Kosten zur Sanierung von Grundwasserverunreinigungen durch CKW
und Ansätze zur Definition der Verhältnismäßigkeit von Sanierungsmaßnahmen

- Hans Dieter Stupp, Albrecht Bakenhus, Ralph Stauffer, Dietmar Lorenz -

1.         Einleitung

Wasser ist elementarer Bestandteil des Lebens. Der Mensch besteht zu ca. 63 % aus Wasser. Wasser ist das wichtigste Lebensmittel. Der Anteil von Grundwasser zur Deckung des Trinkwasserbedarfes schwankt in verschiedenen Ländern sehr stark und kann von ca. 2 % in Kanada bis zu 80 % in der Schweiz betragen. In Deutschland liegt der Anteil des Grundwassers an der Trinkwasserversorgung bei ca. 65 %. Hinzu kommen die aus Grundwässern gespeisten Quellwässer mit einer Menge von ca. 9 %. Je höher die Menge an grundwasserbürtigem Trinkwasser ist, desto höhere Anforderungen sind an die Qualität des Grundwassers zu stellen.

Verschmutzungen des Grundwassers haben weitreichende Folgen. Einmal eingetretene Verunreinigungen können häufig nur über sehr lange Zeiträume beseitigt werden. In Deutschland  weisen ca. 2/3 aller Grundwasservorkommen anthropogene Veränderungen auf, d. h. dass ca. 66 % der Grundwasservorkommen Spuren menschlicher Einwirkungen zeigen. Dabei stehen Auswirkungen der Landwirtschaft mit weitem Abstand an erster Stelle, gefolgt von Folgen des Verkehrs und der Industrie. Vor diesem Hintergrund ist der präventiv ausgerichtete Grundwasserschutz von herausragender Bedeutung, um die allgemeinen Lebensgrundlagen für Natur und Mensch nachhaltig zu wahren. 

Bei der vergleichenden Betrachtung der verschiedenen Schadstoffgruppen als Auslöser von Grundwasserkontaminationen sind die chlorierten Kohlenwasserstoffe (CKW[1]) von besonderer Bedeutung. Ein wichtiges Merkmal von CKW-Grundwasserschäden sind ausgeprägt lange Kontaminationsfahnen bis zu Längen von über 7 km (1).

Bei der Sanierung von CKW-Grundwasserschäden wird am häufigsten Pump-and-Treat eingesetzt. Dieses Verfahren zeichnet sich zwar durch eine hohe Sicherheit aus, nachteilig wirken sich jedoch bei der Existenz von größeren CKW-Mengen im Untergrund die sehr langen Sanierungszeiträume bis zum Erreichen der Sanierungsziele aus.  Bei vielen Sanierungsvorhaben stellen sich nach einigen Jahren Gleichgewichtszustände im Grundwasser ein, die zu einem sog. „Tailing“ führen. Hierunter versteht man die Einstellung von quasi konstanten oder nur geringfügig abnehmenden CKW-Konzentrationen im Förderwasser der  zur Sanierung eingesetzten Brunnen. Ein Beispiel für ein derartiges Sanierungsvorhaben ist in der Abbildung 1 dargestellt. Die CKW-Gehalte des seit 1982 in Betrieb befindlichen Sanierungsbrunnens liegen quasi seit ca. 8 Jahren konstant um Werte von ca. 400 µg/l. Ein weiterer Sanierungsfortschritt im Sinne abnehmender CKW-Gehalte und damit die Annäherung an die Sanierungszielwerte ist nicht gegeben. Es ist davon auszugehen, dass diese Sanierung ohne die Ergreifung von zusätzlichen Maßnahmen noch Jahre bis Jahrzehnte benötigen wird. Dies ist naturgemäß mit hohen Sanierungskosten behaftet.

Im Hinblick auf die hohen Kosten, die mit der Sanierung von CKW-Grundwasserschäden verbunden sind, stellt sich grundsätzlich die Frage nach der Sinnhaltigkeit dieser Maßnahmen. Dabei ist es zielführend, auf der Grundlage von in der Sanierungspraxis gewonnenen Daten eine bessere Transparenz über die Faktoren zu erhalten, die die Kosten maßgeblich beeinflussen. Gegenstand der weiteren Betrachtungen sind 13 über längere Zeiträume betriebene Sanierungsvorhaben. Die Daten dieser Sanierungsvorhaben wurden ausgewertet und nach verschiedenen technischen und monetären Gesichtspunkten aufbereitet.

