Erkundung und Sanierung eines Acrylnitril-Schadens

Auftraggeber:	DB Netz AG, Niederlassung Nord
Gutachter und Fachbauleitung:	GEO-data GmbH, Garbsen
Ausführungszeitraum:	Februar 2002 bis heute

Löscharbeiten Schadenshistorie:

Im Februar 2002 kam es auf dem Rangierbahnhof in Osnabrück zu einem Gefahrgutunfall. Bei dem Unfall wurde ein mit Acrylnitril (ACN) befüllter Kesselwagen mit 65 m³ Inhalt beschädigt und geriet in Brand.

Die Brandbekämpfung erfolgte mit Löschschaum und etwa 3 Mio. Liter Wasser zur Kühlung der Waggons.

Die in den Untergrund eingedrungene Acrylnitril-Menge wurde auf einige 10.000 l geschätzt. Eine genaue Mengenbestimmung war nicht möglich, da die verbrannten bzw. verdunsteten Acrylnitril-Anteile nicht rekonstruierbar waren.

Aufgrund der toxikologischen Eigenschaften von Acrylnitril und des nur 50 m von der Unfallstelle entfernten Vorfluters “Neue Hase” wurden im Anschluss an die Brandbekämpfung sofort Untersuchungen zur Erkundung und Sanierung des Acrylnitril-Schadens eingeleitet.

Stoffeigenschaften von Acrylnitril

farblose Flüssigkeit mit hoher Flüchtigkeit
relativ gute Wasserlöslichkeit
leichte Brennbarkeit und Explosionsgefahr
breites Schädigungsspektrum bis zum akuten Tod
krebserzeugend

Zielstellung

Durch das in den Untergrund eingedrungene Acrylnitril sind die ungesättigte Bodenzone im Bereich der Unfallstelle und insbesondere das Grundwasser massiv kontaminiert worden. Neben der Sanierung dieser Schutzgüter war das vorrangige Ziel, den in unmittelbarer Nähe von der Unfallstelle verlaufenden Vorfluter Neue Hase schnellstmöglich vor anströmendem Acrylnitril-belasteten Grundwasser zu schützen.

Fachgutachterliche Aufgaben

Aufbau der Laboranalytik für die Medien Luft, Boden und Wasser
beweissichernde Messungen der Umgebungsluft
Erstellung eines “Frühwarnsystems” zur Beobachtung der Grundwasser-Schadstofffahne
Aufbau einer Brunnengalerie zum Schutz des Vorfluters “Neue Hase”
Entwicklung einer Methode zur Grundwasser-Behandlung
toxikologische Bewertung und Grenzwertbetrachtung in Zusammenarbeit mit dem Niedersächsischen Landesamt für Ökologie (NLÖ)
Kartierung des Imprägnationskörpers
Sanierung der ungesättigten Bodenzone

- Bereits wenige Wochen nach der Kesselwagenhavrie war das Grundwasser auf einer Fläche von etwa 3.000 m² kontaminiert.
- Entscheidend für die Ausbreitung der Schadstofffahne war die hohe Menge des eingesetzten Löschwassers und die relativ gute Wasserlöslichkeit von Acrylnitril.
- Mittels einer Brunnengalerie wurde die hydraulische Sicherung des in nur 50 m entfernten Vorfluters Neue Hase aufgenommen.
- Mit Hilfe dieser Schutzbepumpung konnte verhindert werden, dass Acrylnitril-belastetes Grundwasser in den Vorfluter strömt.

Schema Grundwasserbehandlungsanlage Grundwasserbehandlungsanlage

Zur hydraulischen Sanierung des Acrylnitril-Schadens wurde - nach mehreren Labor- und Feldversuchen sowie dem mehrmonatigen Betrieb einer Grundwasserversuchsanlage - von der Fa. Züblin UmwelttechnikGmbH eine speziell für diesen Schadensfall konzipierte Grundwasserbehandlungsanlage entwickelt.

Die Hauptreinigungsstufe der Grundwasserbehandlungsanlage besteht aus einem 30 m³ großen Bioreaktor, in den Acrylnitril mit einer Reinigungsleistung von 99% abgebaut wird. Dem Bioreaktor sind drei Aktivkohle-Behälter nachgeschaltet.

Mikrobiologische Abbauprozesse

Etwa ein Jahr nach Schadenseintritt wurde die hydraulische Sanierungs-maßnahme und damit der Schutz des Vorfluters Neue Hase durch natürliche mikrobiologische Prozesse im Grundwasserleiter entscheidend unterstützt. Dabei wird Acrylnitril zu Acrylsäure und über die weiteren Zwischenprodukte Propion- und Essigsäure vollständig biologisch abgebaut.

Als Folge dieser natürlichen Abbauprozesse hat sich im Grundwasserleiter zeitweise ein überwiegend anaerobes, hydrochemisches Milieu eingestellt, so dass u. a. Stickstoff-, Schwefel- und Eisenverbindungen redoxchemisch reduziert wurden. Mit fortschreitenden mikrobiellen Abbau von Acrylnitril wurden daher erhöhte Gehalte an Ammonium im Grundwasser nachgewiesen.

Mittlerweile haben sich im Grundwasserleiter wieder die ursprünglichen

Sanierungszielwerte

Grundwasser	Ammonium	5 mg/l
Neue Hase	Ammonium	< 1 mg/l
	Ammoniak	0,025 mg/l
	Nitrit	0,2 mg/l

Die natürlichen mikrobiologischen Selbstreinigungsvorgänge im Grundwasserleiter (NA-Potenzial) haben die hydraulische Sanierungsmaßnahen entscheidend verkürzt.
Binnen weniger Jahre konnte der Acrylnitril-Schaden vollständig saniert werden.
Während der gesamten Zeit konnte der Schutz des Vorfluters Neue Hase sichergestellt werden.