Sanitary landfills; an illusion? Planning, erecting and reclaiming sanitary depositories


Milota, C.

Mitteilungen der Oesterreichischen Geologischen Gesellschaft 79: 213-283

1986


The rapid increase of waste-quantity and problematic substances, which are a potential danger to lithosphere, atmosphere and last but not least to all living creatures, make the installation of Controlled Tippings absolutely necessary. Controlled Tipping means reduction respectively elimination of environment-contaminations. To reach this aim various specialities must co-operate, whereat the contribution of geologists is a very great one. This allegation will be proved by showing the great range of use concerning planing, construction and recultivation or reconstruction of refuse tips. The measures of recultivation and reconstruction will be especially discussed, also the different systems of drainage and tightening (advantage and disadvantage of artificial and natural thightening-materials).

Min.
österr.
geol.
Ges.
79
(1986)
Umweltgeologie-
S.
213-283
Wien,
Dezember
1986
Band
49
Abb.,
3
Tab.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
Planung,
Errichtung
und
Rekultivierung
bzw.
Sanierung
von
Deponien
aus
der
Sicht
des
Geologen
Von
Christian
MILOTA
*)
Mit
49
Abbildungen
und
3
Tabellen
Inhalt
Zusammenfassung/Summary
214
Einführung
214
Allgemeines
218
1.
Planung
von
geordneten
Deponien
/
Standortwahl
221
1.1.
Der
Standort
ist
vorgegeben
221
1.2.
Der
Standort
wurde
noch
nicht
fixiert
221
1.2.1.
Verkehrstechnische
Überlegungen
221
1.2.2.
Raumordnung
221
1.2.3.
Meteorologische
Verhältnisse
222
1.2.4.
Abzulagernde
Stoffe
222
1.2.5.
Deponiekonzept/Deponiepraktiken
222
1.2.6.
Morphologie
224
1.2.7.
Untergrundbeschaffenheit
224
1.2.7.1.
Feldgeologische
Untersuchungen
224
1.2.7.2.
Bodenmechanische
Untersuchungen
225
1.2.7.3.
Bodenchemische
Untersuchungen
231
1.2.7.4.
Gefügekundlich-mineralogische
Untersuchungen
233
2.
Errichtung
von
geordneten
Deponien
/
Abdichtungsmaßnahmen
233
2.1.
Basis-
und
Flankenabdichtungssysteme
234
2.1.1.
Gewachsener
Untergrund
234
2.1.2.
Dichtungsschicht
234
2.1.2.1.
Natürliche
Materialien
237
2.1.2.2.
Künstliche
Materialien
242
2.1.2.3.
Mehrfachabdichtungen
251
2.1.3.
Drainagesystem
255
2.1.3.1.
Sickerwasser
261
2.1.3.2.
Deponiegas
267
2.1.4.
Schutzschicht
269
2.2.
Einbau
von
Müll
/
Standsicherheit
von
Deponien
/
Setzungen
269
3.
Abschluß
und
Rekultivierung
geordneter
Deponien
271
3.1.
Abschluß
von
geordneten
Deponien
/
Oberflächenabdichtungen
.
271
*)
Adresse
des
Verfassers:
Dr.
MILOTA
Christian,
Büro
f.
Baugeologie
Dr.
W.
NOWY,
3400
Klosterneu-
burg,
Max-Kahrer-Gasse
25.
214
Christian
Milota
4.
Sanierung
von
Altlasten
274
4.1.
Umschließen
mit
Senkrechtabdichtungen
275
4.2.
Nachträglicher
Einbau
von
Basisabdichtungen
278
5.
Schlußbemerkung
280
6.
Literaturverzeichnis
181
Zusammenfassung
Steigende
Abfallmengen
und
immer
größer
werdende
Zahlen
von
sogenannten
Problemstoffen,
die
eine
potentielle
Gefahr
für
Lithosphäre,
Atmosphäre
und
letztlich
auch
für
den
Menschen
darstellen,
unterstreichen
die
Forderung,
zukünfti-
ge
Abfallablagerungen
in
Form
von
„geordneten
Deponien"
anzulegen.
Die
damit
verbundenen
Maßnahmen
ermöglichen
die
Reduzierung
bzw.
das
Ausschalten
von
auftretenden
Umweltbelastungen.
Zur
Errichtung
dieser
umweltschonenden
Abfall-
deponien
ist
eine
Kooperation
unterschiedlichster
Fachrichtungen,
nicht
zuletzt
auch
die
Mitarbeit
von
Geologen,
erforderlich.
Die
breit
gestreuten
Einsatzmöglichkeiten
des
Geologen
werden
erläutert.
Beson-
ders
eingegangen
wird
auf
Rekultivierungs-
und
Sanierungsmaßnahmen,
Dichtungs-
und
Drainagesysteme,
wobei
die
Vor-
und
Nachteile
der
dazu
verwendeten
natürli-
chen
und
künstlichen
Dichtungsmaterialien
erörtert
werden.
Summary
The
rapid
increase
of
waste-quantity
and
problematic
substances,
which
are
a
potential
danger
to
lithosphere,
atmosphere
and
last
but
not
least
to
all
living
creatures,
make
the
installation
of
Controlled
Tippings
absolutely
necessary.
Con-
trolled
Tipping
means
reduction
respectively
elimination
of
environment-contami-
nations.
To
reach
this
aim
various
specialities
must
co-operate,
whereat
the
con-
tribution
of
geologists
is
a
very
great
one.
This
allegation
will
be
proved by
showing
the
great
range
of
use
concerning
planing,
construction
and
recultivation
or
reconstruction
of
refuse
tips.
The
mea-
sures
of
recultivation
and
reconstruction
will
be
especially
discussed,
also
the
different
systems
of
drainage
and
tightening
(advantage
and
disadvantage
of
artificial
and
natural
thightening-materials).
Einführung
Der
Begriff
„Geordnete
Deponie"
stammt
aus
England
(Controlled
Tipping).
Ursprünglich
verstand
man
darunter
ein
bestimmtes
technisches
Verfahren
der
endgültigen
und
schichtenweisen
Lagerung
von
Abfällen
auf
geeignetem
Gelände.
Heute
versteht
man
unter
dem
genannten
Begriff
bedeutend
mehr.
Wohl
ist
es
nach
wie
vor
ein
wichtiges
Merkmal
der
geordneten
Deponie,
daß
sie
von
der
Basis
her
aufgebaut
wird,
wobei
die
Abfälle
schichtweise
verdichtet
und
periodisch
mit
geeignetem
Material
abgedeckt
werden
(können).
Entscheidender
ist
jedoch,
daß
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
215
man
unter
einer
geordneten
Deponie
eine
endgültige
Ablagerung
von
Abfällen
versteht,
die
sich
dadurch
auszeichnet,
daß
bei
der
Wahl
des
Standortes,
beim
Betrieb
und
beim
Abschluß
der
Deponie
den
Anforderungen
des
Gewässerschutzes,
des
Immissionsschutzes
und
des
Landschaftsschutzes
optimal
Rechnung
getragen
wird
(EIDGEN.
AMT
F.
UMWELTSCH.,
1982).
In
Österreich
befaßte
sich
schon
zu
Beginn
der
60er
-Jahre
der
Geologe
und
Bauingenieur
W.
TRONKO
mit
der
Müllproblematik
und
gab
der
Erforschung
von
Lösungsmöglichkeiten
starke
Impulse
(Mitt.
W.
GRÄF).
Das
heute
vorhandene
Wissen
aus
Forschung
und
Praxis
bietet
eine
hervorragende
Grundlage
für
die
Errichtung
von
geordneten
Deponien,
deren
Emissionen
durch
verschiedenste
Maßnahmen
verhindert
bzw.
so
gesteuert
und
beeinfluß
werden
können,
daß
davon
ausgehende
Umweltbelastungen
minimal
bleiben.
Trotzdem
werden
immer
noch
Reinigungs-
und
Vermeidungsmaßnahmen
vorgeschlagen
und
teilweise
praktiziert,
die
zum
größten
Teil
als
„archaisch"
bezeichnet
werden
müssen.
In
Österreich
sind
die
Gründe
dafür
auf
verschiedenste
Ebenen
verteilt:
So
fehlen
etwa
klare,
vor
allem
aber
einheitliche
Richtlinien
auf
gesetzlicher
Basis
für
die
Behandlung
und
Entsorgung
von
Abfällen.
Eine
Ausnahme
stellt
das
1984
in
Kraft
getretene
Sonderabfallgesetz
dar,
das
in
der
jetzigen
Form
sicherlich
nicht
als
ideal
zu
bezeichnen
ist
(vgl.
dazu
SCHÄFFER,
E.,
1985).
Für
die
Sammlung,
Abfuhr
und
Beseitigung
von
Abfällen
(Müll)
sind
die
einzel-
nen
Bundesländer
zuständig.
Die
dafür
maßgeblichen
Landesgesetze
wurden
zum
größten
Teil
etwa
zur
selben
Zeit
erlassen
(einige
wurden
in
neuerer
Zeit
novelliert),
sie
unterscheiden
sich
aber
sehr
wesentlich,
wie
z.
B.
in
der
Terminologie,
voneinan-
der:
Begriffe
wie
Abfall,
Müll,
Hausmüll,
Sperrmüll,
Gewerbe-
und
Industriemüll
werden
oft
mit
sehr
unterschiedlicher
Bedeutung
verwendet
(BöHm,
Ch.
et
al.,
1977).
Weiters
bestehen
auch
im
sachlichen
Geltungsbereich
der
Landesgesetze
sehr
große
Unterschiede:
Einzelne
Gesetze
kennen
nur
den
Begriff
„Hausmüll",
die
übrigen
Abfallarten
werden
nicht
angeführt.
Unterschiedliche
Regelungen
gibt
es
insbesondere
über:
0 0 0 0
0 0 0 0 0
0
O
die
zu
schützenden
Güter
und
Interessen,
die
Festlegung
des
eigenen
Wirkungsbereiches
der
Gemeinden,
den
Pflichtbereich
der
Gemeinden,
die
Bildung
von
Gemeindeverbänden,
die
Erstellung
von
regionalen
und
überregionalen
Abfallbeseitigungsplänen,
den
Anschlußzwang
an
die
öffentliche
Müllabfuhr,
die
Sammlung
und
Abfuhr
von
Hausmüll,
.
die
Abfallbeseitigung,
die
Vermeidung
und
Beseitigung
unkontrollierter
und
ungeordneter
Ablage-
rungen,
die
Festlegung
von
Straftatbeständen
und
die
Höhe
der
angedrohten
Strafe,
die
Verwertung
von
Abfällen
etc.
(BöHm,
Ch.
et
al.,
1977).
Als
gewisse
Hilfestellung
in
Hinblick
auf
diese
verwirrende
Judikatur
dient
die
ÖNORM
2000,
die
aber
gesetzlich
nicht
verankert
ist.
216
Christian
Milota
Begriffsplan
(ÖNORM
2000)
1.
Abfall
1.1.
Müll
1.2
Sonderabfall
1.1.1.
Hausmüll
1.1.2.
Gewerbe-
und
Geschäftsmüll
1.1.3.
Sperrmüll
1.1.4.
Straßenkehricht
Aufgrund
der
teilweise
unklaren
und
nicht
exakten
Benennungen
und
Definitio-
nen
wird
diese
Norm
derzeit
überarbeitet.
So
wird
etwa
„Hausmüll"
völlig
unzulänglich
als
„Müll
aus
Haushalten,
der
normalerweise
in
Müllbehältern
(Müllsack,
-eimer,
-tonne
oder
-großbehälter)
gesammelt
wird",
definiert.
Gerade
die
gesetzlich
verankerten
Definitionen
und
Beschreibungen
der
verschie-
denen
Abfallbegriffe
wirken
sich
negativ
auf
die
derzeit
praktizierte
Deponietechnik
und
auf
die
ungenügend
durchgeführten
Inertisierungsmaßnahmen
aus.
Beispielhaft
kann
dazu
folgendes
bemerkt
werden:
Das
in
Österreich
seit
1. 1.
1984
geltende
Sonderabfallgesetz
regelt
Maßnahmen
zur
Erfassung
und
Beseitigung
von
Sonderabfällen,
die
durch
taxativ
angeführte,
der
Bundeszuständigkeit
unterliegende
Tätigkeiten
anfallen.
Welche
Sonderabfälle
von
der
bundesgesetzlichen
Regelung
erfaßt
werden
und
welche
Sonderabfälle
mangels
einer
entsprechenden
verfassungsrechtlichen
Grundlage
von
der
bundesge-
setzlichen
Regelung
ausgenommen
bleiben,
ist
aus
dem
Gesetzestext
nicht
klar
zu
ersehen
(SCHÄFFER,
E.,
1985).
Das
Sonderabfallgesetz
kennt
keinen
Beseitigungspflichtigen,
es
verpflichtet
auch
keine
Gebiets-
körperschaft,
für
die
Errichtung
und
den
Betrieb
von
geeigneten
Sonderabfallbehandlungsanlagen
zu
sorgen.
In
den
meisten
Bundesländern
Österreichs
gibt
es
einerseits
Deponien,
auf
denen
ausschließlich
oder
hauptsächlich
Sonderabfälle
abgelagert
werden
(angeblich
rund
20),
und
andernorts
Deponien,
auf
denen
unter
anderem
(neben
Hausmüll)
auch
Sonderabfälle
untergebracht
werden
(gleichfalls
rund
20).
Das
Österreichische
Bun-
desinstitut
für
Gesundheitswesen
(ÖBIG)
hat
diese
Deponien
durch
Befragungen
der
Landesregierungen
im
Zuge
der
Arbeiten
am
Sonderabfall
-Beseitigungskonzept
ermittelt
(SCHÄFFER,
E.,
1985,
S.
