitern; 2) Kosteneffektiver als herkömmliche Phytosanierungstechnologien, da weder Ernte noch darauffolgendes Kompostieren oder Deponieren der Biomasse notwendig ist. Dadurch ist der Arbeitsaufwand und der Einsatz finanzieller Mittel für Maschinen geringer; 3) Der Teilprozess der Phytoextraktion ist effizienter, da der Wachstumszyklus der Pflanzen nicht durch Ernten von Biomasse unterbrochen wird; 4) Die Dauer der Behandlung bis zur Erreichung des Reinigungszieles ist geringer; 5) In der Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Lage "fixierte" Schadstoffe können durch Extraktion mit einem Lösungsmittel (z.B. EDTA) konzentriert, wiedergewonnen und/oder sicher deponiert werden, wobei in letzteren Fall das Deponievolumen im Vergleich zum kontaminierten Substrat sehr stark verringert werden kann. So kann wertvoller Deponieraum und die damit verbundenen Kosten gespart werden, und es können durch die Rückgewinnung von ökonomisch verwertbaren Metallen Einnahmen erzielt werden. 6) Die Produktion erneuerbarer Energieträger bzw. erneuerbarer Ressourcen wie z.B. Alkohol, Biofasern oder Biosprit aus den weniger kontaminierten, holzigen Pflanzenteilen, kann zur Deckung der Kosten der Sanierung beitragen und stellt eine umweltgerechte Nutzung des kontaminierten Bodens während der Sanierungsphase dar.
In einer Ökobilanz der erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Technologie ergibt dies eine Erhöhung des Grades an Nachhaltigkeit. 9
Claims (30)
- AT 41 0 388 B Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren vor Ort (in situ) oder an einem entfernten Ort (ex situ) eingesetzt werden. Mit dem Verfahren der Erfindung zu behandelnde Schadstoffe umfassen Verbindungen oder Elemente, die von den Pflanzen des Phytosanierungsbestandes aufgenommen, in die oberirdische Biomasse verlagert werden und mit dem Laubfall auf die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindende Lage gelangen und dort mit ausreichender Wirksamkeit und in ausreichender Menge fixiert werden können. Zu den Anwendungsgebieten zählen u. a.: 1) Standorte, die durch Radionuklide kontaminiert wurden; 2) Standorte, die durch industrielle Aktivitäten wie z.B. Bergbau und Verhüttung, industrielle Fertigung etc., kontaminiert wurden; 3) Standorte, die durch das Verschütten oder Austreten von Chemikalien aus Transport- oder Lagerungscontainern in das kontaminierte Substrat gelangt sind; 4) Gefährlicher Abfall in öffentlichem oder privaten Besitz; 5) Dekontamination von schadstoffbelasteten Sedimentaushub; 6) Böden, die geochemisch oder durch Vulkanausbrüche kontaminiert wurden; 7) Die Dekontamination großer Flächen unter landwirtschaftlicher Nutzung bei Böden mit mäßiger Kontamination (z.B. infolge atmosphärischer Deposition von Schadstoffen in der jüngeren Vergangenheit), die jedoch nur mehr eingeschränkte Eignung bzw. Wert für die Produktion hochwertiger Nahrungsmittel aufweisen, wie sie in nachhaltigen, z.B. biologischen Anbausystemen, angestrebt wird und dementsprechende Anforderungen an Um-weltstandards (z.B. Bodenqualität) gestellt werden. Die Dekontamination solcher Böden durch das erfmdungsgemäße Verfahren verbessert die Bodenqualität und stellt die Multifunktionalität der Nutzung wieder her, während in der Sanierungsphase die Produktion von nicht als Nahrungsmittel bestimmter Biomasse möglich ist. Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden: Beschrieben wird ein Verfahren zur Dekontamination von schadstoffbelasteten Böden, Schlämmen, Sedimenten mit Hilfe von ausdauernden, holzigen Pflanzen mit der Fähigkeit, Schadstoffe im Laub anzureichern. Das Verfahren beruht auf einer Kombination von Phytoextraktion, Schadstofftransport mit dem Laubfall zur Bodenoberfläche, Auswaschen der Schadstoffe aus dem an der Bodenoberfläche im Abbau begriffenen Laub und (physiko-)chemisches Fixieren der Schadstoffe in einer reaktiven, durch Geotextile begrenzten, reaktiven Schicht, die Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindet. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Dekontamination von Materialien, wie Böden, Schlämmen, Sedimenten, Abfällen, industriellen Ablagerungen, die mit zumindestens einem Schadstoff aus der Gruppe der Schwermetalle, Metalloide, Halide und/oder Radionukleide belastet sind, bei dem a) Schadstoffe durch Phytoextraktion mittels Gehölzpflanzen welche die aus dem kontaminierten Material zu entfernenden Schadstoffe aus dem Boden extrahieren und im Laub anreichern, aus dem Material entfernt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: b) Aufbringen einer Lage aus wenigstens einem, Schadstoffe physikalisch und/oder chemisch bindenden Stoff, auf der Bodenoberfläche im Bereich der Gehölzpflanzen; c) Sammeln und Verrotten-Iassen des natürlichen Laubfalls auf der Lage; d) Auswaschen der Schadstoffe aus dem auf der Lage im Abbau begriffenen Laub; e) Physikalische und/oder chemische Bindung der Schadstoffe in der Lage; und f) Entfernen der Lage nach dem Erreichen des Ziels der Dekontamination .
