Umweltverhalten kurzkettiger Alkylphenole und anderer löslicher organischer Stoffe

Diese Thematik ist Gegenstand mehrer Kooperationsprojekte zum Vorkommen und Verhalten kurzkettiger Alkylphenole (SCAP) in Grund-, Ab- und Prozesswässern. In diesem Rahmen konnte die Kompetenz zum Umweltverhalten dieser Stoffgruppe weiter ausgebaut werden. An nunmehr 14 Felduntersuchen, welche sich bezüglich ihrer Geologie und Hydrogeologie unterscheiden, konnte gezeigt werden, dass diese Phenole selbst Jahre nach Schließung der betroffenen Standorte im Grundwasser nachweisbar sind.

SCAP sind aufgrund ihres speziellen Adsorptionsverhaltens (Stufenisotherme) sehr mobile Schadstoffe und können sich je nach Konzentrationsbereich unretardiert mit Grundwasserabstandsgeschwindigkeit ausbreiten. Somit brachten auch Brunnen im weiteren Abstrom auf SCAP oft positive Befunde. An verschiedenen Standorten konnte demonstriert werden, dass daß SCAP die maximale Ausdehnung der organischen Schadstoffahne beschreiben. Adsorption konnte in keinem Fall als relevanter Natural Attenuation Prozess für diese Stoffgruppe identifiziert werden. In diesem Zusammenhang müssen aber auch Sanierungstechniken welche auf Adsorptionsmechanismen basieren, wie z.B. Pump & Treat, auf ihre Effizienz für SCAP hin überprüft werden. Ein erwarteter schneller Durchbruch der SCAP am Auslauf der Adsorberkolonnen könnte diese Methoden als sehr ineffektiv gestalten.

Wertvolle Informationen über den jeweiligen Standort konnten durch die Nutzung von SCAP als schadensherdeigene Tracer gewonnen werden. Dazu werden zwei Parameter (PCF und MPR) benutzt. Zum einen ist dies der PCF (Phenols Cresols Fraction), mit welchem SCAP vorwiegend als Verteilungstracer genutzt werden können, zum anderen ist dies der MPR (Meta-, Paracresol Ratio), welcher sich die Eigenschaft einiger SCAP zunutze macht, unter aeroben Bedingungen selektiv abgebaut zu werden. Damit können SCAP als Sauerstofftracer eingesetzt werden. Diese Parameter werden durch eine Vielzahl von Wechselwirkungen im Grundwasserleiter erzielt, weshalb durch sie eine Art Durchschnitt der Verhältnisse im Aquifer repräsentiert wird. Im weiteren Sinne lässt sich z.B. der PCF nutzen, um Aussagen zur Art und zum Alter des Schadensherdes sowie zur Charakterisierung der Schadstoffahne zu treffen.

Es konnte immer wieder gezeigt werden, dass sich der Phenolindex nicht zur selektiven Beschreibung der SCAP in Grundwasserverunreinigungen der Carbochemischen Industrie eignet. Alle SCAP reagieren mit verminderter Empfindlichkeit auf den Summenparameter. Para-Alkylphenole werden dabei gar nicht mit dem Phenolindex erfasst. Gleichzeitig existieren in den oben genannten Schadensfällen Verbindungen wie Aniline und Heterozyklen, welche ebenfalls mit dem Phenolindex erfasst werden, ohne dabei selbst Phenole zu sein. Daraus muss geschlussfolgert werden, dass der Summenparameter ein falsches Bild über die Verbreitung der SCAP in der Schadstoffahne zeichnet, weshalb sich auch keine Aussagen über die zukünftige Entwicklung der Kontamination ableiten lassen. Im weiteren eignet sich der Phenolindex nicht als Eingabeparameter für die Modellierung; jedoch kann der Phenolindex genutzt werden, um an einem unbekannten Standort erste Sondierungsuntersuchen durchzuführen.