umwelt-online: Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (3)
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3.1.2 Extraktion, Elution
Königswasserextrakt
Die Bestimmung des Gehaltes an anorganischen Schadstoffen zum Vergleich der Schadstoffaufnahme auf dem Wirkungspfad Boden - Mensch mit den Werten nach Anhang 2 Nummer 1 mit Ausnahme der Cyanide, für den Wirkungspfad Boden - Nutzpflanze auf Ackerbauflächen und in Nutzgärten bezüglich Arsen und Quecksilber nach Anhang 2 Nummer 2.2 und für den Wirkungspfad Boden - Nutzpflanze auf Grünland nach Anhang 2 Nummer 2.3 sowie hinsichtlich der Vorsorgewerte nach Anhang 2 Nummer 4.1 erfolgt aus dem Königswasserextrakt nach DIN ISO 11466: 06.97 aus aufgemahlenen Proben (Korngröße < 150 µm).
Ammoniumnitratextraktion
Der Ammoniumnitratextrakt nach DIN 19730: 06.97 ist zur Ermittlung der Gehalte anorganischer Schadstoffe für die Bewertung der Schadstoffe im Wirkungspfad Boden - Nutzpflanze auf Ackerbauflächen und in Nutzgärten im Hinblick auf die Pflanzenqualität bezüglich Cadmium, Blei und Thallium nach Anhang 2 Nummer 2.2 sowie auf Ackerbauflächen im Hinblick auf Wachstumsbeeinträchtigungen bei Kulturpflanzen nach Anhang 2 Nummer 2.4 anzuwenden und kann zur Abschätzung von anorganischen Schadstoffkonzentrationen im Sickerwasser nach Nummer 3.3 dieses Anhangs eingesetzt werden.
Extraktion organischer Schadstoffe
Die Bestimmung des Gehaltes an organischen Schadstoffen zum Vergleich der Schadstoffaufnahme auf dem Wirkungspfad Boden - Mensch mit den Werten nach Anhang 2 Nummer 1.2 sowie hinsichtlich der Vorsorgewerte nach Anhang 2 Nummer 4.2 erfolgt aus den in Nummer 3.1.3, Tabelle 5 angegebenen Bodenextrakten. Sollen andere Verfahren angewendet werden, ist dies zu begründen und nachzuweisen, daß deren Ergebnisse mit den Ergebnissen der oben angegebenen Verfahren gleichwertig oder vergleichbar sind.
Elution mit Wasser
Für die Herstellung von Eluaten mit Wasser zur Abschätzung von Schadstoffkonzentrationen im Sickerwasser nach Nummer 3.3 dieses Anhangs sind die in Tabelle 2 angegebenen Verfahren anzuwenden.
Tabelle 2: Verfahren zur Herstellung von Eluaten mit Wasser
| Verfahren | Verfahrenshinweise | Methode |
| anorganische Stoffe | ||
| Bodensättigungsextrakt | Verfahren siehe (1) | |
| Elution mit Wasser | - Probenmasse unter Berücksichtigung der Trockenmasse nach DIN 38414-2: 11.85 bzw. nach DIN ISO 11465: 12.96 - Filtration siehe (2) | DIN 38414-4: 10.84 |
| organische Stoffe | ||
| Säulen- oder Lysimeterversuch | Die zu erwartende Geschwindigkeit, mit der sich stoffspezifisch die Gleichgewichtskonzentration einstellt, ist zu beachten. | |
(1) Gewinnung des Bodensättigungsextraktes:
Zur Vorbereitung wird der Bodenprobe in einem Polyethylen-Gefäß langsam soviel bidestilliertes Wasser zugegeben, daß sie vollständig durchfeuchtet ist. Die benötigte Menge an Wasser zur Vorbefeuchtung ist bodenartabhängig und sollte ungefähr der Feldkapazität entsprechen. Bei sandigen Proben wird von ca. 25 %, bei lehmig/schluffigen Proben von ca. 35 % und bei tonigen Proben von ca. 40 % der Einwaage lufttrockenen Bodens ausgegangen. Die zugegebene Wassermenge ist gravimetrisch zu erfassen und zu notieren. Die Probe wird gut vermischt und unter Verdunstungsschutz 24 h bei 5 °C stehengelassen.