39
f.
).
Eine
öffentliche
Sonderabfalldeponie,
die
höheren
Anforderungen
entspricht
wie
sie
etwa
in
der
BRD
existieren
gibt
es
in
Österreich
nicht.
Es
kann
auch
sicherlich
nicht
als
zukunftsorientierte
Abfallpolitik
bezeichnet
werden,
wenn
die
zur
Entlastung
der
sanierungsbedürftigen
Entsor-
gungsbetriebe
Simmering
mit
beträchtlichem
Aufwand
geplante
Verbrennungsanla-
ge
in
Asten
bei
Linz
letztlich
doch
nicht
gebaut
wurde.
Schließlich
ist
auch
die
derzeit
betriebene
Form
der
„Zwischenlagerung"
der
in
Österreich
anfallenden
radioaktiven
Abfälle
aus
Forschung
und
Medizin
im
Forschungszentrum
Seibersdorf
keineswegs
als
Langzeitlösung
zu
betrachten.
Neben
dieser
Problematik
um
den
Sonderabfall
ist
nach
Auffassung
des
Verfassers
aufgrund
des
jetzigen
Wissensstandes
eine
generelle
Unterscheidung
zwischen
Haus-
müll
und
Sonderabfall
in
Hinblick
auf
die
zu
treffenden
Maßnahmen
bei
der
Errichtung
und
Betreibung
von
Deponien
nicht
mehr
zielführend:
Vereinzelt
wird
derzeit
der
in
den
Haushalten
anfallende
Müll
gesondert
gesam-
melt
(„Problemstoffsammlung",
Rückgewinnung
von
Altstoffen)
oder
in
Recycling-
anlagen
getrennt.
Zum
überwiegenden
Teil
deponiert
man
aber
den
Hausmüll
wiederum
unsortiert,
so,
wie
er
im
Haushalt
in
die
Mülltonne
gelangt.
Eine
1980
in
der
BRD
durchgeführte
Studie
zeigt
sehr
deutlich,
daß
dadurch
ein
nicht
zu
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
217
vernachlässigendes
Maß
an
umweltbelastenden,
toxischen
Stoffen
in
die
sogenannten
„Hausmülldeponien"
gelangt.
So
konnten
in
450.000
t
Hausmüll
170
t
Pb,
23
t
Cu,
0,2
t
Hg
und
0,17
t
Cd
nachgewiesen
werden
(Bild
d.
Wissensch.
3/1984).
Ergän-
zend
dazu
muß
angeführt
werden,
daß
auch
der
durch
Problemstoffsammlung
oder
Recycling
anfallende
„Restabfall"
diese
toxischen
Substanzen,
nun
aber
in
noch
stärkerer
Konzentration,
beinhaltet.
Daraus
ist
zu
fordern,
daß
die
zukünftigen
„Hausmülldeponien"
auf
diese
Tatsa-
chen
Rücksicht
nehmen
und
entsprechende
Inertisierungsmaßnahmen
getroffen
werden.
Weiters
stellt
sich
die
Frage,
ob
es
nicht
weitaus
sinnvoller
wäre,
den
Abfall
-
Begriffsplan
nach
der
Umweltschädlichkeit
bzw.
Toxizität
der
einzelnen
Abfallstof-
fe
auszurichten
und
nicht,
wie
es
zur
Zeit
praktiziert
wird,
etwa
die
Zuordnung
der
Sonderabfälle
zu
bestimmten
„Tätigkeiten"
vorzunehmen.
So
gelten
beispielsweise
Autowracks
und
Altreifen,
die
auf
Privatgrund
abgelagert
werden,
nicht
als
Sonderabfall
im
Sinne
des
Sonderabfallgesetzes
(vgl.
SCHÄFFER,
E.,
1985,
S.
32).
Von
diesem
Gesichtspunkt
aus
sind
auch
die
folgenden
Ausführungen
zu
verste-
hen,
die
primär
die
Problematik
im
Zusammenhang
mit
sogenannten
„Hausmüllde-
ponien"
behandeln
(Deponierung
von
unsortierten
oder
vorsortierten
Abfällen
aus
den
Haushalten).
Wird
im
Zuge
der
Ausführungen
auch
der
Problemkreis
„Sonderabfall"
ange-
schnitten,
so
wird
darauf
ausdrücklich
hingewiesen.
Ein
weiteres
großes
Problem
scheint
dem
Verfasser
hinsichtlich
der
Kompeten-
zenverteilung
zu
bestehen:
Dem
Gesetz
nach
kann
praktisch
jede
Gemeinde
in
Österreich
die
Errichtung
einer
geordneten
Deponie
verhindern.
Dies
scheint
insofern
problematisch,
als
durch
die
starke
Sensibilisierung
der
Bevölkerung
in
jüngster
Zeit
auf
dem
Gebiet
des
Umweltschutzes
eine
ablehnende
Haltung
gegenüber
Deponieprojekten
haupt-
sächlich
aus
politischen
Gründen
erfolgt
und
kaum
noch
nach
einer
sachlich
durchgeführten
Überprüfung
des
Projektes.
Ein
zweiter
entscheidender
Punkt
für
diese
sehr
reservierte
und
negative
Einstel-
lung
gegenüber
Deponieprojekten
seitens
großer
Bevölkerungsschichten
wurzelt
im
Problem
der
sogenannten
„Altlasten"
und
„kontaminierten
Standorte".
Als
„Altlasten"
werden
wilde
Ablagerungen,
Halden
und
Verfüllungen
jeder
Art
sowie
stillgelegte,
alte
Mülldeponien
bezeichnet.
So
wurden
z.
B.
im
Jahr
1985
in
Hamburg
(BRD)
2000
Altlasten
registriert,
in
Bayern
vermutet
man
zur
Zeit
mehr
als
8000
dieser
„tickenden
Zeitbomben".
Für
Österreich
sind,
abgesehen
von
einigen
wenigen
privaten
Aufzeichnungen,
von
offizieller
Seite
her
Altlastenregistrierun-
gen
noch
nicht
bekannt.
Zu
„kontaminierten
Standorten"
zählt
man
unter
anderen
auch
stillgelegte
Gaswerksanlagen,
alte
chemische
Fabriksanlagen,
aber
auch
Schießplätze.
Aus
Untersuchungen
in
der
BRD
geht
hervor,
daß
die
Truppenübungsplätze
der
Bundeswehr
derart
hohe
Pb-Kontaminationen
aufweisen,
daß
sie
in
den
nächsten
100-200
Jahren
landwirtschaftlich
nicht
genützt
werden
können
(KoHLER,
E.
E.,
1986)!
Gerade
aus
diesen
Fehlern
der
Vergangenheit
müssen
wir
lernen
und
es
ist
eigentlich
unverständlich,
daß
trotz
Genmanipulation,
Informatik,
Mikroelektro-
nik,
Kernkraft,
Holegraphie,
Laser
und
Quarks,
trotz
Einsicht
in
die
ökonomische
und
ökologische
Notwendigkeit
von
Umweltschutzmaßnahmen
weiterhin
Millio-
nen
Tonnen
Abfallstoffe
in
die
Gewässer
eingeleitet
oder
in
„nach
allen
Seiten
offene
Löcher"
geschüttet
werden
(LüHR,
H.
P.,
1985).
218
Christian
Milota
Die
Ziele
einer
zukunftsorientierten
Abfallwirtschaft
müssen
„Vermeiden
und
Verringern"
von
Abfällen
und
das
Ausnützen
der
verschiedensten
Beseitigungsstra-
tegien")
unter
größtmöglicher
Schonung
der
Umwelt
sein.
Notwendig
dafür
ist
eine
überregionale
Planung,
die
im
Idealfall
den
Bund,
eventuell
auch
die
einzelnen
Länder
als
Entscheidungsträger
in
jeder
Hinsicht
vorsieht.
Nur
so
könnten
vernünf-
tige
Rahmenkonzepte
für
die
Abfallbeseitigung
in
Österreich
geschaffen
und
bei
der
Errichtung
geordneter
Deponien
jeder
Art
überregionale
geologische
und
sonstige
Gegebenheiten
berücksichtigt
werden.
Allgemeines
Das
ÖBIG
führte
im
Jahr
1983
eine
Abfallerhebung
in
sämtlichen
Gemeinden
Österreichs
mittels
sehr
ausführlich
gestalteter
Fragebögen
durch
(siehe
dazu
LAUB,
B.
et
al.,
1985).
Demnach
lag
das
Gesamtmüllaufkommen
im
Bezugsjahr
1983
bei
2,055.257
t,
von
denen
124.600
t
in
Rotteanlagen,
278.320
t
in
Kompostieranlagen,
335.450
t
in
Verbrennungsanlagen
und
1,307.887
t
durch
Deponierung
versorgt
wurden.
GESAMTMOLLAUF-
KOMMEN
IM
BE-
ZUGSJAHR
1983
2,055.257
T
335
450
t
287
320
t
124
600
t
1,
307
-887
VERBRENNUNG
KOMPOSTIERUNG
ROTTE
DEPONIE
<
117
832
t
Abb.
1:
Müllbeseitigung
in
Österreich,
Bezugsjahr
1983
(nach
LAUB,
B.,
1985).
*)
0
Förderung
von
Mehrweggebinden
Verringerung
der
Verpackungskosten
(Jährlich
werden
in
Österreich
rund
300-400
Mio.
S
alleine
in
Verpackungen
investiert!),
O
Getrennte
Sammlung
von
Abfällen
(z.
B.
„Grüne
Tonne"),
O
Recycling
(z.
B.:
durchschnittliche
Zusammensetzung
eines
Mittelklassewagens,
Bj.
1978:
69
Gew.%
Stahl
und
Eisen,
10
Gew.%
Kunststoffe,
6,5
Gew.%
NE
-Metalle,
3,5
Gew.%
Glas,
11
Gew.
%
sonstige
Stoffe;
oder:
Durch
die
Rückgewinnung
von
Pb
aus
alten
Akkus
könnte
ca.
25%
des
Pb-Gesamtbedarfes
in
der
BRD
gedeckt
werden
(HoBERG,
H.,
1983),
O
Verbrennung,
O
Rotte,
O
Kompostierung.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
219
Verfahrenstechnisch
stellt
eine
Kompostieranlage
einen
biochemischen
Hauptprozeß
mit
vor-
und
nachgeschalteten
mechanisch
-physikalischen
Aufbereitungsstufen
dar.
Im
biochemischen
Hauptprozeß
erfolgt
ein
aerober
Umbau
der
organischen
Stoffe
des
Abfalls
zu
einem
humushaltigen
Produkt,
das
als
Müllkompost
verschiedensten
Wiederverwertungen
zugeführt
werden
kann
(aber:
zur
Zeit
große
Absatz-
probleme!).
Zur
Verbesserung
der
Kompostqualität
und
zur
Gewinnung
von
Sekundärrohstoffen
kann
eine
Aussonderung
von
Altstoffen
erfolgen.
In
Rotteanlagen
findet,
ähnlich
wie
bei
den
Kompostieranlagen,
ein
biologischer
Umbauprozeß
der
im
Abfall
enthaltenen
organischen
Stoffe
statt.
Die
Rotte
unterscheidet
sich
von
der
Kompostierung
durch
die
Anwendung
einfacherer
Verfahrenstechnologien.
Ziel
der
Müllbehandlung
in
den
Rotteanlagen
ist
die
Hygienisierung
und
Volumsreduktion
des
anschließend
zu
deponierenden
Mülls
und
nicht
die
Erzeugung
von
verwertbarem
Müll
(PREGL,
0.,
1985).
ÖSTERREICH
62%
63%
111111h.
Wth
21%
.11
1111».
16%
-
1
1
15%
'1979
'1983
SCHWEIZ
16%,
71%
1111111
KOMPOSTIERÜNGS-
FINLBGEN
ROTTERNLRGEN
MÜLLVERBRENNUNGS-
FINLIRGEN
DEPON
I
EN
Abb.
2:
Vergleich
der
Müllbeseitigungsstrategien
in
der
Schweiz
und
in
Österreich
(nach
LAUB,
B.,
1985,
ergänzt).
Unter
Berücksichtigung
der
Tatsache,
daß
die
bei
der
Verbrennung,
Kompostie-
rung
und
Verrottung
anfallenden
Reststoffe
ebenfalls
deponiert
werden
müssen,
kamen
im
Untersuchungsjahr
weitere
117.832
t
„Sekundärabfall"
auf
Deponien
zur
Ablagerung.
Ein
Vergleich
zwischen
der
Schweiz
und
Österreich
zeigt
sehr
deutlich,
daß
die
Schweiz
schon
vor
sieben
Jahren
nur
noch
16%
der
jährlich
anfallenden
Abfälle
deponierte
und
wesentlich
mehr
Augenmerk
auf
andere
Abfallbeseitigungsstrategien
legte
als
Österreich,
wo
selbst
heute
noch
ca.
63%
des
anfallenden
Jahresabfalles
deponiert
werden.
Obwohl
die
Deponierung
das
zur
Zeit
überwiegend
angewandte
Verfahren
zur
Abfallbeseitigung
in
Österreich
darstellt,
ist
nach
der
schon
erwähn-
ten
ÖBIG-Studie
die
Qualität
der
517
in
Betrieb
stehenden
Deponien
als
mäßig,
in
einigen
Fällen
sogar
als
äußerst
mangelhaft
zu
bezeichnen.
So
besitzen
nur
60%
der
220
Christian
Milota
gemeldeten
Deponien
eine
behördliche
Genehmigung
und
nur
12%
(etwa
62
der
517
betriebenen
Deponien!)
besitzen
nach
eigenen
Angaben
eine
Abdichtung
gegenüber
dem
Grundwasser
durch
besondere
Vorkehrungen
(LAUB,
B.,
1985,
S.
