Einfluss gesteigerter Grundwassertemperaturen auf Verhalten und Effizienz des CKW-Abbaus in Fe0-Reaktionswänden

Durch die unmittelbaren Folgen des Klimawandels sowie urbane Wärmeinseln ist ein Anstieg der Grundwassertemperaturen von 15 °C bis 20 °C zu erwarten. Zusätzlich sind durch die saisonale Untergrundwärmespeicherung (UTES), als Schlüsseltechnologie der Energiewende im Wärmesektor Temperaturen von bis zu 90 °C möglich. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, den Einfluss der Temperatur auf Grundwassersanierungsansätze zu untersuchen und Potenziale für die Verknüpfung von Sanierungsverfahren und UTES zu prüfen. Diese Dissertation konzentrierte sich dabei auf den Temperatureinfluss auf permeable reaktive Barrieren aus nullwertigem Eisen (Fe0-PRBs), die beispielsweise zur Behandlung von Grundwasserschäden durch chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) eingesetzt werden. Hierfür wurden bereits vielfach eingesetzte Fe0-Sorten in Säulen- und Batchexperimenten hinsichtlich des Temperatureinflusses auf den CKW-Abbau und Nebenreaktionen untersucht. Die anaerobe Eisenkorrosion, eine wichtige Nebenreaktion beim CKW-Abbau in Fe0-PRBs, nahm mit steigenden Temperaturen (25-70 °C) um das ~40- bis 100-Fache zu. In Säulenversuchen stieg die CKW-Abbauleistung um etwa Faktor 7 bis 14 mit steigenden Temperaturen (10-70 °C). Die Ergebnisse ermöglichten die Entwicklung eines Dimensionierungsansatzes für temperaturbeeinflusste Fe0-PRB-Systeme. Zudem wurde die Wärmeleitfähigkeit von Fe0-Schüttungen bestimmt und zeigte vergleichbare Werte zu Kiesen und Sanden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse einen positiven Einfluss erhöhter Grundwassertemperaturen auf den CKW-Abbau an Fe0. Dabei erscheint ein Temperaturbereich von ~20 °C bis 40 °C für die aktive Temperierung von Fe0-PRB-Systemen im Rahmen von UTES oder thermisch unterstützten Sanierungsverfahren als sinnvoll umsetzbar.

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