Zur Herstellung des Bodensättigungsextrakts wird das vorbefeuchtete Bodenmaterial in Zentrifugenbecher überführt. Bidestilliertes Wasser wird unter ständigem Rühren langsam zugegeben, bis die Fließgrenze erreicht ist (Bildung einer glänzenden Oberfläche und Zerfließen einer Spachtelkerbe). Bei tonigen Proben muß 15 min bis zum Abschluß der Quellung gewartet und gegebenenfalls Wasser nachgegeben werden. Die zugegebene Wassermenge wird gravimetrisch erfaßt und die Bodenpaste mit einem Glasstab verrührt. Die Bodenpaste ist zur Gleichgewichtseinstellung 24 h im Kühlschrank oder -raum bei 5 °C unter Verdunstungsschutz aufzubewahren.
Aus der Einwaage lufttrockenen Bodens und zweimaliger Wasserzugabe wird das Boden, Wasser-Verhältnis berechnet. Dabei ist der Wassergehalt der lufttrockenen Probe an einem Aliquot separat zu erfassen (Trocknung bei 105 °C bis zur Gewichtskonstanz) und rechnerisch zu berücksichtigen.
Zur Gewinnung der Gleichgewichtsbodenlösung erfolgt die Zentrifugation in einer Kühlzentrifuge für 30 min. Die überstehende Lösung wird dekantiert und zur Abtrennung suspendierter Partikel in zuvor gewogene Polyethylen- Weithalsflaschen mittels Unterdruck membranfiltriert. Die Filtratmenge ist gravimetrisch zu bestimmen. Die Lösungen sind durch Zugabe von 10 Volumenanteilen Salpetersäure (c = 5 mol/l) zu stabilisieren, wobei die Säurezugabe bei der Auswertung von Meßergebnissen und der Erstellung von Kalibrierlösungen zu berücksichtigen ist.
(2) Filtrationsschritt:
Verwendet wird eine Druckfiltrationseinheit für Membranfilter (142 mm Durchmesser, medienführende Teile aus PTFE) mit einem Membranfilter mit 0,45 µm Porenweite. Bei Nutzung abweichender Geräte ist das zu filtrierende Volumen entsprechend der Filterfläche zu verändern; das Verhältnis von filtrierendem Volumen und Filterfläche ist einzuhalten.
Nach dem Schütteln ist die Suspension ca. 15 min zur Sedimentation der gröberen Partikel stehenzulassen. Die überstehende Flüssigkeit ist Im Zentrifugenbecher weitestgehend zu dekantieren. Die Zentrifugation erfolgt für 30 min mit 2000 g. Danach erfolgt das weitestgehend vollständige Dekantieren der überstehenden Flüssigkeit In die Membrandruckfiltrationsapparatur. Nach 5 min druckloser Filtration wird zur Beschleunigung der Filtration ein Druck von 1 bar angelegt. Haben nach 15 min weniger als zwei Drittel des Eluats das Filter passiert, wird der Druck auf 2 bar erhöht. Falls erforderlich, wird der Druck nach weiteren 30 min auf 3,5 bar erhöht. Die Filtration wird solange fortgesetzt, bis der gesamte Überstand der Zentrifugation des Filter passiert hat. ist die Filtration nach 120 min noch unvollständig, wird sie abgebrochen und mit dem unvollständigen Filtrat weitergearbeitet.
3.1.3 Analysenverfahren
Böden, Bodenmaterial und Sonstige Materialien
Die Analyse von Böden, Bodenmaterial und gegebenenfalls von Sonstigen Materialien ist nach den in den Tabellen 3 bis 5 aufgeführten Untersuchungsverfahren auszuführen.
Sollen unter Nennung der Gründe andere Verfahren angewendet werden, ist nachzuweisen und zu dokumentieren, daß deren Ergebnisse mit den Ergebnissen der in den Tabellen 3 bis 5 angegebenen Verfahren gleichwertig oder vergleichbar sind. Inwieweit einzelne Verfahren insbesondere auch unter den unter Nummer 4.2 genannten Gesichtspunkten anwendbar sind, ist im Einzelfall zu prüfen. Die Schadstoffgehalte sind auf Trockenmasse (105 °C) zu beziehen. Sie müssen in der gleichen Einheit wie die entsprechenden Prüf-, Maßnahmen- und Vorsorgewerte in Anhang 2 angegeben werden.