V
f.).
Der
Grund
für
diese
beunruhigende
Situation
am
Sektor
der
Abfallbeseitigung
in
Österreich
ist
sicherlich
auch
wie
eingangs
erwähnt
im
Fehlen
von
klaren
gesetzlichen
Vorschriften
und
Verordnungen
zu
suchen.
Wohl
gibt
es
seit
September
1977
vom
Bundesministerium
für
Land-
und
Forstwirtschaft
„Richtlinien
für
geord-
nete
Mülldeponien
im
Interesse
des
Gewässerschutzes"
(die
zur
Zeit
überarbeitet
werden),
deren
Befolgung
aber
nicht
gesetzlich
verankert
ist
und
die
Anwendung
dem
Ermessen
des
einzelnen
Betreibers
überlassen
bleibt.
Hier
schließt
sich
der
anfangs
geäußerte
Gedanke
wiederum
zu
einem
Kreis
und
um
diesem
„Teufelskreis"
(keine
klaren
Gesetze
schlechte
Kompetenzverteilung
viele,
oft
ungünstig
postierte
Deponien
mit
mäßiger
bis
schlechter
Qualität
Schaffung
der
Altlasten
von
morgen
Verunsicherung
der
Bevölkerung
Ableh-
nung
von
Deponien
Druck
auf
Politiker
keine
klaren
Gesetze
. .
.)
endlich
zu
entkommen,
sollten
so
schnell
als
möglich
die
Weichen
für
eine
umweltschonende,
zukunftsorientierte
Abfallpolitik
gestellt
werden.
Es
wird
in
Zukunft
ein
großes
Augenmerk
auf
die
Errichtung
von
geordneten
Deponien
gelegt
werden
müssen,
da
bei
jeder
Art
der
Abfallbeseitigung
Reststoffe
(„Sekundärabfall")
verbleiben,
die
letztlich
ebenfalls
zu
deponieren
sind.
So
fallen
derzeit
nach
groben
Schätzungen
in
der
BRD
ca.
9,5
Mio.
t
Reststoffe
nur
aus
Luftreinhalte-
anlagen
an,
von
denen
ungefähr
20%
verwendet
werden;
80%
aber
müssen
deponiert werden
(=
ca.
2
Fünftel
der
zu
deponierenden
kommunalen
Abfälle
(PIETRZENIUK,
H.
-J.,
1983).
Aufgrund
der
umfassenden
Anforderungen
kann
die
Auswahl
eines
Standortes,
die
Errichtung,
der
Betrieb
und
letztlich
auch
die
Rekultivierung
von
geordneten
Deponien
nur
durch
interdisziplinäre
Kooperation
unterschiedlichster
Fachrichtun-
gen
durchgeführt
werden.
ERDBAU
GRUNDBAU
iSODENPHY51K
BODENMECHANIK
ÜBERWACHUNG
STATIK
DEPON
I
E
-TECHNIK
INGENIEURGEOLOGIE
KARTENKUNDE
ALLG.
GEOLOGIE
FELS
MECH
RNI
efeciereE
DICHTWRNDTECHNK
ABDICHTUNG
STECHNIK
ABFRLLCHEMIE
MINERRLOGIE
WP
55E
kCHE
NUE
1-NDWGEOLOGIE
I-KID12OLOGIE
Abb.
3:
Verschiedenste,
an
der
Deponie
-Technik
(Planung,
Errichtung,
Rekultivierung,
Sanierung)
beteiligte
Fachrichtungen
(nach
NEUPER,
K.,
1984).
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
221
Welch
großen
Arbeitsbereich
dabei
der
Geologe
abdecken
kann,
soll
anhand
der
folgenden
Ausführungen
erläutert
werden.
1.
Planung
von
geordneten
Deponien/Standortwahl
Bei
der
Planung
von
geordneten
Deponien
spielt
die
Wahl
des
Standortes
eine
entscheidende
Rolle.
Als
wesentliche
Entscheidungshilfe
für
die
regionale
Auswahl
und
Beurteilung
von
Deponiestandorten
kann
die
vom
Arbeitskreis
Lockergesteine-Grundwasser
der
Geologischen
Bundesanstalt
ausgearbeitete
„Checkliste"
angeführt
werden.
Grundsätzlich
können
dabei
zwei
Möglichkeiten
auftreten:
1.1.
Der
Standort
ist
vorgegeben
Aus
verschiedensten
Gründen
werden
sehr
oft
künstlich
geschaffene
Veränderun-
gen
in
der
Landschaft,
wie
sie
z.
B.
durch
den
Abbau
von
Massenrohstoffen
auftreten
(Sand-,
Kiesgruben),
durch
die
Einlagerung
von
Abfällen
wieder
verfüllt
und
ins
Landschaftsbild
eingegliedert.
Vor
Einbringung
der
Abfälle
ist
daher
eine
detaillierte
Untersuchung
des
Standortes
durch
verschiedenste
Feld-
und
Laborme-
thoden
unbedingt
notwendig.
Erst
nach
Beendigung
derselben
kann
eine
Entschei-
dung
über
die
Eignung
des
vorgesehenen
Standortes
als
künftige
Deponie
getroffen
werden.
Dabei
sind
auch
zusätzliche
Sicherungsmaßnahmen
(Einbau
von
natürli-
chen/künstlichen
Abdichtungen,
Sickerwasserentsorgung
etc.)
miteinzubeziehen.
1.2.
Der
Standort
wurde
noch
nicht
fixiert
Aus
der
Sicht
des
Planers
bzw.
des
ausführenden
Bauherrns
stellt
dies
die
günstigere
der
beiden
Möglichkeiten
dar,
soferne
für
die
notwendigen,
intensiven
Voruntersuchungen
genügend
Zeit
vorhanden
ist
(zwei
Jahre
oder
mehr).
Eine
Reihe
verschiedenster
Parameter
sind
dabei
zu
berücksichtigen:
1.2.1.
Verkehrstechnische
Überlegungen
Der
Standort
ist
so
zu
wählen,
daß
er
von
den
Hauptverkehrsverbindungen
aus
unter
Einbeziehung
verschiedenster
Transportmittel
gut
und
rasch
erreichbar
ist.
1.2.2.
Raumordnung
Die
Raumordnung
wird
von
allen
Landesregierungen
im
sogenannten
„Raumord-
nungskataster",
für
den
als
Grundlage
die
OK
50,
bzw.
deren
Vergrößerung
(ÖK
25
V)
oder
Verkleinerung
(ÖK
200),
verwendet
wird,
festgelegt.
Verschieden-
ste
Themenbereiche
werden
darin
ausgeschieden
(Energieversorgung,
Biotopkartie-
rung,
Wasserversorgung,
Landschafts-
oder
Naturschutzgebiete,
Rohstoffsiche-
rungsgebiete
u.
v.
m.),
die
bei
der
Wahl
des
Deponiestandortes
berücksichtigt
werden
müssen.
So
ist
es
nicht
denkbar,
eine
Deponie
in
einem
Wasserschutzgebiet
anzulegen.
222
Christian
Milota
1.2.3.
Meteorologische
Verhältnisse
Es
ist
günstig,
diese
Untersuchungen
über
den
Jahresverlauf
zu
betreiben,
um
möglichst
aussagekräftige
Werte
zu
erhalten
(NEUPER,
K.,
1984).
Wichtig
sind
Angaben
über
Niederschlagsmengen
Verdunstungsraten
Hauptwindrichtungen
Windgeschwindigkeiten
Kaltluftströme
etc.
1.2.4.
Abzulagernde
Stoffe
Die
Kenntnis
der
zu
deponierenden
Stoffe
ist
insofern
äußerst
wichtig,
da
sich
daraus
verschiedenste
Einrichtungen
und
Maßnahmen
im
Zusammenhang
mit
dem
Deponiebetrieb,
wie
etwa
die
Entsorgung
von
Deponiegas,
das
beim
Abbau
von
organischen
Substanzen
im
Müllkörper
gebildet
wird,
ergeben.
Je
nach
Deponiegut
sind
auch
die
Abdichtungsmaßnahmen
zu
konzipieren,
da
z.
B.
für
hochtoxische
Stoffe
(gefährlicher
Sonderabfall)
wesentlich
aufwendigere
Maßnahmen
notwendig
sind,
als
für
den
heutzutage
anfallenden
Hausmüll.
1.2.5.
Deponiekonzept/Deponiepraktiken
Grundsätzlich
kann
zwischen
unterirdischen
und
oberirdischen
Deponien
unter-
schieden
werden.
14oldendeponie
Hangdeponie
^ma
n
\
(r\
MÜLL
TZ7
7
,.
./-
`;_.'
?
fr
i-
-3
P
"
.
r,
MÜLL
r
rz
,
.
MÜLL
)
7jr"
MULL
Grubendeponie
ABDICHTUNG
Behälterdeponie
(auch
oberirdisch
möglich)
z.B.'.
AUS
BETON
Abb.
4:
Grundsätzliche
Lagerungsformen
oberirdischer
Deponien.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
223
UNTERIRDISCHE
DEPONIEN
(hauptsächlich
Deponien
für
gefährliche
Sonderabfälle
bzw.
radioaktive
Abfälle):
Bergwerke,
Felskavernen,
Salzkavernen,
Großbohrlö-
cher
und
Poren-
(z.
B.
in
Erdölfeldern),
Kluft-
und
Karstspeicher
(PREGL,
0.,
1985,
S.
158).
OBERIRDISCHE
DEPONIEN
(im
Prinzip:
Deponien
für
Hausmüll,
Sperrmüll
oder
Industrieabfälle
mit
wenigen
aber
doch
zu
berücksichtigenden toxischen
Sub-
stanzen):
Haldendeponien
Vorteile:
Basis
in
der
Geländeoberkante;
Gute
Dichtungskontrollmöglichkeit;
Nachinjektionen
der
Basis
relativ
problemlos;
Sickerwasser
-Abführung
ohne
Pumpen;
leichte
Kontrolle
der
Drainageleitungen
mittels
Fernsehsonden.
Nachteile:
Beurteilung
der
Standsicherheit
insbesondere
bei
großen
Deponiehöhen
(h
3
50
in)
schwie-
rig;
hohe
Schubspannung
an
der
Böschungsbasis;
eventuell
standsicherheitserhöhende
Baumaßnahmen
erforderlich
(beständige,
hochfeste
Kunststoffbewehrungseinlagen,
Ringwall);
Beeinträchtigung
des
Landschaftsbildes.
Hangdeponien
Nachteile:
Zur
schwierigen
Beurteilung
der
Standsicherheit
des
Abfallkörpers
kommt
die
Gefährdung
durch
Hangrutschungen;
Schutz
des
Deponiekörpers
vor
Ausspülung
durch
Hangwasser
notwendig;
standsicherheitstechnische
Baumaßnahmen
meistens
erforderlich.
Grubendeponien
Vorteile:
Keine
Beeinträchtigung
des
Landschaftsbildes;
Anordnung
von
Abfallpoldern
möglich;
kaum
Standsicherheitsprobleme
bei
gleichmäßiger
Auffüllung.
Nachteile:
Basis
unterhalb
der
Geländeoberkante;
Sickerwasser
-Abführung
mittels
Pumpen;
äußerst
schwierige
Voraussetzungen
für
nachträgliche
Abdichtung
der
Basis;
Kontrolle
der
Drainageleitungen
mittels
Fernsehsonden
oft
problematisch;
auch
die
Flanken
müssen
bei
Dichtungsmaßnahmen
miteinbe-
zogen
werden.
Behälterdeponien
Vorteile:
Durch
Überdachung
bereits
beim
Beschicken
absolute
Sickerwasser
-Minimierung
möglich;
unter-
und
oberirdische
Bauweise
möglich;
Möglichkeit
zur
späteren
Wiederverwertung
gewisser
Abfälle;
die
wasserwirtschaftlichen
Grundsätze
treten
bei
der
Standortwahl
in
den
Hintergrund.
Nachteile:
Nur
geringe
Erfahrung
vorhanden;
aus
Kosten-
und
Kapazitätsgründen
kann
dieser
Deponietyp
nur
für
eine
kleine
Auswahl
von
Schadstoffen
verwendet
werden
(vgl.
PREGL,
0.,
1985,
S.
98).
Bei
den
oberirdischen
Deponien
spielt
die
zu
wählende
Deponiepraktik
eine
große
Rolle.
Folgende
Konzepte
sind
dabei
möglich:
a)
-Der
Abbau
von
organischen
Substanzen
im
Deponiekörper
wird
nicht
beein-
flußt:
äußerst
lange
Betreuung
ist
notwendig;
es
können
immer
wieder
unvorherseh-
bare
Zwischenfälle
(unkontrollierte
Gasaustritte
etc.)
auftreten.
b)
Die
Deponie
wird
als
„Bioreaktor"
betrieben:
Der
aerobe
Abbau
wird
so
beeinflußt,
daß
die
organische
Substanz
in
relativ
kurzer
Zeit
(20
max.
50
Jahre)
soweit
umgewandelt
ist,
daß
von
der
Deponie
keine
negativen
Umweltbelastungen
mehr
ausgehen.
Dabei
ist
aber
eine
intensive,
dauer-
hafte
Betreuung
notwendig.
c)
Der
Abbau
der
organischen
Stoffe
wird
bewußt
behindert:
so
etwa
durch
Reduzierung
bzw.
gänzliches
Stoppen
der
Sickerwasserbildung.
d)
„Trockene
Deponie",
bei
der
nur
anorganische
Stoffe
abgelagert
werden
(KEMMERLING,
W.
et
al.,
1985,
S.