Im Weiteren wurde versucht, eine bessere Vorstellung darüber zu erhalten, ob Sanierungsmaßnahmen als angemessen zu bewerten sind oder nicht. So soll diese Arbeit einen Beitrag dazu leisten eine bessere Datenbasis und Transparenz über die Verhältnismäßigkeit von Sanierungsvorhaben zu erhalten.

Verwendete Abkürzungen:

LHKW                            Leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe
LCKW                            Leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe
LNAPL                           Light non aqous phase liquids (Leichtphasen)
DNAPL                          Dense non aqous phase liquids (Schwerphasen)
MKW                             Mineralölkohlenwasserstoffe (hier: Diesel, Heizöl EL)
BTEX                             Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole (leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe)
PAK                               Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
PCE                               Tetrachlorethen ( = Tetrachlorethylen =  Perchlorethen = Perchlorethylen = Per)
TCE                               Trichlorethen ( = Trichlorethylen = Tri)
cis-DCE                         cis-1.2-Dichlorethen
trans-DCE                     trans-1.2-Dichlorethen
VC                                 Vinylchlorid ( = Chlorethen)
1.1-DCE                         1.1-Dichlorethen
1.1-DCA                        1.1-Dichlorethan
1.2-DCA                        1.2-Dichlorethan
TCA                               1.1.1-Trichlorethan
DCM                              Dichlormethan
TCM                               Trichlormethan
PCM                               Tetrachlormethan

2.         Dimension von Grundwasserverunreinigungen durch CKW

Die Verbreitung der CKW im Grundwasser ist seit vielen Jahren bekannt. So wurde bei Auswertungen von bundesweiten Grundwasseruntersuchungen festgestellt, dass die CKW mit Abstand die häufigsten Grundwasserkontaminanten sind. Danach stellen die CKW in Deutschland 11 der 15 am häufigsten vorkommenden Schadstoffe im Abstrom von Altlastenstandorten (2) dar. Als bedeutendste CKW-Einzelstoffe werden Tetrachlorethen (PCE) und Trichlorethen (TCE) genannt.

Bei in Bayern durchgeführten Untersuchungen wurde darüber hinaus festgestellt, dass die CKW am häufigsten im Abstrom von Altstandorten auftreten (3). Danach liegt der Anteil der CKW bei 34 % aller Schadstoffe. Weitere häufig auftretende Verbindungen sind MKW, PAK, BTEX und Metalle mit Anteilen zwischen jeweils 17 und 12 %.

Alleine das Auftreten von schädlichen Grundwasserinhaltsstoffen besagt noch nichts über den ggfs. erforderlichen Sanierungsbedarf bei den Einzelsubstanzen. Die stoffbezogene Notwendigkeit zur Sanierung hängt von verschiedenen Parametern ab. Die CKW zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

Die oben beschriebenen Eigenschaften bewirken, dass CKW im Vergleich zu anderen Kontaminanten in stärkerem Maße eine Sanierung des Grundwassers erforderlich machen. Diese sanierungsauslösende Vorrangstellung wird durch die folgenden Untersuchungen belegt:

Aus den vorgestellten Daten ist eindeutig abzuleiten, dass die Mehrzahl der von Behörden angeordneten Grundwassersanierungen die CKW betreffen.

3.         Datengrundlage zur Kalkulation der Sanierungskosten

Grundlage der folgenden Auswertungen bilden 13 CKW-Schäden. Die Sanierungsvorhaben sind überwiegend mit recht großen Aufwendungen in Form von Pump-and-Treat-Maßnahmen verbunden. Dabei handelt es sich teilweise um Projekte, die abgeschlossen sind. Neun Vorhaben sind noch im Sanierungsstadium. Die Sanierung des ältesten Schadenfalles begann 1982 und ist heute noch in Betrieb. Die meisten Sanierungen umfassen Zeiträume von mehr als 15 Jahren. Gemeinsames Merkmal aller Vorhaben ist, dass in der wassergesättigten Zone mehr oder weniger starke CKW-Phasenkontaminationen vorliegen. Gewisse Ausnahmen hiervon bilden die Projekte 3 bis 5 (Abbildungen 3 – 6).