Tabelle 3: Analyse physikalisch-chemischer Eigenschaften
| Untersuchungsparameter | Verfahrenshinweise | Methode |
| Bestimmung der Trockenmasse | feldfrische oder luftgetrocknete Bodenproben | DIN ISO 11465: 12.96 |
| Organischer Kohlenstoff und Gesamtkohlenstoff nach trockener Verbrennung | luftgetrocknete Bodenproben | DIN ISO 10694: 08.96 |
| pH-Wert (CaCl2) | Suspension der feldfrischen oder luftgetrockneten Bodenprobe in CaCl2-Lösung; c(CaCl2): 0,01 mol/l | DIN ISO 10390: 05.97 |
| Korngrößenverteilung | 1) "Fingerprobe" im Gelände*) | Bodenkundliche Kartieranleitung, 4. Auflage, 1994; DIN 19682-2: 04.97 |
| 2) Siebung, Dispergierung, Pipett-Analyse*) | E DIN ISO 11277: 06.94 DIN 19683-2: 04.97 | |
| 3) Siebung, Dispergierung, Aräometermethode | DIN 18123: 11.96 E DIN ISO 11277: 06.94 | |
| Rohdichte | Trocknung einer volumengerecht entnommenen Bodenprobe bei 105 °C, rückwiegen | E DIN ISO 11272: 01.94 DIN 19683-12: 04.73 |
| *) Empfohlene Methoden. | ||
Tabelle 4: Analyse anorganischer Schadstoffgehalte
| Untersuchungsparameter | Verfahrenshinweise | Methode |
| Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Tl, Zn | AAS | E DIN ISO 11047: 06.95 |
| As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Tl, Zn | ICP-AES (ICP-MS möglich) Berücksichtigung von spektralen Störungen bei hohen Matrixkonzentrationen erforderlich | DIN EN ISO 11885: 04.98 |
| Arsen (As) | ET-AAS | In Analogie zu E DIN ISO 11047: 06.95 |
| Hydrid-AAS | DIN EN ISO 11969: 11.96 | |
| Quecksilber (Hg) | AAS-Kaltdampftechnik Bei der Probenvorbehandlung darf die Trocknungstemperatur 40 °C nicht überschreiten | DIN EN 1483: 08.97 Reduktion mit Zinn(II)-chlorid oder NaBH4 |
| Chrom (VI) | 1) Extraktion mit phosphatgepufferter Aluminiumsulfatlösung | Spektralphotometrie DIN 19734: 01.99 |
| 2) Elution mit Wasser, Abtrennung von Cr(III), Bestimmung von löslichem Cr(VI) in Böden | DIN 38405 -24: 05.87 | |
| Cyanide | E DIN ISO 11262: 06.94 | |
| *) Empfohlene Methode. | ||
Tabelle 5 Analyse organischer Schadstoffgehalte 17
| Untersuchungsparameter | Verfahrenshinweise | Methode |
| Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK): 16 PAK (EPA) Benzo(a)pyren | 1) Soxhlet-Extraktion mit Toluol, chromatographisches Clean-up; Quantifizierung mittels GC-MS*) | Merkblatt Nr. 1 des LUA-NRW, 1994*) |
| 2) Extraktion mit Tetrahydrofuran oder Acetonitril; Quantifizierung mittels HPLC-UV/DAD/F*) | Merkblatt Nr. 1 des LUA -NRW, 1994*) | |
| 3) Extraktion mit Aceton, Zugeben von Petrolether, Entfernung des Acetons, chromatographische Reinigung des Petroletherextraktes, Aufnahme in Acetonitril; Quantifizierung mittels HPLC-UV/DAD/F | E DIN ISO13877: 06.95 | |
| 4) Extraktion mit einem Wasser/ Aceton/Petrolether-Gemisch in Gegenwart von NaCl; Quantifizierung mittels GC/MS oder HPLC-UV/DAD/F | VDLUFA-Methodenbuch, Band VII; Handbuch Altlasten Bd. 7, LfU HE | |
| Hexachlorbenzol | Extraktion mit Aceton/Cyclohexan-Gemisch oder Aceton/Petrolether, ggf. chromatographische Reinigung nach Entfernen des Acetons; Quantifizierung mittels GC-ECD oder GC-MS | E DIN ISO 10382: 02.98 |
| Pentachlorphenol | Soxhlet-Extraktion mit Heptan oder Aceton/Heptan (50: 50); Derivatisierung mit Essigsäureanhydrid; Quantifizierung mittels GC-ECD oder GC-MS | E DIN ISO 14154: 10.97 |