3).
e)
Eine
weitere
Möglichkeit,
die
zur
Zeit
im
Ausland
hauptsächlich
für
die
Lagerung
von
flüssigen
bzw.
pastösen
Sonderabfällen
angewendet
wird,
besteht
in
224
Christian
Milota
der
Beimengung
von
Verfestigungsreagenzien
(wie
Wasserglas
=
Natriumsilikat).
Bislang
gibt
es
nur
in
England
zwei
Verfahren
Chemfix
und
Sealosafe
für
diese
Deponierungspraxis.
Chemfixs
setzt
mobile
Anlagen
ein,
die
auf
LKWs
montiert
sind
und
zur
Abfallquelle
fahren,
um
den
Abfall
an
Ort
und
Stelle
zu
behandeln.
Sealosafe
betreibt
eine
stationäre
Anlage
mit
einem
konzipierten
Durchsatz
von
50.000
t/Jahr
und
einer
angeschlossenen
Sonderdeponie.
Noch
in
schlammiger
Form
werden
die
mit
dem
Verfestigungsmittel
versetzten
Abfälle
von
der
Anlage
in
eine
danebenliegende
ehemalige
Tongrube
gepumpt,
wo
sich
der
Schlamm,
der
Schwerkraft
folgend,
ausbreitet,
aushärtet
und
im
Laufe
der
Zeit
steinhart
wird.
Die
Entwicklung
dieser
Verfestigungstechnologien
steht
sicherlich
erst
am
Be-
ginn,
wobei
diese
Verfahren
über
die
Konditionierung
flüssiger
und
pastöser
Son-
derabfälle
hinaus
auch
für
die
Inertisierung
von
staubförmigen
Sonderabfällen
verwendet
werden
könnten
(WIEDEMANN,
H.
U.,
1985).
Die
Wahl
der
vorgesehenen
Deponiepraktik
wird
entscheidend
von
den
abzula-
gernden
Stoffen
beeinflußt.
1.2.6.
Morphologie
Um
den
künftigen
Deponiekörper
nicht
als
absoluten
„Fremdling"
in
die
Land-
schaft
zu
setzen,
muß
im
Zuge
der
Planung
auch
die
spätere
Gestaltung
in
Hinblick
auf
eine
vernünftige
morphologische
Eingliederung
festgelegt
werden.
Dies
kann
auch
oft
schon
beim
Einbau
des
Deponiegutes
erfolgen.
1.
2.
7.
Untergrundbeschaffenheit
Die
äußerst
genaue
Kenntnis
des
Untergrundes
ist
eine
der
Grundvoraussetzun-
gen
für
die
Errichtung
einer
geordneten
Deponie.
Da
noch
dazu
ein
Großteil
der
notwendigen
Untersuchungsschritte
zum
ureigensten
Betätigungsbereich
des
Geolo-
gen
gehört,
soll
dieser
Abschnitt
ausführlicher
behandelt
werden.
1.2.7.1.
Feldgeologische
Untersuchungen
Für
alle
Arten
von
Deponien
ist
die
Auswahl
von
Standorten
anhand
geologischer
und
hydrogeologischer
Aspekte
unumgänglich.
In
einem
ersten
Untersuchungs-
schritt
ist
die
geologische
Kartierung
des
vorgesehenen
Gebietes
durchzuführen,
wobei
die
Suche
nach
natürlich
vorkommenden
Barrieregesteinen
im
Vordergrund
steht.
Geeignet
dafür
sind
Sedimente
aus
dem
Silt-
bzw.
Tonbereich
—,
d.
h.
mit
Korngrößen
0,0625
mm
(dt./engl.
Schrifttum;
im
russisch/franz.:
0,05
mm)
(FÜCHTBAUER,
H.,
1977,
S.
130
ff.).
Vor
allem
Schluffe,
Tone,
tw.
Mergel,
Lehm
oder
Löß
können
als
natürliche
Abdichtungsmaterialien
herangezogen
werden.
Voraussetzungen
dafür
sind,
daß
die
Sedimente
über
große
Bereiche
homogen,
störungsfrei
und
in
entsprechender
Mächtigkeit
vorkommen.
Von
besonderer
Bedeutung
ist
die
Forderung
nach
sehr
niedrigen
Durchlässig-
keitsbeiwerten
(k
-Wert)
der
Barrieregesteine.
Diese
k
-Werte
sollten
für
Hausmüll-
deponien
im
allgemeinen
deutlich
unter
10
-8
m/s,
für
Sondermülldeponien
unter
10
-1
°
m/s
liegen.
Der
künftige
Deponieuntergrund
soll
auch
frei
von
Kalk
oder
organischen
Antei-
len
sein
(SimoNs,
A.
et
al.,
1984),
um
mögliche
Lösungsvorgänge,
durch
Sickerwas-
serkontakte
hervorgerufen,
auszuschließen.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
225
Diese
feldgeologischen
Untersuchungen
beinhalten
die
Feststellung
von
Lage-
rungsform,
Mächtigkeit,
Gefüge
und
Verwitterungszustand
der
möglichen
Barriere-
gesteine.
Zur
exakten
Abklärung
der
geologischen
Verhältnisse
wäre
die
Anlage
von
Schürfröschen
und
das
Abteufen
von
Sondierungsbohrungen
wünschenswert.
Aller-
dings
dürfte
die
Durchführung
dieser
Erkundungsmaßnahmen
aufgrund
der
not-
wendigen
Investitionen
leider
nicht
immer
möglich
sein.
Dieser
Überlegung
kann
entgegengehalten
werden,
daß
die
Sondierungsbohrungen
so
positioniert
werden
können,
daß
sie
für
die
hydrogeologischen
Untersuchungen
zu
verwenden
sind.
reiner
Kies
sandiger
Fein-
bis
Miltelkies
grober
Sand
mittelkörniger
Sand
feiner
Sand
sehr
feiner
Sand
schluffiger
Sand
loniger
Schluff
Ton
10
e
-8
10
-6
1O
k
Cm/s]
Abb.
5:
k
-Werte
von
natürlich
vorkommenden
Lockergesteinen
(nach
PRINZ,
H.,
1982).
Diese
Untersuchungen
beinhalten
eine
gewässerkundliche
Aufnahme
des
vorgesehe-
nen
Areals
(Feststellung
von
Überschwemmungsgebieten,
Vorfluter,
Drainagen
etc.).
Weiters
müssen
die
Grundwasserstockwerke,
sowie
die
Fließrichtung,
Zusam-
mensetzung
und
etwaige
Nutzung
des
Grundwassers
erkundet
werden.
Ziel
und
Abschluß
der
feldgeologischen
Untersuchungen
soll
die
kartographische
Darstellung
des
vorgesehenen
Areals
unter
Einbeziehung
aller
gewonnenen
Fakten
und
unter
Berücksichtigung
der
in
den
Abschnitten
1.2.1.
bis
1.2.6.
erläuterten
Parameter
sein.
In
diesem
zusammenfassenden
Kartenwerk
können
nun
mögliche
Deponiestandorte
ausgeschieden
und
in
einer
zweiten
Untersuchungsperiode
durch
verschiedenste
Methoden
genauestens
überprüft
werden.
1.2.7.2.
Bodenmechanische
Untersuchungen
Die
durchzuführenden
Untersuchungen
beinhalten
O
Körnungsanalysen
O
Feststellung
der
Verdichtungseigenschaften
und
des
Druck-
und
Setzungsverhal-
tens
O
k
-Wert
-Bestimmung.
15
Mitteilungen
der
Österr.
Geol.
Ges.,
Bd.
79
226
Christian
Milota
KÖRNUNGSANALYSEN
Die
Bestimmung
der
Körnungsanalysen
und
charakteristischer
Kennwerte
wie:
O
wirksamer
Korndurchmesser
d
10
,
O
Ungleichförmigkeitsgrad
(U
=
il6o/d1o),
O
Porenanteil
n,
sowie
des
O
Ton-
und
Schluffgehaltes
eines
Barrieregesteines
sind
aus
verschiedensten
Gründen
von
großer
Wichtigkeit.
So
konnten
etwa
am
Institut
für
Grundbau
und
Bodenmechanik
der
TU-Braun-
schweig
aus
Versuchsergebnissen
von
mehr
als
20
Deponieprojekten
mit
natürlichen
Basisabdichtungen
sehr
aussagekräftige
Erfahrungswerte
gewonnen
werden,
die
einen
Zusammenhang
zwischen
Korngrößenverteilung
und
Durchlässigkeit
zeigen.
DURCHLÄSSIGKEITSBEIWERT
k
[m/s]
0
0
0
0
st.
0
e
°
S
e
0
2
0
0
0
°
00 0
00
0
0
o
00
0
0
0
0
0 0
0
0
O
00
0
0
00
3
0
0
°
c8
8
0
06
,
0
0
O
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
e0
90
100
TONGEHRLT
[7.]
eh,
Abb.
6:
Zusammenhang
zwischen
Tongehalt
und
Durchlässigkeit,
nach
Versuchsergebnis-
sen
(nach
REUTER,
E.,
1985
b).
Die
geordnete
Mülldeponie
-
eine
Illusion?
227
Eine
formelmäßige
Bestimmung
des
k
-Wertes
durch
Kornverteilungskennwerte,
wie
sie
bereits
zahl-
reich
für
grobkörnige
Böden
veröffentlicht
sind,
wird
aufgrund
der
bei
feinkörnigen
Erdstoffen
erheblich
komplexeren
Zusammenhänge
wohl
nur
ansatzweise
ermittelt
werden
können
(REUTER,
E.,
1985
b,
S.
57).
Es
wurden
z.
B.
Durchlässigkeitsbeiwerte
k
<
10
-1
°
m/s
in
der
Regel
von
natür-
lich
anstehenden
Böden
O
mit
mehr
als
40
Gew.°/0
Tongehalt
(d
<
0,002
mm),
oder
O
mit
mehr
als
70
Gew.°/0
Ton-
und
Schluffgehalt
(d
<
0,063
mm)
erreicht.
Durchlässigkeitsbeiwerte
k
<
10
-8
m/s
wurden
in
der
Regel
von
natürlich
anste-
henden
Böden
O
mit
mehr
als
10
Gew.°/0
Tongehalt,
oder
O
mit
mehr
als
30
Gew.°/0
Ton-
und
Schluffgehalt
erreicht
(REUTER,
E.,
1985
b).
Den
Einfluß
des
Tongehaltes
auf
die
Durchlässigkeit
mineralischer
Materialien
verdeutlicht
Abb.
6.
FESTSTELLUNG
DER
VERDICHTUNGSEIGENSCHAFTEN
Ein
Boden
läßt
sich
in
dem
Maße
verdichten,
in
dem
es
gelingt,
seinen
Porenanteil
zu
verringern
und
damit
seine
Dichte
zu
erhöhen
(REUTER,
E.,
1985
a,
S.
49).
Die
Verdichtbarkeit
eines
Bodens
wird
in
der
Bodenmechanik
durch
den
Proctor-
versuch
überprüft,
der
eine
Beziehung
zwischen
dem
Wassergehalt
(w
cY0
)
einer
Bodenprobe
und
der
bei
definierter
Verdichtungsenergie
erreichbaren
Trockendichte
2,0
1,6
1,4
-6
-4
-A
w
Sand
(gut
gekörnt)
Schtuff
Ton
-2
0
wogt,
2
4
6
Aw
Abb.
7:
Proctorkurven
fein-
und
grobkörniger
Sedimente,
die
zeigen,
daß
Sande
und
Schluffe
gegen
eine
Änderung
des
Wassergehaltes
empfindlicher
reagieren
als
Tone
(nach
REUTER,
E.,
1985
a).
15.
228
Christian
Milota
1,8
1,5
1,4
modif.
Proctor-
di
chtt2
:
oin
E
dichte
Procto
r
-
m
••
m
b
16
v
9
16
0
10
10
.34
Durchlässigkei
t
to
n
[m/s]
100%
cid.
Proetordichte
95%
einf.
Proctordichto
18
20
22
24
26
28
30
32
Wassergeholt
w[%]
18
20
22
24
26
28
30
32
Abb.
8:
Zusammenhang
zwischen
Verdichtung
und
Durchlässigkeit
eines
Tones
(nach
REUTER,
E.,
1985
b).
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
229
(@d
t/m
3
)
herstellt.
Die
im
Zuge einer
Versuchsreihe
erhaltene
Proctorkurve
gibt
in
ihrem
Scheitelpunkt
die
Proctordichte
Qpr
mit
dem
zugehörigen
optimalen
Wasserge-
halt
w
e
,
an.
Der
Scheitelpunkt
der
Proctorkurve
liegt
bei
den
schwach
durchlässigen
Tonböden
wesentlich
tiefer
(im
allgemeinen
@,„
1.6
t/m
3
)
als
bei
den
nichtbindigen
Sanden
und
Kiesen
(vgl.
REUTER,
E.,
1985
b,
S.
62).
Die
Art
der
Struktur
und
somit
die
Verdichtung,
aber
auch
die
Verdichtungsmethode,
haben
entscheidende
Auswir-
kungen
auf
O
die
Durchlässigkeit,
O
die
Festigkeit
und
O
die
Steifigkeit
bindiger
Böden.
Welcher
Zusammenhang
zwischen
Verdichtung
und
Durchlässigkeit
eines
Tones
besteht,
wird
in
Abb.
8
gezeigt.
Sehr
wichtig
ist
dabei
auch
die
Tatsache,
daß
man
die
geringsten
Durchlässigkeiten
bei
Verdichtung
auf
der
nassen
Seite
der
Proctor-
kurve
erhält.
Dies
ist
dadurch
zu
erklären,
daß
die
Durchlässigkeit
eines
feinkörnigen
Bodens
im
wesentlichen
durch
den
Porenanteil
und
die
Struktur
bestimmt
wird.
