Inverser Säulenversuch zur Beurteilung der Auswirkungen von Bodeninjektionsmitteln auf Boden und Grundwasser: Laborvergleichsuntersuchung und ökotoxikologische Bewertung am Beispiel von Polyacrylaten/Acrylatgelinjektionen

Abstract

Kenntnisse über das Auslaugverhalten von Bauprodukten sind für die objektive Bewertung eines möglichen Gefährdungspotenzials mobilisierbarer umweltrelevanter Stoffe erforderlich. Aus diesem Grund sind praxisnahe Eluatherstellungen vorgesehen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Methode zur Beurteilung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser - Säulenversuch mit umgekehrter Fließrichtung – mit Hilfe der Durchführung einer Laborvergleichsuntersuchung auf ihre Qualität hin zu überprüfen und weiter zu entwickeln. Darüber hinaus sollte der Einfluss der Verwendung von deionisiertem Wasser auf die Freisetzung von mobilisierbaren Inhaltsstoffen untersucht werden. Um die Vergleichbarkeit des Elutionsverfahrens zu prüfen, wurde deshalb eine Vergleichsuntersuchung mit 3 Laboren organisiert und durchgeführt. Die ermittelten Vergleichsvariationskoeffizienten ergaben gute Reproduzierbarkeiten für die untersuchten Parameter, mit Vergleichsvariationskoeffizienten ≤ 25 %. Als wichtige Einflussfaktoren auf die Vergleichbarkeit des Verfahrens konnten die Form der gebildeten Probekörper und die unterschiedlichen Leitfähigkeiten der Elutionsmittel (Trinkwässer) identifiziert werden. In den Untersuchungen zur Auswirkung von Polyacrylaten auf Böden und Grundwasser zeigte das hier untersuchte Polyacrylat einen eng begrenzten Austrag an Inhaltsstoffen, der bereits nach weniger als 24 h das Niveau des Ausgangswertes wieder erreichte. In den durchgeführten terrestrischen und aquatischen Tests traten geringe Beeinträchtigungen auf. Die freigesetzten Inhaltsstoffe sind leicht biologisch abbaubar, so dass davon ausgegangen werden kann, dass keine langfristige Beeinträchtigung vorliegt. Die Versuche mit deionsiertem Wasser zeigten im Vergleich zu den Trinkwasserelutionen eine wesentlich höhere Freisetzung an. Im Durchschnitt lag diese bei über 200 %. Die durch das deionsierte Wasser hervorgerufenen Unterschiede im Vergleich zur Kontrolle wirkten sich auch auf die ökotoxikologischen Untersuchungsergebnisse aus.

Knowledge of the leaching behaviour of construction materials is necessary for the assessment of environmentally hazardous substances. For this reason leaching tests are intended. The objective of the thesis was the testing of the inverse elution method (Percolation method) in a laboratory comparison test for creating the basis of standardisation of the elution procedure. Furthermore the impact of demineralised water on the release of mobilizable substances should be examined. The comparison analysis regarding the standardisation of the inverse column elution was performed in three laboratories. The results of the laboratory comparison test showed acceptable reproducibility of the parameters for polyacrylate (injection) and cement glue (installation), with variation coefficients beyond 25 %. The form of the created construction samples and the different conductivities of eluents (drinking waters) were identified for having the most important influence on the comparability of the procedures. The investigations concerning the assessment of impacts of polyacrylate on soils and groundwater resulted in a closely limited discharge reaching the level of the initial value after less than 24 h again. Ecotoxicological tests mostly showed a low adverse effect. Only alga test indicated a high risk potential. But since the substances are easy degradable a long term impact is not expected. The leaching tests with demineralised water indicated a substantially higher release compared to the elution with drinking water of more than 200%. The higher release rates resulted in higher effects on ecotoxicological tests, too.