Als Kosten wurden nur die Aufwendungen berücksichtigt, die unmittelbar mit den anlagebezogenen Kosten in Zusammenhang stehen. Dabei handelt es sich zum einen um die Investitionskosten zur Installation der Sanierungsanlagen (Brunnen, Reinigungsanlagen, Rohrleitungen etc.). Abschreibungskosten und Kapitalgestehungskosten werden nicht berücksichtigt. Der andere größere Kostenblock sind die Betriebskosten. In diese Aufwendungen wurden alle zum Betrieb der Anlagen erforderlichen Kosten in den Kalkulationen berücksichtigt. Hierzu zählen die Kosten für Energie, Betriebsmittel (z. B. Aktivkohle), Wartung/Reparatur der Anlagen, Analytik[2] und gutachterliche Leistungen. Die Kosten für die Analytik der Monitoringprogramme, d. h. der Überwachung von Grundwassermessstellen in der Umgebung der Sanierungsanlagen wurde nicht in die Kosten eingerechnet, da dies zu starken projektspezifischen Unterschieden geführt hätte.

Ebenfalls nicht in den Kostenbetrachtungen enthalten sind die Aufwendungen für die Ableitung der gereinigten Grundwässer. Hier bestehen je nach Projekt erhebliche Kostendifferenzen. Die Preise für die Ableitung der Wässer können projektspezifisch höher sein als die Kernkosten zur Aufbereitung der Grundwässer durch den Anlagenbetrieb. Hierdurch würden erhebliche Kostenverschiebungen auftreten und die Vergleichbarkeit der Projektdaten würde erschwert.

Einige Sanierungsvorhaben sind durch CKW-Fahnen im Grundwasser bis zu einer Länge von 3,5 km charakterisiert. Die Grundwasserverunreinigungen werden teilweise sowohl an der Quelle als auch an der Fahnenfront saniert. Bei diesen Fällen wurden mit dem Ziel der Vergleichbarkeit der Projektdaten nur die Aufwendungen berücksichtigt, die mit der Quellensanierung verbunden sind.

Zur Reinigung der kontaminierten Grundwässer werden bei zwei Vorhaben Aktivkohleanlagen und bei elf Projekten Stripanlagen eingesetzt. Die Abluftreinigung erfolgt in sieben Fällen durch Aktivkohleadsorption und bei vier Vorhaben durch katalytische bzw. andere thermische Verfahren. Enteisenungsanlagen sind bei fünf Projekten erforderlich. Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, dass bei einigen der nicht ausgewerteten Projekte auch andere Reinigungsverfahren zum Einsatz kommen wie beispielsweise die Flüssig-Flüssig-Extraktion oder das Adsorberharzverfahren. Die vollständigen Kostendaten liegen bei diesen Projekten jedoch nicht vor, so dass eine Einbeziehung in die Auswertungen nicht sinnvoll erschien.

Die Zusammensetzung der CKW variiert je nach Projekt erheblich. In sieben der 13 Projekte ist Tetrachlorethen der dominierende CKW-Einzelstoff und je nach Projekt treten zusätzlich die Abbauprodukte Trichlorethen (TCE), cis-1.2-Dichlorethen (cis-DCE) und Vinylchlorid (VC) auf. Bei vier Vorhaben ist TCE die vorherrschende Substanz und bei zwei Projekten 1.1.1-Trichlorethan (TCA). In einem Projekt ist Trichlortrifluorethan (Frigen 113) neben PCE in hohen Konzentrationen vertreten. Als weitere CKW-Einzelkomponenten sind trans-1.2-Dichlorethen (trans-1.2-DCE), 1.1-Dichlorethen (1.1-DCE), 1.1.2.2-Tetrachlorethan (PCEan), 1.2-Dichlorethan (DCA), 1.1.2-Trichlorethan (1.1.2-TCA), Hexachlorethan (HCEan) und Hexachlorbutadien (HCBD) zu nennen.

4.         CKW-Bilanzierungen und Kostenbetrachtungen

Die Projektdaten werden nachfolgend anhand von Abbildungen vorgestellt. Die Abbildung 3 zeigt die anlagebezogenen Reinigungskosten je m3 behandeltem Grundwasser. Die Behandlungskosten variieren zwischen 0,23 und 2,26 je m3 Wasser.