Eine
geordnete,
dispergierte
Struktur
(=
nasser
Ast
der
Proctokurve)
weist
geringere
Durchlässigkeiten
auf
als
ein
ungeordnetes,
krümeliges
Flockengefüge
(=
trockener
Ast
der
Proctorkurve)
(REUTER,
E.,
1985
b,
S.
64).
Unter
Festigkeit
versteht
man
in
der
Bodenmechanik
im
allgemeinen
die
Scher-
festigkeit
eines
Bodens.
Vor
allem
in
Böschungsbereichen,
aber
auch
an
allen
anderen
Knickpunkten
im
Bereich
der
Abdichtung
muß
in
Hinblick
auf
die
Standsi-
cherheit
des
Untergrundes
diesem
Parameter
große
Aufmerksamkeit
gewidmet
werden.
Die
Scherfestigkeit
mineralischer
Dichtungsmedien
hängt
im
besonderen
Maße
von
der
Struktur,
der
Dichte
und
der
Geschwindigkeit
der
Scherdeformation
DISPERSER
TON
KOAGULIERTER
TON
c
(Z 2
Cy
5cherweg
5
&har
weg
S
Abb.
9:
Scherdeformation
bei
dispergierten
und
koagulierten
Tonen
(nach
REUTER,
E.,
1985
b).
ab.
In
einem
dispersen
Ton
ordnen
sich
die
Teilchen
unter
Scherbelastung
in
eine
Parallellage
ein.
Für
die
Deformation
ist
eine
ständig
zunehmende
Spannung
not-
wendig.
Ein
koagulierter
Ton
(=
trockener
Ast
der
Proctokurve)
zeigt
dagegen
aufgrund
der
Reibungswiderstände
der
Flockenstruktur
einen
starken
Anstieg
der
Scherfestigkeit,
bis
es
schließlich
zu
einer
Strukturänderung
kommt
und
sich
die
Verschiebung
mit
wesentlich
geringeren
Scherkräften
aufrecht
erhalten
läßt
(REUTER,
E.,
1985
b,
S.
64f.).
Es
kann
daher
auch
mit
Hilfe
dieser
Versuche
verdeutlicht
werden,
daß
die
Verdichtung
eines
Barrieregesteines
unbedingt
auf
der
nassen
Seite
der
Proctorkurve
durchzuführen
ist.
230
Christian
Milota
DRUCK-
UND
SETZUNGSVERHALTEN
Eine
exakte
Erfassung
der
Steifemoduli
sowohl
der
anstehenden
als
auch
der
zusätzlich
aufgebrachten
Schichten
ist
zur
Abschätzung
möglicher
Setzungen
unter
der
Müllauflast
unbedingt
notwendig.
Falls
bei
der
Profilierung
nicht
genügend
Spielraum
für
Setzungen
miteinbezogen
wird
(=
Überhöhungsmaß),
können
durch
solche
Vorgänge
Verformungen
oder
Brüche
der
Drainageleitungen
und,
im
schlimmsten
Fall,
sogar
Grundbrüche
auftreten.
Weiters
verringert
die
Zusammen-
drückbarkeit
des
Barrieregesteins
die
langfristig
wirksame
Dichtungsstärke,
vergrö-
ßert
damit
das
wirksame
hydraulische
Gefälle
und
die
durchsickernde
Wassermenge.
K
-WERT
-BESTIMMUNG
Zur
versuchstechnischen
Durchführung
und
mathematischen
Bestimmung
des
k
-
Wertes
gibt
es
genügend
einschlägige
Literatur,
sodaß
auf
diesem
Punkt
hier
nicht
mehr
eingegangen
werden
muß
(siehe
z.
B.:
DEMMER,
W.
et
al.,
1968).
Äußerst
wichtig
ist
die
Tatsache,
daß
die
k
-Wert
-Bestimmung
eines
Barrierege-
steines,
wenn
sie
ausschließlich
mit
H
2
O
durchgeführt
wird,
nur
sehr
eingeschränkt
verwendbar
ist.
Das
im
Verlaufe
des
Deponiebetriebes
auftretende
Sickerwasser
weist
eine
derart
komplexe
Zusammensetzung
auf,
daß
ermittelte
k(H
2
0)-Werte
nur
größenordnungsmäßige
Richtlinien
darstellen
können.
Aus
diesem
Grund
ist
es
unbedingt
notwendig,
bei
der
Festlegung
und
Bestimmung
der
k
-Werte
Durchläs-
sigkeitsversuche
mit
verschiedensten
Prüfflüssigkeiten
durchzuführen
(siehe
Tab.
1).
Tab.
1:
Ergebnisse
der
Durchströmungsversuche
an
drei
natürlichen
Tonen
(nach
REUTER,
E.,
1985
b).
k
-Werte
10
-
"
m/s
Aqua
dest.
anorgan.
Lauge
anorgan.
Säure
organ.
Säure
Schwermetallsalzlösung
Neutralsalzlösung
synthet.
Sickerw.
I
synthet.
Sickerw.
II
Deponiesickerw.
sauer
Deponiesickerw.
alkal.
Kaolinit
Illit
Montmo-
rillonit
9,5
47
11
2300
950
40
33
380
185
600
480
103
17
180
22
160
31
100
330
13
65
29
60
109
Einschränkend
muß
betont
werden,
daß
bei
mineralischen
Abdichtungen
die
alleinige
Angabe
von
k
-Werten
für
die
größenordnungsmäßige
Begrenzung
etwaiger
Schadstoffemissionen
nur
bedingt
herangezogen
werden
kann,
da
die
durch
ein
Barrieregestein
sickernde
Flüssigkeitsmenge
von
verschiedenen
anderen
Faktoren,
wie
etwa
dem
hydraulischen
Gefälle
(REUTER,
E.,
1985
a)
oder
dem
Elektrolytge-
halt
des
Durchströmungsmediums
(HEILING,
1986)
beeinflußt
wird.
In
der
Minimie-
rung
des
hydraulischen
Gefälles
liegt
auch
die
Bedeutung
einer
langfristig
ordnungs-
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
231
gemäß
funktionierenden
Drainage,
da
bei
gleichen
Randbedingungen
die
k
-
Werte
natürlicher
Barrieregesteine
bei
sehr
kleinen
hydraulischen
Gefällen
um
bis
zu
zwei
Zehnerpotenzen
geringer
sein
können
als
solche
bei
hohen
hydraulischen
Gefällen
(REUTER,
E.,
1985
a,
S.
60f.).
1.2.7.3.
Bodenchemische
Untersuchungen
Dazu
zählen:
O
Bestimmung
des
Kalkgehaltes
und
der
organischen
Anteile,
O
geochemische
Elementbestimmung
des
Bodens,
O
Untersuchung
des
Ionenaustausch-
und
Adsorptionsvermögens,
O
Bestimmung
der
Diffusionsgröße
des
Bodens.
Grundsätzlich
ist
festzuhalten,
daß
die
ersten
zwei
angeführten
Untersuchungs-
methoden
ohne
größere
Schwierigkeiten,
auch
analytischer
Natur,
anwendbar
sind.
Problematisch
allerdings
sind
Untersuchungen
über
Ionenaustausch-
und
Adsorp-
tionsvermögen
sowie
exakte
Festlegungen
der
Diffusionsgröße
vorgesehener
Barrie-
regesteine,
da
es
vor
allem
noch
weitgehend
unmöglich
ist,
den
Reaktionspartner
„Sickerwasser"
genau
zu
definieren.
Die
Untersuchungen
dazu
befinden
sich
im
Anfangsstadium,
in
dem
auch
noch
analytische
Probleme
zu
meistern
sind
(KoHLER,
E.
E.,
1986).
Die
Reaktionsräume
der
Barrieregesteine
(=
im
wesentlichen:
Tone)
sind
O
makroskopische
Grenzflächen,
O
Porenräume
und
O
Mineraloberflächen
(=
mikroskopische
Grenzflächen)
(KoHLER,
E.
E.,
1985).
Als
makroskopische
Grenzfläche
kann
die
Gesamtheit
einer
im
Idealfall
homo-
gen
aufgebauten
Mineralbarriere
angesehen
werden,
die
auch
eine
„geochemische
Barriere"
(vgl.
Abb.
10)
gegenüber
dem
Deponie
-Sickerwasser
darstellt.
Noch
bevor
das
Sickerwasser
mit
den
einzelnen
Mineralteilchen
in
Kontakt
kommt,
muß
es
diese
Barriere
(charakterisiert
durch
eine
Vielzahl
von
Parametern
wie
Mineralge-
halt,
Porenverteilung, Porenwasser,
Redoxpotential,
Druck,
Temperatur
u.
v.
m.)
überwinden
(KoHLER,
E.
E.,
1985).
Betrachtet
man
den
Porenraum
näher,
so
kann
man
zwischen
dem
Raum
zwischen
den
einzelnen
Tonmineralpartikeln
(intra
frabric
unit
pores)
und
dem
Porenraum
zwischen
den
Aggregaten
(inter
fabric
unit
pores)
unterscheiden.
Eine
sehr
wichtige
Rolle
spielt
dabei
der
Porenzement,
dessen
Bestimmung
zur
Zeit
aber
noch
sehr
problematisch
ist
(KoHLER,
E.
E.,
1986).
Noch
nicht
eindeutig
geklärt
ist
die
Frage,
ob,
und
in
welchem
Ausmaß,
bei
der
Bewegung
von
Wasser
durch
eine
Tonschicht
des
Gesetz
von
DARCY
gültig
ist.
Noch
fraglicher
sind
die
empirischen
Überlegungen
über
Stofftransportvorgänge
in
all
jenen
Fällen,
wo
das
Wasser
nur
noch
Transportmittel
für
eine
Vielzahl
chemi-
scher
Verbindungen
wird,
die
alle
unterschiedliche
Wechselwirkungen
mit
den
anorganischen
Silikaten
zeigen
(KoHLER,
E.
E.,
1985,
S.
91).
Bei
den
Mineraloberflächen
stehen
vor
allem
in
der
Gruppe
der
chemisch
„aktiveren"
Dreischichttonminerale
die
inneren
und
äußeren
Oberflächen
in
hohem
Maße
für
unterschiedlichste
Wechselwirkungsreaktionen
zur
Verfügung:
232
Christian
Milota
Während
die
anorganischen
Zwischenschichtkationen
bei
vielen
silikatischen
Ton-
mineralen
nicht
gegen
organische
Kationen
ausgetauscht
werden,
gelingt
der
Aus-
tausch
der
an
den
äußeren
Oberflächen
sitzenden
Kationen
fast
immer.
Beim
derzeitigen
Stand
der
Kenntnisse
lassen
sich
keine
definitiven
bzw.
quantitativen
Aussagen
über
permeabilitätsbeeinflussende
Reaktionen
machen.
Aus
der
Vielzahl
möglicher
oder
wahrscheinlicher
Wechselwirkungen
können
folgende
wichtige
Re-
aktionstypen
unterschieden
werden
(Abb.
10):
SICKERWASSER
FINORGANISCle
SAUREN
AteRGFINisclE
BFISEN,
ORGANGaiE
BKKEN
URElrEN
IN
77)NaN
GREIFEN
IN
TONEN
OKTREDEQ-
BRusrEiNE
FIN
TETRFIEVER
-
BRUSTEINE
AN
(HERHusL6SE1
1
voN
)
(>
Oitemiscie
\)'‘
,),
----
BASEN
bdid9E1.1
)
ORGRNO
-
TOY-
_,(2
.
poLA
uND
V
upeoun
RE
eE
oRyFig
L
ni
4EN
Ae
KOMPLEXE*
ösu
xs
0
2
e
V
GÜNSTIG
unigüterie
ei?
Diceune
zUzücKleicrEni
vom
0E5OZP77
.
0A1
OZOTIN.
ra
egineer
i
EN
VEZZINGE2Wie
bE5
VE2GOlezeree
VERSIAIDvNgEN
k-k/EeTe6
Abb.
10:
Wirkungsweise
der
Basisabdichtung
als
„geochemische
Barriere"
(nach
KOHLER
E.
E.,
1986).
O
Wechselwirkung
zwischen
Tonmineralen
und
organischen
Säuren
und
Basen
kann
sich
ungünstig
auf
die
Barriere
auswirken
(starke
Veränderung
der
Oberflä-
cheneigenschaften
der
Silikate;
das
Gitter
wird
nicht
angegriffen),
O
Bildung
von
tonorganischen
Verbindungen
günstig
für
die
Barrierewirkung
(quellfähige
Tonminerale
können
beträchtliche
Mengen
an
Protein,
Polypepti-
den,
Aminosäuren,
Lipidex,
Fettsäuren
u.
a.
in
den
Zwischenschichten,
andere
organische
Moleküle
an
den
Oberflächen
binden),
O
Bildung
von
Tonpolymeren
günstig
für
die
Barrierewirkung
(teilweise
irreversi-
ble
Bindung
von
organischen
Molekülen
an
der
Oberfläche),
O
Katalytische
Spaltung
organischer
Moleküle
auf
der
Tonmineraloberfläche
günstig
für
die
Barrierewirkung
(Diese
Reaktion
wird
z.
B.
in
Gegenwart
von
zwischenschichtlich
gebundenem
Fe'
stark
gefördert)
(KÖHLER,
E.
E.,
1985,
S.
92
f.
;
vgl.
auch
KomoDRomos,
A.
et
al.,
1986).
Die
Ausführungen
zeigen,
daß
ein
Barrieregestein
möglicht
hohe
Aufnahmekapa-
zitäten
für
verschiedenste
chemische
Stoffe
besitzen
soll.