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden vor dem Aufbringen der Lage des Schadstoffes chemisch und/oder physikalisch bindenden Stoffes eingeebnet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden vor dem Aufbringen der Lage aus dem Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindenden Stoffes bearbeitet wird, um die Infiltration von Sickerwasser in den Boden zu erhöhen. 10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 410 388 B
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage aus dem Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindenden Stoff vor dem Auspflanzen der Gehölzpflanzen auf der Bodenoberfläche aufgebracht wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage aus dem Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindenden Stoff ausgetauscht wird, wenn das Fixierungsvermögen der Lage einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert 80 bis 90% der mit dem Sickerwasser in die Lage infiltrierenden Schadstoffe liegt.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage aus dem Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindenden Stoff mit dem Ziel Schadstoffe wiederzugewinnen, vorzugsweise durch Extraktion mit einem Lösungsmittel, regeneriert wird.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindende Stoff in Form einer Matte auf die Bodenoberfläche aufgelegt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindende Stoff zwischen zwei Schichten aus Geotextilien angeordnet ist.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindende Stoff auf die Bodenoberfläche aufgestreut wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindende Stoff als Gemenge mit wenigstens einem Trägermaterial und einem Bindemittel aufgebracht wird.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Stroh ist.
- 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel Bitumen ist.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden zur Erhöhung der Bodendurchlässigkeit (Infiltrationsrate) mechanisch bearbeitet wird.
- 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Bearbeitung Pflügen, Rigolen oder Tiefenlockerung ist.
- 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässigkeit (Infiltrationsrate) des Bodens durch Zusetzen von organischen Stoffen, wie beispielsweise Kompost und/oder anorganischen Stoffen, wie z.B. Kalk, Sand, od.dgl. erhöht wird.
- 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schadstoffe bindenden Stoff Zusätze zur Verbesserung der Bindung von Schadstoffen zugesetzt werden.
- 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schadstoff zur Erhöhung des pH-Wertes Kalk zugesetzt wird.
- 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoff Blei ist.
- 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoff Cadmium ist.
- 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoff Zink ist.
- 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Gehölzpflanze Weiden (Salix sp.) verwendet werden.
- 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Holzgewächs Pappeln (Populus sp.) verwendet werden.
- 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Gehölzpflanzen Birken (Betula sp.) verwendet werden.
- 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass als Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindender Stoff Vermikulit verwendet wird.
- 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass als Schad- 11 55 AT 41 0 388 B Stoffe chemisch und/oder physikalisch bindender Stoff Hydroxyapatit verwendet wird.
- 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass als Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindender Stoff Eisen(hydr)oxid verwendet wird.
- 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass als Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindender Stoff eine Mischung aus Vermikulit und Eisen(hydr)oxid verwendet wird.
- 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass für die Phy-toextraktion Gehölzpflanzen verwendet werden, die mit Mycorrhizen inokuliert sind.
- 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Bodenoberfläche, in dem die Lage aus dem Schadstoffe chemisch und/oder physikalisch bindenden Stoff aufgebracht ist, eingezäunt wird. HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN 12
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