Die niedrigsten Kosten sind für die Projekte 2 und 7 zu verzeichnen. Bei beiden Vorhaben handelt es sich um Sanierungen, bei denen nur PCE als CKW-Substanz mit Konzentrationen von < 1.000 µg/l auftritt [3]. Zur Wasserreinigung wird in beiden Projekten Desorption (Stripen) eingesetzt. Beim Projekt 1 fallen zusätzlich nur geringe Kosten zur Reinigung der Abluft aus den Stripkolonnen an, da die Stripluft als Stützluft in vorhandene Verbrennungsanlagen eingespeist werden kann. Weder eine Enteisenung noch andere aufwendige Maßnahmen sind erforderlich. Die durchschnittlichen Grundwasserförderraten liegen bei 13 bzw. 25 m3/h.

Die Projekte mit Behandlungskosten zwischen 0,73 und 1,29 €/m3 Wasser sind überwiegend durch mittlere CKW-Konzentrationen mit Werten zwischen 1.000 und 10.000 µg/l gekennzeichnet [4].  Bei diesen Sanierungsfällen handelt es sich um sehr gut durchlässige Grundwasserleiter mit geringen Gehalten an organischem Kohlenstoff und dem weitgehenden Fehlen von Auxiliarsubstraten, die für den reduktiven Abbau von CKW notwendig wären. Höhere Gehalte an cis-DCE oder VC treten somit nicht auf und Vorbehandlungen der Rohwässer sind nicht erforderlich. Die Aufbereitung erfolgt beim Projekt 6 durch Aktivkohlefilter, bei den übrigen Fällen durch Stripanlagen.

In der Abbildung 4 sind die Kosten je kg zurückgewonnene CKW dargestellt, wobei die Projekte nach Kosten geordnet sind. Auffällig ist, dass die Reihenfolge der Projekte nicht mit der Abbildung 3 übereinstimmt. Die Spannbreite der Kosten je kg CKW beträgt 52 – 4.000 /kg. Die Projekte 1 und 2 mit den niedrigsten Kosten sind einerseits durch niedrige bis mittlere CKW-Konzentrationen gekennzeichnet und andererseits durch hohe Rückgewinnungsmengen von CKW (25.000 und 10.100 kg)[5]. Beide Vorhaben laufen auf großen Industriestandorten mit guten infrastrukturellen Voraussetzungen zur Einbindung von Sanierungsanlagen. Die Energiekosten sind aufgrund der Nutzung von werkseigenen Kraftwerken niedriger als bei den übrigen Vorhaben. Darüber hinaus fallen beim Projekt 2 nur geringe Kosten zur Reinigung der Abluft der Stripkolonnen an, da die Stripluft in werkseigene Verbrennungsanlagen eingespeist wird.

Die Kosten der Projekte 3 bis 5 liegen zwischen 310 und 492 €/kg CKW. Diese niedrigen Aufwendungen sind maßgeblich darauf zurückzuführen, dass diese Projekte bereits abgeschlossen sind und die Projektlaufzeiten weniger als fünf Jahre betrugen.

Die Vorhaben 9 – 13 weisen die höchsten Kosten für die CKW-Rückgewinnung mit 2.125 – 4.000 €/kg auf. Gemeinsam ist allen Projekten, dass eine Vorbehandlung des Wassers durch eine Enteisenungsanlage notwendig ist. Dabei werden in den Projekten 9 bis 11 Sand-Kies-Filter mit vorheriger Sauerstoffbelüftung eingesetzt. Aufgrund der hohen Eisengehalte erfolgt die Eisen- und Manganabtrennung durch zusätzliche Lamellenklärer vor der Sand-Kies-Filtration.

Darüber hinaus liegen im Grundwasser der Projekte 9 bis 13 hohe CKW-Konzentrationen mit Werten von überwiegend oberhalb von 5.000 µg/l vor. Das Spektrum der CKW-Einzelstoffe ist groß und in den Projekten 9, 11, 12 und 13 liegen hohe Anteile an cis-DCE und VC vor. Der VC-Gehalt im Sanierungswasser des Projektes 13 beträgt ca. 30 % der Gesamt-CKW-Gehalte.

