Einführung

Mit dem neuen Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG, 17.03.98) sowie der daraufhin erlassenen neuen Bundesbodenschutzverordnung (BbodSchV, 17.07.99) ist für die Gefährdungsabschätzung von Altlasten und Verdachtsflächen eine Sickerwasserprognose vorgesehen. Mit der Sickerwasserprognose soll ein zu erwartender Schadstoffeintrag über das Sickerwasser in das Grundwasser abgeschätzt werden. Der methodische Ansatz soll die Konzentrationen und Frachten im Übergangsbereich von der ungesättigten zur wassergesättigten Zone des Bodens bewerten. Für organische Stoffe ist ein Säulenversuch oder ein Lysimeterversuch vorgesehen (BBodSchV 3.2.1).
Lysimeter sind Geräte, die geeignet sind, Sickerwasser im Boden aufzufangen und für eine chemische Analyse bereit zu stellen. Lysimeter werden in unterschiedlichen Grössen gebaut und in den Boden eingesetzt. Sie fangen das Bodensickerwasser über einen definierten Querschnitt in einer definierten Tiefe auf.

Lysimeter emc-L1 und emc-LU für die Sickerwasserprognose

Die emc GmbH hat für den Routineeinsatz nach BBodSchV die Kleinlysimeter emc-L1 sowie emc-LU entwickelt.
Durch den Einsatz dieser Lysimeter wird der Stofftransport im Boden unter den natürlichen Bedingungen erfasst. Der Boden kann nahezu ungestört in das Lysimeter eingebaut und unter Feldbedingungen (Niederschlag, Sickerung, Temperatur) beobachtet werden. Durch die Größe des Lysimeters ist auch der Wasser- und Stofftransport auf bevorzugten Fliesswegen erfassbar (abhängig von Bodenstruktur, Sekundärporen, Makroporen).

Das Lysimeter emc-L1 wird durch die Wahl spezieller Filter auf die Bodenart abgestimmt, so dass der Feinboden nicht ausgeschwemmt werden kann. Durch geeignete Cut-Off Filter können auch die kolloidal-gebundenen Schadstoffe untersucht werden.

Als besondere Variante ist ein Unterdruck-Lysimeter emc-LU lieferbar. Beim Unterdruck-Lysimeter wird als untere Randbedingung ein Unterdruck über den Filter angelegt. Der Unterdruck kann über das Matrix-Potential des Bodens gesteuert werden und liegt somit immer leicht unter der aktuellen Saugspannung.

Abbildung 1: Ansicht des Lysimeters emc-L1

Zur Untersuchung des Verhaltens von Stoffen, die in den Boden eingetragen werden, wird das Lysimeter ebenerdig oder oberflächennah eingebaut. Insbesondere für die Altlastenproblematik kann das Lysimeter auch unter einer kontaminierten Bodenzone platziert werden, um kontaminiertes Sickerwasser auffangen zu können.

Abbildung 2+3: Lysimeter emc-L1 im ebenerdigen Einbau

Abbildung 4: emc-L1 im unterirdischen Einbau

Beregner für die Lysimeter emc-L1 und emc-LU

Häufig ist bei Lysimeter-Untersuchungen eine künstliche Beregnung des Lysimeters vorgesehen, um eine definierte Niederschlagssituation zu simulieren oder um den natürlichen Niederschlag zu erhöhen. Für diesen Zweck hat die emc GmbH einen Beregner für die Lysimeter emc-L1 und emc-LU entwickelt.

Abbildung 5 und 6: Beregner für Lysimeter emc-L1 und emc-LU

Planung, Einbau und Betrieb

Planung, Einbau sowie Betrieb von Lysimetern erfordern fundierte Fachkenntnisse und muß sorgfältig auf die jeweilige Fragestellung abgestimmt werden.
Die technische Ausführung des Lysimeters ist an die Bodenart und Fragestellung anzupassen, um einen Austrag des Feinkornes zu vermeiden. Als Material kommt entweder nur Edelstahl oder Edelstahl kombiniert mit inerten Kunsstoffen für spezielle Filter zum Einsatz. Die Einbautiefe und der Probenahmeplan ist auf Fragestellung und Standortgegebenheiten abzustimmen.
Während des Einbaus ist der Boden zur weiteren Interpretation der Ergebnisse gemäss Kartieranleitung KA4 bodenkundlich anzusprechen, ausserdem sind Proben für chemische und physikalische Analysen zu gewinnen.  Nach dem Einbau der Lysimeter wird das ursprüngliche Gelände wieder hergestellt.
Das Sickerwasser wird an den Probenahmeterminen aus der Flasche im Kontrollschacht abgezogen.

Bei speziellen Standortgegebenheiten (z.B. besonders tief liegende Kontaminationen) lässt sich die Sickerwasserprognose an Bodensäulen durchführen, die ungestört z.B. aus Bohrkernen gewonnen wurden. Dazu bietet die emc GmbH weitere Dienstleistungen und Labortechnik, insbesondere die emc-Laborbodensäulenanlage an.

 
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