Diese
Forderung
kann
etwa
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
233
auch
durch
ein
physikalisches
Verhalten
bestimmter
Sedimente
unterstützt
werden,
in
dem
sich
z.
B.
Quarzsand
bei
der
Zerkleinerung
elektrisch
aufladet
und
im
Gegensatz
zum
unzerkleinerten
Material
größere
Mengen
von
Kationen
adsorbieren
kann
(PREGL,
0.,
1985,
S.
103).
Die
elektrische
Aufladung
baut
sich
über
die
Zeit
nur
sehr
schlecht
ab.
Diesen
Effekt
könnte
man
ausnützen,
indem
man
Quarzsand
(gemahlen)
gemeinsam
mit
Müll
deponiert.
1.2.7.4.
Gefügekundlich-mineralogische
Untersuchungen
Es
sollten
dabei
O
Mineralzusammensetzungen,
O
Porengrößenverteilung
und
Porenwasser,
O
wo
und
wie
Schadstoffeinbau
im
Gefüge
erfolgen
kann
und
O
mögliche
Veränderungen
des
Mikrogefüges
beim
Schadstoffzutritt
untersucht
werden.
Auf
die
letzten
zwei
Punkte
wurde
schon
im
vorangegangenen
Abschnitt
einge-
gangen.
Die
Gesamtheit
aller
Tonminerale
zeichnet
sich
durch
ihre
geringe
Größe
aus
(z.
B.
Kaolinit:
1-6
II
0;
Illit
0,5-2
µ
0;
Montmorillonit
<
0,2
tu
0).
Sehr
wichtig
ist
die
Tatsache,
daß
diese
Tonminerale
z.
T.
sehr
große
chemisch
wirksame
Oberflächen
besitzen.
Am
aktivsten
gegenüber
Wasser
und
chemischen
Substanzen
sind
die
zur
Gruppe
der
stark
quellfähigen
3
-Schicht
-Tonmineral
zählenden
Mont-
morillonite.
Auch
bei
der
Beurteilung
der
Beeinflussung
des
Porenwassers
und
der
Porengrö-
ßenverteilung
von
Barrieregesteinen
stehen
die
Untersuchungen
erst
am
Beginn.
So
wirkt
sich
z.
B.
ein
größerer
Anteil
von
körnigen
Mineralien
(etwa
siltisches
Mineral)
ungünstig
auf
die
Dichtheit
eines
Barrieregesteins
aus,
da
selbst
bei
intensiver
Verdichtung
im
Druckschatten
dieser
Mineralkörner
größere
Porenräume
offenbleiben.
In
Hinblick
auf
das
Porenwasser
sei
erwähnt,
daß
die
Durchlässigkeit
eines
Tones
direkt
proportional
mit
dem
Elektrolytgehalt
des
Porenwassers
zusam-
menhängt
(HEILING,
1986).
Letztlich
kann
also
bemerkt
werden,
daß
es
nur
unter
Einbeziehung
aller
erwähn-
ter
Parameter
und
erst
nach
Durchführung
sämtlicher
notwendigen
Untersuchungen
möglich
ist,
einen
für
eine
Deponie
vorgesehenen
Standort
als
prinzipiell
geeignet
oder
ungeeignet
zu
qualifizieren.
Wurde
im
Zuge
der
Untersuchungen
festgestellt,
daß
der
Standort
als
solcher
zwar
geeignet,
der
Untergrund
aber
nicht
genügend
dicht
ist,
so
kann
durch
verschiedene
bautechnische
Maßnahmen
eine
„künstliche
Abdichtung"
zur
Inertisierung
der
Deponie
vorgenommen
werden.
2.
Errichtung
von
geordneten
Deponien/Abdichtungsmaßnahmen
Die
in
den
folgenden
Ausführungen
beschriebenen
Abdichtungsmaßnahmen
sind
mögliche
Dichtungssysteme
für
oberirdisch
angelegte
Halden-,
Hang-
oder
Gruben-
deponien,
in
denen
„Hausmüll"
gelagert
wird.
Im
Detail
handelt
es
sich
dabei
um
Basis-
und
Flankenabdichtungen.
Je
nach
Deponierungskonzept
kann
auch
noch
eine
spezielle
Oberflächenabdichtung
(siehe
Kap.
3.1.)
angebracht
werden.
234
Christian
Milota
2.1.
Basis-
und
Flankenabdichtungssysteme
Der
grundsätzliche
Aufbau
dieser
Dichtungssysteme
besteht
aus
oben
Schutzschicht
(Kap.
4.1.4.),
Drainagesystem
(Kap.
4.1.3.),
Dichtungsschicht
(Kap.
4.1.2.)
und
unten
gewachsener
Untergrund
(Kap.
4.1.1.).
Im
Prinzip
sind
Basis-
und
Flankenabdichtungen
gleich
aufgebaut.
Hinsichtlich
der
mechanischen
Beanspruchungen
ergeben
sich
aber
einige
Unterschiede,
wie
etwa
die
im
Böschungsbereich
zusätzlich
auftretenden
Zug-
und
Schubspannungen,
die
beim
Einbau
zu
berücksichtigen
sind.
DICHTUNGSSYSTEM
Müll
:cferj
\._^;•
‘;
'1
4
:.,
_
-
.
:
Schutzschicht
.
.
.
_
,
.
,
.
..
.
.
.
Drainschicht
mit
Drainsystem
:?-'521';°i5
0
0
::
cil
:
.
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.
otC
.
2:(5
.
4;*
.
(
li
1
il
ii
ri
ii
[I
1
ii
n
ii ii
11 11
1
.
1
Dichtungs-
schicht
KÜNSTLICH
NITTÜRLICH
gewachsener
Boden
ger.,«,,e,«eesgexeee,«
,,,
GW
.....,
Abb.
11:
Grundsätzlicher
Aufbau
eines
Basis-
bzw.
Flankenabdichtungssystemes.
2.1.1.
Gewachsener
Untergrund
Die
an
den
Deponieuntergrund
zu
stellenden,
hauptsächlich
statischen
Anforde-
rungen,
sind
in
der
Vielzahl
der
Fälle
zu
erfüllen.
Vor
allem
die
Frage
der
Grund-
bruchsicherheit
muß
geklärt
werden.
2.1.2.
Dichtungsschicht
Nur
sehr
selten
tritt
der
Idealfall
ein,
daß
das
am
vorgesehenen
Deponiestandort
anstehende
Sediment
aufgrund
der
durchgeführten
Untersuchungen
als
Basis-
oder
Flankenabdichtung
in
situ
geeignet
ist.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
235
Sollten
sich
die
vorkommenden
Sedimente
als
ungenügend
dicht
erweisen,
so
können
durch
zusätzliche
Beimengungen
verschiedenster
Materialien
die
Forderun-
gen
an
eine
ausreichend
dichte
Barriere
erfüllt
werden.
Folgende
dichtend
wirkende
Materialien
werden
dafür
verwendet:
Bentonit,
Ton-
oder
Steinmehl,
Bitumen,
Harz
und
Wasserglas.
Verschiedene
Firmen
(vor
allem
in
der
BRD)
bieten
speziell
zum
Zweck
der
Vergütung
von
Deponieabdichtungen
sogenannte
„Aktivtone"
unterschiedlichster
Zusammensetzung
an.
Durch
den
speziellen
Aufbau
dieser
(im
wesentlichen)
Bentonite
sind
sie
in
der
Lage,
300-500%
ihres
Gewichtes
an
Wasser
aufzunehmen
und
es
auch
zu
halten
(SCHMITT,
G.
P.,
1984).
k
Ein/s]
10
-5
10
-6
X
10
-8
10
1
lo-l°
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(kn
ton
i
[konzen
[ration
[N]
Abb.
12:
Ergebnisse
von
Durchlässigkeitsversuchen
an
einem
mit
Bentonit
verbesserten
Schluff
(nach
REUTER,
E.,
1985
a).
Vor
dem
Einbau
dieser
Materialien
muß
untersucht
werden,
bei
welchen
Mengen-
bzw.
Mischungsverhältnissen
und
unter
welchen
Arbeitsbedingungen
die
bestmögli-
che
Untergrunddichtigkeit
erreicht
werden
kann.
Dies
ist
durch
detaillierte
Labor-
untersuchungen
und
durch
einen
am
Standort
durchzuführenden
Probebau
festzu-
Tab.
2:
Analyse
des
Sickerwassers
F
(nach
REUTER,
E.,
1985
a).
anorganisch
mg/1
organisch
ug/1
Ca":
357
Trichlorethylen:
4
Mg":
136
Tetrachlorethylen:
1
Fe":
2
Chlorbenzole:
Cr':
0,025
HCH:
0,86
Zn":
7
Chlorphenole:
0,41
pb2±,
0,4
Hg
2
+:
0,1
Cl
-
:
284
SCh
-
:
9
236
Christian
Milota
10
9
10
-10
10
-81
k
m/s]
Durchlässigkeit
des
anstahanden
Grundmaterials
bei
Durchströmung
mit
Aqua
dost.
•~
A
...Eitentenit
8
.Bentonit
Bentonitzugabe
424
pro
m
3
Grundmaterial:
Durchlässigkeit
des
wrbes.sarten
Materials
bei
Durchströmung
mit
Deponiesickemesser
F
(Tab.2)
10
30
40
50
60
70
Zelt
[Tage]
Abb.
13:
Einfluß
einer
Bentonitzugabe
auf
die
Durchlässigkeit
eines
Mittelsandes
(nach
REVIER,
E.,
1985
b).
stellen.
Pauschal
angegebene
Bearbeitungsweisen
und
Mischungsverhältnisse
sind
nicht
anwendbar,
da
die
einzelnen
Parameter
für
jeden
Standort
verschieden
und
daher
an
jedem
Standort
neu
zu
ermitteln
sind.
Selbst
an
einem
einzigen
Standort
können
abschnittsweise
unterschiedliche
Beimengungsverhältnisse
zur
optimalen
Abdichtung
erforderlich
sein.
Dies
soll
an
einem
praktischen
Beispiel
erläutert
werden
(aus:
SCHNITT,
G.
P.,
1984,
S.
9
ff.):
Für
die
Abdichtung
einer
Deponie
in
einem
Lavabruch
stand
Löß
zur
Verfügung,
der
bei
einer
Lagerungsdichte
von
95%
der
einfachen
Proctordichte
einen
k
-Wert
von
10
-
6
m/s
aufweist
(gemessen
im
Labor
bei
Gradienten
von
i
=
20
bis
i
=
30;
i
=
hydraulisches
Gefälle).
Da
eine
untere
Grenze
des
k
-Wertes
von
10
-8
m/s
Bedingung
für
die
Abdichtung
war,
wurden
in
einer
11
Tage
dauernden
Versuchsreihe
verschie-
denste
Mischungsverhältnisse
von
Löß
mit
Bentonit
getestet.
Vor
diesen
Versicherungsversuchen
wurden
auf
den
einzelnen
Versuchsfeldern
ungestörte
Proben
entnommen
und
der
Wassergehalt
bestimmt.
Folgende
Ergebnisse
wurden
erzielt:
1.
Versuch:
Wassergehalt
(W)
=
14,8%,
Bentonitzugabe
15
kg/m
2
k
=
1,5
x
10
-9
bis
1,9
x
10
-10
m/s
2.
Versuch:
W
=
21,5%,
Bentonitzugabe
25
kg/m
2
k
=
2,8
x
10
4
bis
4,6
X
10
-9
m/s
3.
Versuch:
W
=
17,8%,
Bentonitzugabe
7,5
kg/m'
k
=
2,3
x
10
4
bis
5,3
x
10
4
m/s
Die
Versuchsreihe
zeigt
deutlich,
daß
die
Menge
der
Bentonitzugabe
von
erheblicher
Bedeutung
ist
und
daß
7,5
kg/m
2
unter
diesen
Bedingungen
etwas
zu
wenig
waren.
Des
weiteren
wurde
deutlich,
daß
bauliche
Mängel,
die
sich
aus
zu
hohem
Wassergehalt
und
unzureichender
Zerkrümelung
des
Bodens
ergaben,
durch
eine
erhöhte
Bentonitzugabe
ausgeglichen
werden
können.
Für
die
endgültige
Bauausfüh-
rung
wurde
daher
gefordert:
1.
In
trockenen
Bereichen:
W
=
15%,
10
kg/m
2
Bentonitzugabe,
2.
in
mittleren
Bereichen:
W
=
15-18%,
12
kg/m
2
Bentonitzugabe,
3.
in
nassen
Bereichen:
W
=
18-20%,
15
kg/m
2
Bentonitzugabe,
4.
in
sehr
nassen
Bereichen,
soweit
eine
Zerkleinerung
der
Schollen
noch
halbwegs
möglich
ist:
20-25
kg/m
2
Bentonitzugabe,
5.
in
nässeren
Bereichen,
die
keine
Aufarbeitung
des
Lehms
mit
Bentonit
ermöglichen,
muß
der
Boden
ausgetauscht
werden.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
237
Die
Maßnahmen
zur
Bodenvergütung
sind,
je
nach
Firma,
Anlieferungsweg,
Einbauzeit
und
-verfahren
wohl
verschieden,
insgesamt
aber
sehr
kostenintensiv.
Die
Verläßlichkeit
in
bezug
auf
Dichtung
des
Untergrundes
bleibt
wegen
der
problematischen
Einbaumethode
(Erreichen
einer
gleichmäßigen
Verteilung
der
Zuschlagstoffe
auf
der
Deponiesohle)
immer
mit
einem
Fragezeichen
behaftet.
Als
zur
Zeit
am
häufigsten
angewendete
Methode
ist
der
Einbau
von
Dichtungs-
schichten
unter
Verwendung
von
natürlichen
oder
künstlichen
Materialien
zu
erwähnen.