Wie aus der Abbildung 5 hervorgeht, ist eine Korrelation zwischen der Menge der zurückgewonnenen CKW und den Kosten der aufzubereitenden Grundwässer nicht erkennbar. Ungünstig auf die Behandlungskosten wirken sich die kurzen Laufzeiten der Projekte 3 bis 5 aus. Hier stehen die Investitionskosten für die Installation der Reinigungsanlagen in einem ungünstigeren Verhältnis zu den Betriebskosten als bei den Fällen mit längeren Laufzeiten. Auf die niedrigen Behandlungskosten der Projekte 1 und 2 wurde bereits eingegangen.

Von Interesse ist die gute Korrelation zwischen den Mengen an zurückgewonnenen CKW und den Kosten je kg zurückgewonnene CKW (Abbildung 6). Je niedriger die Menge an geförderten CKW, desto höher werden die Aufwendungen zur Rückgewinnung pro kg CKW. Von dem normalen Trend hebt sich lediglich das Projekt 11 ab. Der Grund besteht in der vergleichsweise hohen CKW-Austragsrate von ca. 4,4 Tonnen.

Zur Gewinnung einer besseren Transparenz über den projektspezifischen zeitlichen Zusammenhang zwischen den aus dem Grundwasser entfernten CKW-Mengen und den Rückgewinnungskosten je kg CKW wurden die Daten des Projektes 2 über die bisherige Sanierungszeit von 1982 bis Ende 2004 jahresbezogen ausgewertet. Das Ergebnis ist in der Abbildung 7 dokumentiert.

Für die ersten Jahre des Sanierungsbetriebes von 1982 bis 1992 besteht eine recht gleichmäßiger Rückgang der CKW-Frachten und ein vergleichsweise linearer Anstieg der Kosten von ca. 40 auf 220 €/kg CKW (Phase 1). Ab dem Jahr 1993 steigen die Kosten je kg CKW stark an von ca. 460 auf 810 €/kg (Phase 2). Dieser Kostenanstieg korreliert gut mit dem Abfall der CKW-Konzentrationen im Rohwasser. Die hohen Kosten für das Jahr 1996 sind auf aufwendige Wartungs- und Reparaturarbeiten an den Aktivkohleanlagen zurückzuführen (Korrosionsschutz). Ab dem Jahr 1997 bis Ende 2004 sind die Kosten tendenziell leicht abnehmend und liegen zwischen 590 und 720 €/kg CKW (Phase 3). Hierfür ist eine Reduktion der Kosten für Aktivkohle und eine Ausdünnung des Programmes zur Überwachung des Anlagenbetriebes verantwortlich (weniger Probennahmen und Analysen aufgrund konstanter CKW-Werte im Rohwasser).

Schlussfolgernd stehen die starken Kostensteigerungen für die Rückgewinnung von CKW mit dem eingangs erläuterten Tailing-Effekt in Zusammenhang. Die Abnahme der CKW-Konzentrationen führt bei unveränderter Grundwasserförderrate zu einem starken Anstieg der CKW-Rückgewinnungskosten von ca. 200 auf ca. 650 €/kg CKW.

5.         Verhältnismäßigkeit von CKW-Grundwassersanierungen

Der Begriff der Verhältnismäßigkeit ist im Zusammenhang mit der Sanierung von Boden- und Grundwasserverunreinigungen von großer Bedeutung. Die Wahrung der Verhältnismäßigkeit basiert auf dem verfassungsrechtlichen Grundsatz des Eigentumsgrundrechts (Art. 14 Abs. 1 GG) und hat ihren Niederschlag in der Gesetzgebung zum Bodenschutz gefunden (Bundesbodenschutzgesetz und erste Verordnung zum Bundesbodenschutzgesetz).

Nach der BBodSchV können nur solche Maßnahmen durchgesetzt werden, die geeignet, notwendig und angemessen sind. Der Grundsatz der Verhältnismäßigkeit ist bei allen mit Altlastensanierungen verbundenen behördlichen Forderungen und Entscheidungen zu beachten. Eine Maßnahme ist verhältnismäßig i. e. S. bzw. zumutbar, wenn die zu erwartenden negativen Auswirkungen zu dem beabsichtigten Erfolg nicht erkennbar außer Verhältnis stehen (6). In diesem Zusammenhang sind die mit der Sanierung verbundenen Kosten eine wichtige Größe zur Konkretisierung der Verhältnismäßigkeit.

