Guter Grund

Ungewöhnlich an diesem Neubaugebiet sind die armdicken Metallrohre, die an vielen Stellen aus dem Boden ragen. Sie reichen mehrere Meter tief in den Erdboden bis hinab zum Grundwasser. Regelmäßig kommen Techniker vorbei, um hier Wasserproben zu nehmen, denn im Boden befanden sich lange Zeit unerwünschte Hinterlassenschaften der U. S. Army – Chlorkohlenwasserstoffe (CKW). Diese sind fettlöslich und wurden jahrzehntelang in der Textilreinigung oder zum Säubern von Maschinen verwendet, auch in der ehemaligen Pioneer-Kaserne.

Die Substanzen können für Menschen gesundheitsschädigende Folgen haben, wenn sie damit in Berührung kommen beispielsweise durch Gemüse, das mit belastetem Wasser gegossen wurde.

Bodenverunreinigungen stellen weltweit ein gewaltiges Problem dar. Nach Schätzung der Europäischen Umweltagentur sind allein in Europa rund 250.000 Flächen bekannt, die durch Altlasten verunreinigt sind. Hinzu kommen rund 1,8 Millionen Flächen, die im Verdacht stehen, kontaminiert zu sein.

Damit auf diesen Grundstücken neue Wohnungen oder moderne Gewerbe­gebiete entstehen können, sind aufwendige Vorarbeiten nötig. Dazu werden in Deutschland und anderen europäischen Ländern Altlasten bislang meist ausgebaggert und deponiert („dig and dump“). Alternativ wird das verschmutzte Grundwasser abgepumpt und gereinigt („pump and treat“). „Diese Verfahren machen rund 90 Prozent des Marktes aus“, sagt Mike Mueller, der hinter der Entwicklung von EHC Reagent steckt.

Auch in Hanau mussten die Verantwortlichen handeln, bevor die frühere Army-Fläche neu genutzt werden konnte. Besonders viel CKW gelangte dort über die Jahre durch eine Wäscherei in den Boden. Das Militär nutzte Reinigungsmittel, die diese Verbindungen enthielten, um die Kleidung der Soldaten zu reinigen. Auch ein paar Hundert Meter weiter bei den alten Werkstätten, wo früher Fahrzeugteile entfettet wurden, gelangten CKW ins Erdreich; insgesamt rund drei Tonnen.

Die Projektentwicklungsgesellschaft LEG Hessen-Hanau, die das Gelände vor einigen Jahren übernommen hatte, entschied, das 500.000 Quadratmeter große Areal umfassend zu sanieren. Unterstützt wurde sie vom Ingenieurunternehmen Aecom aus Frankfurt. „Im ersten Schritt haben wir Boden- und Grundwasserproben genommen, um die Größe des belasteten Bereichs zu ermitteln“, sagt Dr. Peter Martus, technischer Leiter bei Aecom. Die Untersuchung zeigte, dass das Grundwasser von Ost nach West unter dem ehemaligen Wäschereigebäude und dem ehemaligen Werkstattbereich hindurchfließt und die CKW als unterirdische Schadstofffahne sogar über das Kasernengelände hinaus verlagert. Der belastete Bereich war mit rund 11.000 Quadratmetern größer als ein Fußballfeld und bis zu 15 Meter mächtig.

Bei kleineren Altlasten wie etwa an Tankstellen lässt sich der Boden meist relativ einfach abtragen oder das belastete Grundwasser reinigen. Hier schieden beide Verfahren aus. Der Bodenaustausch bis in mehrere Meter Tiefe und in voller Breite wäre unwirtschaftlich gewesen. Eine Pump-and-Treat-Behandlung hätte viele Jahre gedauert. Zudem hätte man das strenge Sanierungsziel vermutlich nicht erreicht. Peter Martus schlug deshalb ein alternatives Verfahren vor: die Reinigung des Bodens an Ort und Stelle („in situ“). Dabei werden Substanzen in den Boden gepresst, die Schadstoffe zerstören oder binden und dadurch unschädlich machen.

EHC Reagent besteht aus zwei umweltfreundlichen und nachhaltigen Hauptinhaltsstoffen: grobem Eisenpulver, das aus Metallschrott hergestellt wird, und pflanzlichen Fasern, die bei der Produktion von Pferdefutter anfallen. Hinzu kommt ein Verdickungsmittel. Rührt man EHC Reagent mit Wasser an, entsteht eine dickflüssige Masse, die sich gut ins Erdreich pumpen lässt. Die Kombination von Kohlenstoff aus den Futterresten und elementarem Eisen verleiht dem Produkt eine besondere Eigenschaft: Es greift die giftigen Chlorkohlenwasserstoff-Moleküle auf mehreren Wegen an und baut sie so gründlich ab.