| Aldrin, DDT, HCH-Gemisch | 1) Extraktion mit Petrolether oder Aceton/Petrolether-Gemisch, chromatographische Reinigung; Quantifizierung mittels GC-ECD oder GC-MS*) | E DIN ISO 10382: 02.98*) |
| 2) Extraktion mit Wasser/Aceton/ Petrolether-Gemisch; Quantifizierung mittels GC-ECD oder GC-MS | VDLUFA-Methodenbuch, Band VII | |
| Polychlorierte Biphenyle (PCB): 6 PCB-Kongenere (Nr. 28, 52, 101, 138, 153, 180 nach Ballschmiter) | 1) Extraktion mit Heptan oder Aceton/ Petrolether, chromatographische Reinigung; Quantifizierung mittels GC-ECD (GC-MS möglich) | E DIN ISO 10382: 02.98 |
| 2) Soxhlet-Extraktion mit Heptan, Hexan oder Pentan, chromatographische Reinigung an AgNO3/ Kieselgelsäule; Quantifizierung mittels GC-ECD (GC-MS möglich) | DIN 38414-20: 01.96 | |
| 3) Extraktion mit einem Wasser/ Aceton/ Petrolether-Gemisch in Gegenwart von NaCl; Quantifizierung mittels GC-ECD (GC-MS möglich) | VDLUFA-Methodenbuch, Band VII | |
| Polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane | Soxhlet-Extraktion gefriergetrockneter Proben mit Toluol, chromatographische Reinigung; Quantifizierung mittels GC-MS | nach Klärschlammverordnung unter Beachtung von DIN 3841 4-24:2000-10 |
| *) Empfohlene Methode. | ||
Eluate und Sickerwasser
Die analytische Bestimmung der anorganischen Stoffkonzentrationen in Eluaten und Sickerwasser ist nach den in Tabelle 6 aufgeführten Analyseverfahren durchzuführen, die Bestimmung der organischen Stoffkonzentrationen im Sickerwasser erfolgt nach den in Tabelle 7 genannten Methoden.
Sollen unter Nennung der Gründe andere Verfahren angewendet werden, ist nachzuweisen, daß deren Ergebnisse mit den Ergebnissen der in Tabelle 6 und 7 angegebenen Verfahren gleichwertig oder vergleichbar sind.
Tabelle 6: Bestimmung der Konzentration anorganischer Schadstoffe in Eluaten und Sickerwasser
| Untersuchungsparameter | Verfahrenshinweise | Methode |
| As, Cd, Cr, Co, Cu, Mo, Ni, Pb, | ICP-AES | Auf der Grundlage |
| Sb, Se, Sn, Tl, Zn | (ICP-MS möglich) | DIN EN ISO 11885: 04.98*) |
| Arsen (As), Antimon (Sb) | Hydrid-AAS | DIN EN ISO 11969: 11.96 |
| Blei (Pb) | AAS | DIN 38406-6: 07.98 |
| Cadmium (Cd) | AAS | DIN EN ISO 5961: 05.95 |
| Chrom (Cr), gesamt | AAS | DIN EN 1233: 08.96 |
| Chrom (Cr VI) | Spektralphotometrie | DIN 38405-24: 05.87 |
| Ionenchromatographie | DIN EN ISO 10304-3: 11.97 | |
| Cobalt (Co) | AAS | DIN 38406-24: 03.93 |
| Kupfer (Cu) | AAS | DIN 38406-7: 09.91 |
| Nickel (Ni) | AAS | DIN 38406-11: 09.91 |
| Quecksilber (Hg) | AAS-Kaltdampftechnik | DIN EN 1483: 08.97 |
| Selen (Se) | AAS | DIN 38405-23: 10.94 |
| Zink (Zn) | AAS | DIN 38406-8: 10.80 |
| Cyanid (CN-), gesamt | Spektralphotometrie | DIN 38405-1 3: 02.81 |
| E DIN EN ISO 14403: 05.98 | ||
| Cyanid (CN-), leicht freisetzbar | Spektralphotometrie | DIN 38405-13: 02.81 |
| Fluorid (F-) | Fluoridsensitive Elektrode | DIN 38405-4: 07.85 |
| Ionenchromatographie | DIN EN ISO 10304-1: 04.95 | |
| *) Durch geeignete Maßnahmen oder eine geeignete gerätetechnische Ausstattung ist die Bestimmungsgrenze dem Untersuchungsziel anzupassen. | ||
Tabelle 7: Bestimmung der Konzentration organischer Schadstoffe im Bodensickerwasser
| Untersuchungsparameter | Verfahrenshinweise | Methode |