In Deutschland existieren bisher keine objektivierten Kriterien, die es gestatten, verhältnismäßige von unverhältnismäßigen Sanierungsmaßnahmen begründet und nachvollziehbar zu trennen. Bei Diskussionen darüber, was verhältnismäßig ist und was nicht, klaffen die Meinungen der Beteiligten in der Regel weit auseinander. Dies stellt in Anbetracht der großen Bedeutung der Verhältnismäßigkeit oftmals ein Hemmnis für vernünftige Konzepte für Sanierungsvorhaben dar.

Bei der Prüfung der Verhältnismäßigkeit sind einerseits Interessen an der Gefahrenbeseitigung und andererseits Interessen der Allgemeinheit oder des betroffenen Einzelnen zu berücksichtigen. Daraus ergibt sich bei laufenden Sanierungsvorhaben zum einen die Notwendigkeit, die mit dem Grundwasserschaden verbundene Gefährdung einer näheren Betrachtung zu unterziehen. Andererseits sind die mit der Sanierung verbundenen Kosten untrennbar mit der Verhältnismäßigkeit verbunden.  

Grundsätzlich wird der Spielraum der Anwendung der Verhältnismäßigkeit um so geringer, je höher die vom Schadenfall ausgehenden objektiven Gefährdungen sind. Im Hinblick auf die von Grundwasserschäden ausgehenden Gefährdungen sind insbesondere zu beachten:

Die noch von dem teilsanierten Grundwasserschaden ausgehenden Gefährdungen sind an den vorgestellten Kriterien möglichst konkret zu bewerten. Das Ergebnis der Gefährdungsanalyse gibt zunächst wichtige Hinweise dahingehend, ob die vertiefte Betrachtung der Verhältnismäßigkeit sinnvoll ist. Bei hohen Gefahrenlagen rückt die Verhältnismäßigkeit in den Hintergrund. Bestehen hingegen geringe Gefahren, so gewinnt der Grundsatz der Verhältnismäßigkeit stärker an Bedeutung.

Der zweite Ansatzpunkt zur Konkretisierung der Verhältnismäßigkeit besteht in der detaillierten Kostenbetrachtung. Wie die Analyse der vorgestellten Praxisbeispiele zeigt, liegt die Kostenspannbreite zur Rückgewinnung der CKW aus dem Grundwasser zwischen ca. 52 und 4.000 je kg. Anhand der in Abbildung 4 dargestellten Daten liegen 8 der 13 beschriebenen Sanierungsprojekte unterhalb von 1.000 /kg CKW. Bei fünf Projekten liegen die Kosten je kg/CKW zwischen ca. 2.100 und 4.000 . Diese Daten indizieren, dass Kosten von über 1.000 /kg CKW als hoch zu betrachten sind und dass bei derartig hohen Kosten verstärkt die Verhältnismäßigkeit hinterfragt werden sollte.

Ein interessanter Ansatz zur Annäherung an die Verhältnismäßigkeit kann aus der Abbildung 7 abgeleitet werden. Mit dem verstärkten Rückgang der CKW-Jahresfrachten ab 1991 beginnen in Phase 2  die Kosten zur CKW-Rückgewinnung von ca. 800 auf ca. 3.000 € stark anzusteigen (1997). Ein Vergleich mit der Abbildung 1 verdeutlicht, dass der Beginn der Kostensteigerung in die Zeitzone der Beharrung der CKW-Gehalte auf einem bestimmten Konzentrationsniveau fällt (Tailing). Dies deutet darauf hin, dass bei einsetzenden Tailingeffekten verstärkt der Frage nachgegangen werden sollte, ob die Verhältnismäßigkeit noch gewahrt ist. Im vorliegenden Sanierungsfall wäre ab 1991 verstärkt zu prüfen gewesen, ob die Verhältnismäßigkeit noch gegeben ist.

6.         Resumee

Die vorgestellte Auswertung gibt anhand von Sanierungsvorhaben aus der Praxis einen Einblick in die Kosten von CKW-Grundwasserschäden und eröffnet die Möglichkeit, sich dem Begriff Verhältnismäßigkeit anzunähern.