Vorausschickend
sei
bemerkt,
daß
dem
derzeitigen
Wissensstand
und
Stand
der
Technik
zwischen
den
beiden
Materialgruppen
„natürliche"
und
„künstli-
che"
Dichtungen
keine
Prioritäten
anzugeben
sind.
Die
Wahl
des
Dichtungsmate-
rials
hängt
primär
von
standortspezifischen
Gegebenheiten
und
wirtschaftlichen
Erwägungen
ab.
2.1.2.1.
Natürliche
Materialien
Es
ist
Aufgabe
des
Geologen,
Vorkommen
von
natürlichen
Dichtungsmaterialien
zu
erkunden
und
diese
unter
Anwendung
der
in
den
vorherigen
Kapiteln
beschriebe-
nen
Methoden
zu
untersuchen.
Auch
bei
einer
etwaigen
Vergütung
der
Materialien
muß
vor
Beginn
des
Einbaues
mit
Hilfe
der
erwähnten
Untersuchungsmethoden
die
Eignung
als
Dichtungsmaterial
nachgewiesen
werden.
Für
Basis-
und
Flankenabdichtungen
aus
natürlichen
Materialien
können
fol-
gende
feinkörnige
Sedimente
verwendet
werden:
Ton,
Schluff,
Lehm,
Mergel.
Auch
eine
Vergütung
unter
Beimengung
von
dichtend
wirkenden
Materialien
zu
diesen
Sedimenten
ist
möglich.
Weiters
werden
zur
Zeit
verschiedenste
produktspezifische
Abfallstoffe
als
Dich-
tungsmaterialien
getestet
und
teilweise
auch
schon
in
Großversuchen
verwendet:
So
kommen
etwa
Schluffe,
die
als
„Reststoffe"
bei
der
Kieswäsche
anfallen,
zur
Anwendung
(RIEHL-HERWIRSCH,
G.
et
al.,
1983).
Dieses
Material
erzielt
seine
Dichtwirkung
ohne
zu
quellen.
In
Lysimeterversuchen
wurde
nachgewiesen,
daß
Sickerwasser
eine
abdichtungssteigernde
Wirkung
hat.
Ein
k
-Wert
von
5
X
10
-8
m/s
wurde
durch
Überstau
einer
0,8
m
starken
Dichtungsschicht
aus
Kieswäscherück-
ständen
mit
1,8
m
Müllsickerwasser
auf
5
x
10
-9
m/s
verbessert.
Bei
der
anschlie-
ßenden
tonmineralogischen
Untersuchung
zeigte
sich
kein
Hinweis
auf
eine
minera-
logische
oder
chemische
Veränderung
des
Schluffmaterials
(PRELL,
0.,
1985).
Diese
seit
1979
am
Institut
für
Grundbau,
Geologie
und
Felsbau
der
TU
Wien
laufenden
Versuche
sollen
nun
in
einem
Forschungsprojekt
im
Maßstab
1
:
1
über
einen
Zeitraum
von
etwa
7
Jahren
in
eine
praxisnahe
Beziehung
umgesetzt
werden.
Bei
der
technischen
Gestaltung
des
Projektes
wird
angestrebt,
die
bautechnischen
Ausfüh-
rungen
so
zu
konzipieren,
daß
ein
Nachvollzug
auch
im
größeren
Umfang
möglichst
unproblematisch
und
kostengünstig
erfolgen
kann.
Auch
Kraftwerkstoffe,
wie
etwa
die
Entkarbonatisierungsrückstände
(Ekabo-
Rückstände)
aus
den
Kühlturmzusatzwasseraufbereitungsanlagen
trockengefeuerter
Kohlekraftwerke
werden
auf
ihre
Eignung
als
Dichtungsmaterial
geprüft.
Anhand
von
Grundsatzuntersuchungen
haben
die
Vereinigten
Elektrizitätswerke
Westfalen
(Dortmund,
BRD)
festgestellt,
daß
diese
Ekabo-Rückstände
bei
entsprechendem
Wassergehalt
und
entsprechender
Verdichtung
eine
Durchlässigkeit
aufweisen,
die
238
Christian
Milota
das
Material
als
geeignet
für
Abdichtungen
erscheinen
läßt.
Modell-
und
Großversu-
che
sollen
durchgeführt
werden
(TAuRERT,
U.,
1982).
Schließlich
wurde
an
der
Universität
Bochum
(Institut
für
Grundbau
und
Boden-
mechanik)
die
Verwendung
von
Waschbergen
als
Dichtungsmaterial
für
Deponien
untersucht
(JESSBERGER,
H.
L.
et
al.,
1983).
Waschberge
sind
die
unmittelbar
mit
der
Kohle
zutage
geförderten
Nebengesteine,
die
nach
einem
Brechvorgang
in
einer
Schwereflüssigkeitswäsche
von
der
Kohle
getrennt
werden.
Sie
sind
im
allgemeinen
gut
kornabgestuft,
wobei
Korngrößen
von
mehr
als
100
mm
selten
sind.
Die
untersuchten
Waschberge
bestehen
größtenteils
aus
Schieferton,
der
die
bodenme-
chanischen
Eigenschaften
des
Materials
bestimmt.
Es
kommen
aber
auch
Sandsteine
und
Sandschiefer
vor.
Bisher
wurden
Waschberge
unter
anderem
als
Schüttmaterial
im
Straßen-,
Damm-
und
Deichbau
verwendet.
Für
die
Verwendung
als
Deponie-
dichtung
ist
eine
möglichst
niedrige
Durchlässigkeit
zu
fordern.
Dies
kann
im
speziellen
Fall
durch
die
Beimengung
verschiedener
Bentonite,
eventuell
auch
von
schluffigem
Material,
erreicht
werden.
Die
Untersuchungen
an
der
Universität
Bochum
haben
gezeigt,
daß
sich
Waschberge
für
die
Herstellung
von
mineralischen
Abdichtungen
bestens
eignen,
wobei
nur
geringe
Zumischungsmengen
zur
Aufbe-
reitung
der
Dichtungsschicht
erforderlich
sind.
Die
an
eine
Abdichtung
gestellten
Anforderungen,
vor
allem
in
Hinblick
auf
das
Langzeitverhalten,
sind
gut
erfüllbar
und
die
Überprüfung
der
erreichten
Abdichtung
ist
mit
einfachen
Untersuchungs-
methoden
möglich
(JESSBERGER,
H.
L.
et
al.
1983,
S.
200;
vgl.
auch
STEFFEN,
H.,
1979).
Vor
Einbau
der
mineralischen
Abdichtung
muß
der
anstehende
Boden
entspre-
chend
aufbereitet
werden.
Diese
Arbeiten
beinhalten
die
Entfernung
der
Humus-
schicht,
die,
zwischengelagert,
für
Rekultivierungszwecke
wieder
verwendbar
ist.
Weiters
müssen
Unebenheiten,
Wurzelstöcke
und
ähnliches
entfernt
und
der
durch
diese
Maßnahmen
aufgelockerte
Boden
wiederum
optimal
verdichtet
werden.
An-
schließend
wird
dieses
Rohplanum
mit
einer
entsprechenden
Neigung
zu
den
später
anzubringenden
Drainageleitungen
glatt
abgewalzt.
Die
gestellten
Anforderungen
an
den
Untergrund
bezüglich
der
Verdichtung
betragen
bei
nichtbindigen
Böden
D
pr
97%,
bei
bindigen
Böden
D
pr
95%
(PRELL,
0.,
1985,
S.
117).
Es
ist
damit
zu
rechnen,
daß
der
so
vorbereitete
Untergrund
der
gesamten
Deponiebasis
nicht
in
einem
Arbeitsgang
mit
der
Dichtungsschicht
abgedeckt
wer-
den
kann.
Um
die
der
Verwitterung
ausgesetzten
Flächen
vor
Erosion
zu
schützen
ist
es
ratsam,
diese
Teilabschnitte
bis
zum
Einbau
der
Dichtungsschicht
abzudecken,
wobei
größere
Wasseransammlungen
auf
diesen
Abdeckungsvorrichtungen
zu
ver-
meiden
bzw.
zu
beseitigen
sind.
Die
geforderte
Dicke
einer
mineralischen
Flächendichtung
ist
mit
mindestens
60
cm
festgelegt,
der
zulässige
Höchstwert
der
Durchlässigkeit
beträgt
k
=
10'
m/s.
Bei
Deponien
für
gefährlichen
Sonderabfall
werden
meist
Schichtdicken
zwischen
0,6
m
und
3,0
m
mit
einem
k
-Wert
von
10
-9
m/s
gefordert
(PREGL,
0.,
1985,
S.
117).
Der
Wert
für
die
Dicke
der
Dichtungsschicht
ergibt
sich
einerseits
aus
einer
erätebedingten
Bearbeitungstiefe
von
30
cm,
andererseits
auch
aus
wirtschaftlichen
Überlegungen
(Deponievolumen
soll
möglichst
groß
bleiben).
Hinsichtlich
der
Bearbeitungstiefe
sei
erwähnt,
daß
die
Forderung
besteht,
mindestens
zweilagig
einzubauen.
Begründet
wird
diese
Maßnahme
damit,
daß
beim
einlagigen
Einbau
Die
geordnete
Mülldeponie
-
eine
Illusion?
239
auftretende
Fehler
oder
Schwachstellen
in
der
Dichtungsschicht
durch
die
Auflage
der
zweiten
Schicht
ausgebessert
werden
können.
Die
Dicke
einer
Dichtungsschicht
verringert
zwar
den
Durchfluß
nur
wenig
oder
gar
nicht,
sie
hat
aber
einen
großen
Einfluß
auf
die
Erosions-
und
Setzungsstabilität
und
auf
die
Kationenadsorbtion.
Eine
Verringerung
der
Durchlässigkeit
um
eine
Zehnerpotenz
entspricht
einer
Verstärkung
der
Schicht
um
das
10fache
(vgl.
Wirtschaftlichkeit,
Verlust
an
Deponieraum!).
Hier
eine
optimale
Lösung
zwischen
ausreichender
Schichtmächtigkeit
und
ver-
tretbarer
Wirtschaftlichkeit
zu
finden,
liegt
im
Aufgabenbereich
des
Planers.
Das
Material
ist
möglichst
optimal
zu
verdichten
(D
pr
95-97%),
um
spätere
Verformungen
der
Dichtungsschicht
zu
vermeiden.
Diese
Anforderung
ist
nur
bei
Verdichtung
auf
der
nassen
Seite
der
Proctorkurve
zu
erreichen,
wobei
aber
auch
zu
Industriefolie
(0.2
mm)
verdichteter
me.fölthöhe
(Sicherun
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no
al
d
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9
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Böschungsabdicht
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Lagen
-
---
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1
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4
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Rohplenum
Sohle
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n(9
,
/
Bodenabbau,
Verdichten
Glattwalzen
der
Oberflache
—Einbau
nach
Fertigstellung
dar
Böschungsabdichtung
3%
-
Sohlabdichtung
(60cm),
2
Lagen
sweee---
,
e/e
/"e/fif
12ohplanum
Sohle.
2%
/
..ttt
.e
°‚
Rohplanuni
.
3`‘
Böschung
/
2%
Rrbeitsbreee
.30m
5
-
A
III
Abb.
14:
Konstruktionsbeispiel
von
Flankenabdichtungen
mit
natürlichen
Materialien
bei
verschiedenen
Böschungsneigungen
(nach
SONDERMANN,
W.,
1985).
240
Christian
Milota
berücksichtigen
ist,
daß
das
Setzungsverhalten
mit
dem
Einbauwassergehalt
zu-
nimmt
(REUTER,
E.,
1985
a).
Ein
zu
hoher
Wassergehalt
wirkt
sich
ungünstig
auf
die
Verformbarkeit
aus,
sodaß
sich
beim
späteren
Befahren
während
der
Bauzeit
Rillen
bilden
und
Drainagematerial
in
die
Dichtungsschicht
gedrückt
werden
kann
(PREGL,
0.,
1985,
S.
117).
Zusätzlich
wird
gefordert,
daß
der
Luftporenanteil
in
der
Dichtungsschicht,
der
üblicherweise
zwischen
2
und
4%
liegt,
den
Maximalwert
von
7%
nicht
überschrei-
ten
darf.
Fallweise
wird
in
die
Abdichtungsschicht
auch
eine
(oder
mehrere)
Kalkschichten
miteingebaut,
die
auftretendes
Sickerwasser
neutralisieren
und
Schwermetalle
ausfäl-
len
sollen.
Mit
natürlichen
Materialien
können
auch
die
Böschungen
in
Grubendeponien
abgedichtet
werden.
Die
jeweilige
Einbaumethode
ergibt
sich
aus
der
Böschungsnei-
gung.
Bei
Neigungen
1
:
2
kann,
wie
bei
der
Basisabdichtung,
das
Material
flächenmäßig
in
mehreren
Lagen
aufgebracht
und
mit
Spezialgeräten
verdichtet
werden.
Bei
steileren
Böschungen
empfiehlt
es
sich,
das
Dichtungsmaterial
vorher
auf
Mieten
aufzubereiten
und
anschließend
lagenweise
einzubauen,
oder
die
Bö-
schungsdichtung
erst
im
Zuge
der
Auffüllung
der
Deponie
in
horizontalen
Lagen
.15
Einbau
dar
Flanken-
abdichtung
im
Laufe
der
Auffik
Lung
mit
Müll
Z.0
m
MÜLL
Abdichtung
und
Drainagesystem
Abb.
15:
Einbau
von
natürlichen
Böschungsabdichtungen
im
Zuge
der
Auffüllung
der
Depo-
nie
(nach
PREGL,
0.,
1985).
abschnittsweise
anzubringen
(Abb.
15).