| Benzol | GC-FID | DIN 38407-9: 05.91*) |
| BTEX | GC-FID Matrixbelastung beachten | DIN 38407-9: 05.91 |
| Leichtflüchtige Halogenkohlenwasserstoffe (LHKW)- | GC-ECD | DIN EN ISO 10301: 08.97 |
| Aldrin | GC-ECD (GC-MS möglich) | DIN 38407-2: 02.93 |
| DDT | GC-ECD (GC-MS möglich) | DIN 38407-2: 02.93 |
| Phenole | GC-ECD | ISO/DIS 8165-2: 01 97 |
| Chlorphenole | GC-ECD oder GC-MS | ISO/DIS 8165-2: 01.97 |
| Chlorbenzole | GC-ECD (GC-MS möglich) | DIN 38407-2: 02.93 |
| PCB, gesamt | GC-ECD | DIN EN ISO 6468: 02.97 |
| DIN 51527-1: 05.87 | ||
| GC-ECD oder GC-MS | DIN 38407-3: 07.98 | |
| PAK, gesamt | HPLC-F | DIN 38407-8: 10.95 |
| Naphthalin | GC-FID oder GC-MS | DIN 38407-9: 05.91 |
| Mineralölkohlenwasserstoffe | Extraktion mit Petrolether, gaschromatographische Quantifizierung | nach ISO/TR 11046: 06.94 |
| *) Anpassung der Bestimmungsgrenze erforderlich. | ||
3.2 Untersuchung von Bodenluft
Die Untersuchung von Bodenluft erfolgt nach VDI-Richtlinie 3865 Blatt 2 und 3.
3.3 Verfahren zur Abschätzung des Stoffeintrags aus Verdachtsflächen oder altlastverdächtigen Flächen in das Grundwasser
Die Stoffkonzentrationen und -frachten im Sickerwasser und der Schadstoffeintrag in das Grundwasser im Übergangsbereich von der ungesättigten zur wassergesättigten Bodenzone (Ort der Beurteilung) können abgeschätzt werden, es sei denn, günstige Umstände ermöglichen eine repräsentative Beprobung von Sickerwasser am Ort der Beurteilung.
Diese Abschätzung kann annäherungsweise
auch unter Anwendung von Stofftransportmodellen erfolgen.
Die Stoffkonzentrationen im Sickerwasser können am Ort der Probennahme
Die Analysenergebnisse der Untersuchung von Sickerwasser, Grundwasser, Extrakten und Eluaten sowie von Bodenproben sind mit dem jeweiligen Untersuchungsverfahren anzugeben. Die darauf beruhende Abschätzung der Sickerwasserbeschaffenheit und -frachten für den Übergangsbereich Von der ungesättigten zur wassergesättigten Zone ist im einzelnen darzulegen und zu begründen.
Für die Abschätzung sind insbesondere Verfahren heranzuziehen, die mit Erfolg bei praktischen Fragestellungen angewendet worden sind. Hierzu sind im Einzelfall gutachterliche Feststellungen zu treffen.
Ergänzend sind folgende Anwendungshinweise zu beachten:
Wenn im Einzelfall einer schädlichen Bodenveränderung oder Altlast ein Zutritt von sauren Sickerwässern, ein Zutritt von Lösevermittlern bzw. eine Änderung des Redoxpotentials zu erwarten ist, Sollten entsprechende weitere Extraktionsverfahren angewendet werden.
Bei der Abschätzung des Schadstoffeintrags im Übergangsbereich von der ungesättigten zur gesättigten Zone ist insbesondere die Abbau- und Rückhaltewirkung der ungesättigten Zone zu berücksichtigen. Hierbei sind vor allem folgende Kriterien maßgebend:
Der Einfluß dieser Faktoren auf die Stoffrückhaltung in der ungesättigten Zone wird auf Grund allgemein vorliegender wissenschaftlicher Erkenntnisse und Erfahrungen für den jeweiligen Standort abgeschätzt. Auch der Einsatz von Stofftransportmodellen kann zweckmäßig sein.
Bei direkter Beprobung und Untersuchung von Sickerwasser ist bei der Bewertung der gemessenen Stoffkonzentrationen deren witterungsbedingte Dynamik zu berücksichtigen.
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