Thermisch induzierte Kapillarmigration von chemischen und biologischen Agenzien in geringdurchlässigen Böden

Die Sanierung von kohlenwasserstoff-kontaminierten Standorten ist national und international von großer Bedeutung, da diese einen Großteil der Kontamination in Österreich, Europa und weltweit ausmachen. Häufig ist an diesen Standorten ein alluvialer heterogener Schichtaufbau vorhanden, welcher geringdurchlässige Schichten, wie Ton- bzw. Schlufflinsen, beinhaltet. Hierdurch ist die Sanierung durch konventionelle Sanierungsmethoden oft sehr begrenzt, da die Erreichbarkeit des Schadenherdes durch die geringdurchlässige Bodenmatrix limitiert ist. Demnach ist ein Forschungsbedarf für die Entwicklung von neuen Methoden zur Sanierung von Kohlenwasserstoffen in geringdurchlässigen Bodenstrukturen vorhanden, um mit effizienteren Sanierungsmethoden den Abbauerfolg von Kohlenwasserstoffen in gering permeablen Böden zu steigern. In dieser Masterarbeit wurde aufgrund des vorhandenen Forschungsbedarfes eine neue Methode zur Sanierung von Kohlenwasserstoffen in einer geringdurchlässigen Bodenmatrix untersucht. Das Ziel war, anhand einer thermisch induzierten Fluidmigration eine homogene Ausbreitung von chemischen und biologischen Oxidationsmitteln in einer gering permeablen kohlenwasserstoff-kontaminierten Bodenschicht zu erreichen, um einen biotischen und abiotischen Abbau der Kohlenwasserstoffe zu erzielen. Dazu wurde in einem Versuchsreaktor zuerst anhand von Wärmequellen die kapillare Saugspannung im Boden thermisch erhöht und anschließend eine wässrige Lösung aus Permanganat und Nitrat appliziert. Die Ergebnisse der Reichweiten der Fluidmigration sollen hierbei als Dimensionierungsparameter für spätere Feldanwendungen dienen, um Kohlenwasserstoffe in geringdurchlässigen Schichten mit der untersuchten Sanierungsmethode effizienter abzubauen. Die Resultate zeigten eine langsamere Ausbreitung der applizierten Lösung als zu Beginn erwartet. Jedoch konnte gezeigt werden, dass die induzierte Fluidmigration deutlich über einer rein diffusen Ausbreitung dominiert. Die Ausbreitungsfront der wässrigen Lösung konnte eine Reichweite von 170 cm in 70 Tagen erzielen. Die homogene Ausbreitung der Nitratkonzentration im Bodengefüge wurde retardiert beobachtet, wobei die 100%ige Einbringungseffizient der Nitratlösung in den Porenräumen bei 40 cm Entfernung zur Applikationsquelle festgestellt werden konnte. Das Ziel einer homogenen Ausbreitung der wässrigen Lösung wurde daher erreicht, eine homogene Verbreitung der Nitratkonzentration im Versuchsreaktor konnte im Versuchszeitraum jedoch nicht erzielt werden