Die Kosten für die Aufbereitung der Wässer unterliegen ausgesprochen starken Schwankungen und variieren projektspezifisch zwischen 0,23 und 2,26 €/m3 aufzubereitendes Wasser. Die Aufwendungen, die je kg zurückgewonnene CKW anfallen, streuen deutlich extremer und liegen zwischen 52 und 4.000 €/kg. Ein direkter Zusammenhang zwischen den Kosten für die Wasseraufbereitung und den Aufwendungen zur CKW-Rückgewinnung ist nicht gegeben.

Als stark kostentreibende Faktoren konnten aus den Langzeitbetrieben der Sanierungsvorhaben identifiziert werden:

Kostenvorteile sind dann gegeben, wenn vorhandene betriebliche Einrichtungen genutzt werden können. Hier ist beispielsweise die Einbindung der Abluft von Stripkolonnen in vorhandene thermische Reinigungsanlagen anzuführen. Auch die Produktion von werkseigener Energie aus vorhandenen Kraftwerken wirkt sich günstig aus.

Im Hinblick auf die Beurteilung der Verhältnismäßigkeit ist es zunächst wichtig, die von dem CKW-Schaden ausgehenden Gefährdungen möglichst genau zu fassen. Hierfür werden die entscheidenden Kriterien aufgeführt, über die eine Konkretisierung der Gefahrenlage möglich ist. Je geringer die Gefahrenlage desto stärker rückt die Verhältnismäßigkeit in den Vordergrund.

Eine fundiertere Gefährdungsabschätzung über die ausschließliche Betrachtung der Schadstoffkonzentrationen hinaus kann durch die Einbeziehung der Schadstofffrachten erreicht werden. Hierunter sind die vom Schadenherd mit der natürlichen Grundwasserströmung über Schnittebenen abströmenden CKW-Mengen zu verstehen. Derartige Betrachtungen vermitteln eine breitere Vorstellung über die Quellstärke des Schadenherdes.

Die Analyse der zeitmäßigen Entwicklung eines langlaufenden CKW-Sanierungsvorhabens indiziert, dass bei sinkenden CKW-Rückgewinnungsfrachten verstärkt geprüft werden sollte, ob der Grundsatz der Verhältnismäßigkeit gewahrt ist (Abbildung 7). Anzeichen für sinkende CKW-Frachten ist das Einstellen von CKW-Konzentrationen im Rohwasser des Sanierungsbrunnens auf einem Beharrungsniveau (Tailing). In diesem Kontext sollte konkret geprüft werden, ob die Anwendung von Monitored Natural Attenuation unter Berücksichtigung der bereits erreichten Teilsanierungen und der verbleibenden Restgefährdung anwendbar sein könnte [6].

Sollten sich bei derartigen Prüfungen herausstellen, dass die Verhältnismäßigkeit nicht mehr gegeben ist, so stellt sich verstärkt die Frage nach den Möglichkeiten zur Rückführung der Maßnahme in den Bereich der Verhältnismäßigkeit. Die wesentlichen Möglichkeiten hierfür sind:

Eine Möglichkeit zur Anpassung der Verhältnismäßigkeit an die Entwicklung des Sanierungsprojektes besteht in der Änderung des Sanierungszielwertes. Dies kann in erster Linie auf Sanierungsvorhaben mit ausgeprägten Tailingeffekten Anwendung finden. Wenn die Prüfung der Verhältnismäßigkeit ergibt, dass alle in Betracht gezogenen Maßnahmen unverhältnismäßig sind, ist zu bewerten, ob das vorgegebene Sanierungsziel im Rahmen eines iterativen Prozesses angepasst werden kann (6).

Gerade bei den oft über lange Zeiträume laufenden CKW-Sanierungen ist das Ausschöpfen aller Möglichkeiten zur Kostenoptimierung von erheblicher Bedeutung. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass bei den in den letzten 30 Jahren von Ingenieurbüros erstellten Planungen für CKW-Grundwassersanierungprojekte die Sanierungsmaßnahmen häufig auf der Grundlage nicht ausreichender Daten geplant und durchgeführt werden mußten. Die Erkundungsstadien über die Verunreinigungssituation besaßen häufig den Charakter von detaillierten Untersuchungen oder – im worst case – von orientierenden Untersuchungen[7]. Für die Konzeptionierung einer sachgerechten Sanierung wären aber höhere Untersuchungsdichten und -qualitäten notwendig gewesen. Als Hauptgründe für diese nicht optimalen Planungsgrundlagen sind das früher unzureichende Bewusstsein über die Bedeutung dieser Grundlagen und die Kosten zur Durchführung derartiger Untersuchungen anzusehen. Zwar ist die Erkundung von CKW-Phasenverunreinigungen im dreidimensionalen Untergrund schwierig und aufwendig, aber auf jeden Fall notwendig um Fehlentwicklungen vorzubeugen. Defizitäre Planungsgrundlagen führen aller Erfahrung nach zu suboptimalen Sanierungskonzepten und damit zu erhöhten Kosten und längeren Sanierungszeiträumen als unbedingt notwendig.