Angesichts der enormen Größe des Geländes tasteten sich die Partner in Hanau langsam voran: In einer Pilotphase wurde zunächst im besonders stark belasteten Bereich um die ehemalige Wäscherei EHC Reagent in den Boden gepumpt. „Wir wollten sehen, wie stark die CKW tatsächlich abgebaut werden“, sagt Bures. Nachdem die Injektion der EHC-Masse abgeschlossen war, nahmen Mitarbeiter von Aecom regelmäßig Grundwasserproben. Nach einigen Monaten konnten sie erkennen, dass die CKW-Moleküle durch die biologischen und chemischen Reaktionen im Boden von den Chloratomen befreit, also dechloriert, wurden. Später waren im Grundwasser als Abbauprodukte nur noch kleine Kohlenstoffverbindungen, Chlorid und Wasser nachweisbar. „Das ist ein großer Erfolg“, sagt Bures. Anschließend wurden Injektionsbohrungen im gesamten belasteten Areal durchgeführt. Wie die Grundwasseranalysen zeigen, sind die CKW inzwischen fast überall in den sanierten Bereichen abgebaut.

Bures gehört zu den Entwicklern des Injektionsverfahrens, bei dem ein Bohrgestänge langsam in den Untergrund geschlagen wird. Etwa alle 50 bis 75 Zenti­meter wird der Vortrieb gestoppt und über das Rohr EHC Reagent ins Erdreich gepresst.

Der Druck erweitert den Porenraum im Untergrund, sodass sich die Masse in einem Radius von bis zu fünf Metern um das Bohrloch verteilt. Im Pioneer Park wurden insgesamt 200 Tonnen EHC Reagent in den Boden gebracht. Nach und nach hat es die CKW-Moleküle zerstört, sodass das Grundwasser, das heute den Bereich durchströmt, keine Schadstoffe mehr mit sich trägt. Da die EHC-Reagent-Suspension zähflüssig ist, kann das Grundwasser sie nicht fortspülen. Sie bleibt für mehrere Jahre an Ort und Stelle.

Mit der Evonik-Lösung lassen sich selbst die strengsten Vorgaben erfüllen. Da sich in direkter Nachbarschaft des Pioneer Parks eine Trinkwasserentnahmestelle befindet, haben die zuständigen Behörden einen CKW-Höchstwert von 20 Mikrogramm pro Liter Wasser vorgegeben. Das entspricht Trinkwasserqualität. Normalerweise werden für städtische Bereiche Grenzwerte von einigen 100 Mi­kro­gramm als Sanierungsziel festgelegt. Die Wasserproben, die regelmäßig auf dem Gelände genommen werden, zeigen, dass die 20 Mikrogramm in weiten Teilen bereits unterschritten werden. An insgesamt 140 Stellen werden auch in den kommenden Jahren regelmäßig Messungen vorgenommen.

Manche Investoren und Behördenvertreter tendierten noch immer dazu, den kontaminierten Boden wegzuschaffen, berichtet Mueller. Die Vorstellung, die Schadstoffe im Untergrund zu behandeln, sei manchen nicht geheuer. Doch mittlerweile konnte der Amerikaner die zuständigen Ämter in mehreren Bundesländern davon überzeugen, dass EHC Reagent eine sinnvolle Alternative ist. Inzwischen wurde es europaweit in mehr als 200 Projekten eingesetzt.

Bislang wird das Grundwasser permanent abgepumpt, um zu verhindern, dass es Arsen über das Werksgelände hinausträgt. Das Pumpen kostet jedoch eine Menge Energie. Zudem müssen die Pumpen regelmäßig gewartet werden. „Nach Abwägung verschiedener Varianten und intensiver Konzeptabstimmung mit der zuständigen Behörde und unserem Umweltgutachter haben wir uns entschlossen, eine In-situ-Maßnahme einzusetzen. Das ist die nachhaltigere Sicherungsmethode“, sagt Endres. Wie zuvor auf dem Pioneer-Park-Gelände werden derzeit Injektionsbohrungen durchgeführt. Zum Einsatz kommen in Hanau allerdings andere Produkte: Geoform ER und Metafix, zwei Reagenzien, die im Untergrund geeignete geochemische Bedingungen zur Immobilisierung des Arsens schaffen.