Empfehlenswert ist insbesondere bei langlaufenden Sanierungsvorhaben, dass im Abstand von einigen Jahren ein Sanierungsaudit durchgeführt wird. Derartige Audits sollten als ein fester Bestandteil des Sanierungsmanagements implementiert werden. Wesentliche Ziele der Audits sind Defizitanalysen, Qualitätssicherung und Ausschöpfung von Optimierungspotenzialen.

Abschließend soll darauf hingewiesen werden, dass mit den vorstehenden Ausführungen nicht der Anspruch auf eine umfassende Klärung des Begriffes „Verhältnismäßigkeit“ erhoben wird. Es soll vielmehr das Ziel verfolgt werden, eine Hilfe bei der Orientierung nach verhältnismäßigen Lösungen zu bieten und darüber hinaus Denkanstöße liefern, sich intensiver mit diesem überaus wichtigen Thema zu befassen. Dies würde einen erheblichen Fortschritt bei der praktischen Umsetzung von Sanierungsvorhaben bedeuten und die Sinnhaftigkeit von Sanierungen im öffentlichen Bewusstsein erheblich verbessern.

Literaturverzeichnis

(1)   Stupp, H. D. & Paus, L. (1999):
Migrationsverhalten organischer Grundwasser-Inhaltsstoffe und Ansätze zur Beurteilung von MNA
TERRA TECH 5/1999, S. 32 – 37

(2)   Teutsch, G. & Grathwohl, P. (1997):
Literaturstudie zum natürlichen Rückhalt/Abbau von Schadstoffen im Grundwasser
Technischer Bericht LAG 11/97

(3)   Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft (2001):
Häufigkeiten von Schadstoffgruppen auf Altstandorten
http://www.bayern.de/lfw/welcome.htm

(4)   Umweltbundesamt (2003):
Entwurf des Abschlussberichtes zum F+E-Vorhaben des UBA-Proektes „Kriterien zur bundeseinheitlichen Behandlung von Grundwasserverunreinigungen“
GICON

(5)   Odensaß, M. & Schroers, S. (Landesumweltamt NRW) (2004):
Empfehlungen für die Durchführung von Grundwassersanierungsmaßnahmen bei Altlasten
Landesumweltamt NRW, Manuskript

(6)   Odensaß, M. & Schroers, S. (2002):
Vollzugshilfe zur Gefährdungsabschätzung „Boden-Grundwasser“.
Landesumweltamt NRW, Essen

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Hans Dieter Stupp,

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[1]     Der Begriff CKW wird hier gleichbedeutend mit LCKW (leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe) verwendet. Die LCKW sind die mit Abstand wichtigsten Kontaminanten aus der Gruppe der CKW.

[2]     Sofern unmittelbar mit dem Anlagenbetrieb zusammenhängend, d. h. Analytik des Roh- und Reinwassers.

[3]     Die Maximalwerte können höher sein, aber nur über kurze Laufzeiten des Projektes.

[4]     Projekte mit den Nummern 1, 6, 8, 9, 12 und 13.

[5]     Als Folge der langen Laufzeiten von über 20 Jahren.

[6]     Die Anwendung von Monitored Natural Attenuation ist bei CKW-Schäden kritisch zu hinterfragen. Bei vielen Verunreinigungen liegen ungünstige Voraussetzungen vor. Unter besonderen Bedingungen ist jedoch die Anwendung von MNA möglich.

[7]     Ursachen dieser oft „suboptimalen“ Planungen war einerseits das Fehlen von Kenntnissen über die Notwendigkeit bestimmte Daten erheben zu müssen und andererseits Kostenrestriktionen durch die Auftraggeber der Ingenieurbüros.