Bei
allen
Böschungsdichtungen
ist
zu
be-
achten,
daß
sich
durch
versickerndes
Niederschlagswasser
oder
ansteigendes
Grund-
wasser
in
der
Böschung
hinter
der
Dichtung
ein
Porenwasserdruck
aufbauen
kann,
der
im
Bereich
des
noch
nicht
verfüllten
Deponieraumes
die
Dichtungsschicht
abschälen
und
Böschungsrutschungen
auslösen
kann.
Als
Schutzmaßnahme
ist
das
Eindringen
von
Niederschlagswässern
neben
der
Böschung
durch
Gräben
zu
verhin-
dern
und
bereits
eingedrungenes
Sickerwasser
ist
durch
Vertikaldrainagen
oder
durch
Drainageschichten
unter
der
Dichtung
abzuleiten
(PREGL,
0.,
1985,
S.
138).
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
241
Genauso
ist
nach
Herstellung
einer
mineralischen
Böschungsdichtung
deren
Abdek-
kung
zur
Verhinderung
von
Oberflächenerosion
und
Bewuchs
notwendig.
Aus
verschiedensten
Gründen
ist
auch
die
abschnittsweise
Herstellung
von
Dichtungs-
schichten
zu
überlegen:
So
kommt
es
des
öfteren
vor,
daß
das
Planum
ausgetrocknet
ist
und
erhebliche
Schrumpfrisse
zeigt,
die
auch
durch
nachträgliches
Quellen
nie
mehr
ganz
geschlossen
werden.
Weiters
ist
darauf
zu
achten,
daß
mineralische
Dichtungsschichten
während
Frostperioden
immer
bereits
mit
der
Drainageschicht
und
möglicherweise
auch
mit
der
ersten
Müllage
abgedeckt
sind.
Es
konnte
etwa
nachgewiesen
werden,
daß
die
k
-Werte
der
oberen
20
cm
einer
über
dem
Winter
unabgedeckten
Dichtungsschicht um
eine
10er-Potenz
größer
waren
als
die
gefor-
derten
Werte,
15
cm
tiefe
Trockenrisse
auftraten
und
teilweise
auch
das
Auffrieren
des
Materials
stattfand.
Hingegen
ist
eine
mit
optimaler
Verdichtung
eingebaute
Abdichtung
mit
schweren
Fahrzeugen
befahrbar,
wenig
erosionsanfällig
und
weicht
auch
bei
längeren
Regenperioden
nur
ein
bis
zwei
Zentimeter
tief
auf.
Aus
diesen
Gründen
ist
ein
permanente
und
lückenlose
Überwachung
vor
und
während
des
Einbaues
der
Dichtungsschicht
an
der
Baustelle
unbedingt
notwendig.
Üblicherweise
wird
je
eine
Kontrollprüfung
auf
500
bis
2000
m
2
(meistens
1000
m
2
)
hergestellter
Schüttlage
ausgeführt.
Dabei
sollte
der
erreichte
k
-Wert,
Trockendichte
und
Wassergehalt
bestimmt
werden.
Bei
jeder
fünften
Probe
muß
eine
Paralleluntersuchung
vorgenommen
werden.
Soferne
sich
das
Dichtungsmate-
rial
nicht
wesentlich
ändert
und
eine
genügende
Anzahl
von
Kennwerten
mit
geringem
Streubereich
vorliegt,
kann
der
gewählte
Probenabstand
vergrößert
wer-
den.
Bei
feinkörnigen
Böden
werden
die
Proben
mit
dem
Ausstechzylinder
entnom-
men.
Eine
unzureichende
Verdichtung
zeigt
sich
dabei
oft
schon
beim
Ausstechen
dadurch
an,
daß
die
Probe
durch
die
Reibung
an
der
Innenseite
des
Zylinders
gestaucht
wird.
Bei
gemischtkörnigen
Böden
ist
die
Entnahme
von
ungestörten
Proben
nicht
möglich.
Daher
wird
die
Dichte
mittels
eines
Ersatzverfahrens
be-
stimmt
und
im
Labor
die
entnommene
gestörte
Probe
mit
der
im
Feld
bestimmten
Trockendichte
und
mit
dem
gleichen
Wassergehalt
in
den
Versuchszylinder
einge-
baut.
Die
Dicke
der
Dichtungsschicht
ist
mindestens
alle
100
m
durch
ein
Flächennive-
lement
zu
überprüfen.
In
Ausnahmefällen
kommen
auch
Schlitzsondierungen
in
Frage.
Bei
allen
Feldversuchen
ist
selbstverständlich
für
eine
gute
Schließung
der
Probe-
entnahmelöcher
zu
sorgen.
Das
bloße
Verfüllen
und
Überfahren
mit
Walzen
oder
auch
das
händische
Verdichten
mit
Stampfern
ist
nicht
ausreichend.
Die
Verdichtung
sollte
mit
Explosions-
oder
Schnellschlagstampfern
erfolgen
(PREGL,
0.,
1985,
S.
142
ff.).
KRITISCHE
BEMERKUNGEN
Der
grundsätzliche
Vorteil
mineralischer
Dichtungsmaterialien
liegt
sicherlich
darin,
daß
durch
ein
Vorkommen
am
Deponiestandort
oder
in
dessen
unmittelbarer
Nähe
mit
relativ
geringem
finanziellem
Aufwand
eine
Abdichtung
zu
erstellen
ist.
Von
großer
Bedeutung
dabei
sind
sorgfältige
Auswahl,
Überprüfung,
Einbau
und
Nachprüfung
des
Materials.
16
Mitteilungen
der
Österr.
Geol.
Ges.,
Bd.
79
242
Christian
Milota
Ein
weiterer
Vorteil
liegt
darin,
daß
bei
den
immer
wieder
zu
erwartenden
Setzungen
kein
Sprödbuch
eintritt,
sondern
die
natürlichen
Materialien
die
Fähigkeit
der
„Selbstheilung"
besitzen.
Von
großer
Bedeutung
ist
auch
die
Wirkung
der
natürlichen
Dichtung
in
Form
einer
„geochemischen
Barriere"
(vgl.
dazu
auch
Kap.
1.2.7.3.
und
Abb.
10).
Ein
zusätzlicher
Dichtungseffekt
tritt
durch
ein
„Ver-
ockern"
der
Basisabdichtungsoberkante
und
somit
durch
die
Ausbildung
einer
obersten
„Patina
-Schicht",
die
den
darunterliegenden
Ton
schützt,
ein.
Dieser
Effekt
konnte
durch
Lysimeterversuche
(RIEHL-HERWIRSCH,
G.
et
al.,
1983)
nachge-
wiesen
werden.
Folgende
weitere
(günstige)
Faktoren
bewirken
eine
Verringerung
der
Durchlässigkeit:
O
Die
Sickerwassermenge
verteilt
sich
nicht
gleichmäßig
über
das
ganze
Jahr
es
ist
also
nicht
mit
einer
permanenten
Höchstbelastung
der
Basisabdichtung
durch
einen
hohen
Sickerwassereinstau
zu
rechnen.
O
Bei
den
Eignungsprüfungen
werden
die
k
-Werte
üblicherweise
für
den
gesättigten
Zustand
und
bei
einem
Gradienten
von
i
=
30
bestimmt.
Die
Dichtungsschicht
ist
jedoch
tatsächlich
nur
teilweise
gesättigt
und
der
Gradient
liegt
tatsächlich
bei
i=1.
O
Die
an
der
Ober-
und
Unterseite
der
Dichtungsschicht
wirkenden
Kapillarspan-
nungen
behindern
das
Eindringen
von
Sickerwasser
in
die
Dichtungsschicht
und
das
Austreten
desselben
in
den
durchlässigen
Untergrund.
O
Innere
(Kolmation)
und
äußere
Filtration.
O
Osmose.
Zweifellos
treten
auch
Erscheinungen
auf,
die
sich
negativ
auf
die
Dichtigkeit
auswirken
und
somit
die
Durchlässigkeit
erhöhen:
O
Suffusion,
innere
Erosion
und
Kontakterosion,
O
Lösungs-
und
Desorptionsvorgänge
(PREGL,
0.,
1985,
S.
120).
Durch
ungünstige
Mischungsverhältnisse
mit
Bentonit
vergütete
Böden
zeigen
ein
schlechtes
mechanisches
Verhalten
und
neigen
zu
grundbruchähnlichen
Ausweichre-
aktionen
aufgrund
der
Auflast.
Letztlich
soll
betont
werden,
daß
die
Forschung
auf
diesem
Gebiet
noch
am
Beginn
steht.
Die
bisher
gewonnenen
Erfahrungen,
auch
aus
der
Praxis,
lassen
aber
eine
durchaus
optimistische
Entwicklung
für
die
Zukunft
erwarten
und
ermöglichen
gut
fundierte
Voraussagen.
2.1.2.2.
Künstliche
Materialien
Die
Beherrschung
der
Kunststofftechnik
liegt
sicherlich
nicht
im
Aufgabenbereich
des
Geologen.
Zweifelsohne
sind
dafür
speziell
ausgebildete
Fachleute
zuständig.
Trotzdem
ist
die
Kenntnis
grundlegender
Parameter
im
Zusammenhang
mit
Kunst-
stoffdichtungsbahnen
als
Entscheidungshilfe
und
Grundlage
für
vergleichende
Be-
trachtungen
notwendig.
Die
folgenden
Ausführungen
sollen
daher
einen
kurzen
Überblick
vermitteln.
Kunststoffdichtungsbahnen
werden
im
Bereich
des
Grundwasserschutzes
in
der
BRD
etwa
seit
Anfang
der
siebziger
Jahre
im
größeren
Umfang
eingesetzt.
Nach
groben
Schätzungen
wurden
bis
Ende
1984
bei
mehr
als
300
Projekten
ca.
6
Mio.
m2
Kunststoffbahnen
verlegt
(KNiPscHiLD,
F.
W.,
1985
a,
S.
71).
Ähnliche
Überlegun-
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
243
gen
sind
für
Österreich
nicht
bekannt.
In
den
österreichischen
„Richtlinien
für
geordnete
Mülldeponien
im
Interesse
des
Gewässerschutzes"
(BMfLF,
1977)
ist
sogar
festgehalten,
daß
künstliche
Dichtungen
für
eine
ausreichenden
Gewässer-
schutz
keine
Gewähr
bieten
und
daher
in
Gebieten
mit
nutzbarem
Grundwasser
abzulehnen
sind.
Nach
den
jüngsten
Erfahrungen
aus
Forschung
und
Praxis
dürfte
diese
Aussage
wohl
nur
mehr
bedingt,
wenn
überhaupt,
gültig
sein.
Kunststoffdichtungsbahnen
oder
-platten
werden
von
verschiedensten
Firmen,
auch
in
Österreich,
auf
folgenden
Werkstoffgrundlagen
hergestellt:
Werkstoffbasis
Abkürzungen
1.
Polymere
Hart
-Polyethylen
HDPE
Halbhart/Weich
Polyethylen
M/LDPE
Weich
Polyvinylchlorid
PVC
Ethylen
Propylen
Terpolymer
EPDM
(Elastomer)
2.
Polymer
Bitumen
Ethylen
Copolymer
Bitumen
ECB
(PREGL,
0.,
1985,
S.
147)
Die
Dicke
der
einzelnen
Folien
schwankt
je
nach
Werkstoff
und
Hersteller
zwischen
1,5
und
5,0
mm.
In
den
meisten
Ausschreibungstexten
wird
für
die
Abdichtung
von
Mülldeponien
eine
Foliendicke
von
2,0
mm
±
10%
vorgesehen.
Nach
dem
Stand
der
Technik
werden
Basisabdichtungen
mit
Kunststoffbahnen
bevorzugt
auf
HDPE-Basis
(=
Polyethylen
hoher
Dichte,
oder
PE
hart
bzw.
Niederdruck-PE
oder
modifizierte
PE)
ausgeführt
(GLÜCK,
L.
et
al.,
1985,
S.
34).
Tab.
3:
Einteilung
von
Polyethylen
(PE)-Formmassen
(nach
GLÜCK,
L.
et
al.,
1985).
Bezeichnung
Kurzzeichen
Dichtebereich
(g/cm
3
)
Schmelzbereich
(°C)
Polyethylen
niederer
Dichte
LDPE
0,915-0,924
105-115
Polyethylen
mittlerer
Dichte
MDPE
ca.
0,94
ca.
120
Polyethylen
hoher
Dichte
HDPE
0,925-0,965
127-135
Die
Eigenschaften
dieser
Werkstoffe
und
somit
auch
die
Qualität
eines
Dichtungs-
systems
mit
Kunststoffdichtungsbahnen
werden
von
verschiedensten
Faktoren
be-
einflußt:
O
Art
und
Zusammensetzung
des
Rohstoffes,
O
Herstellverfahren,
O
Gestaltung
und
Dimensionierung,
O
Aufbau
des
Dichtungssystems,
O
Konstruktive
Einzelheiten
(KNIPSCHILD,
F.
W.,
1985
b,
S.
154).
16"
244
Christian
Milota
Die
einzelnen
Hersteller
sind
bemüht,
ihre
Produkte
von
verschiedensten
Prüfan-
stalten
untersuchen
zu
lassen
und
stellen
dem
Interessenten
diese
oft
sehr
umfangrei-
chen
Testergebnisse
unentgeltlich
zur
Verfügung.
Daher
sollen
im
folgenden
nur
zwei
übergeordnete
Begriffe
beleuchtet
werden,
die
in
Hinblick
auf
die
Verwendung
von
Kunststoffbahnen
als
Deponieabdichtung
von
großer
Bedeutung
sind,
nämlich
die
mechanische
Beanspruchung
und
die
chemische
Beanspruchung
dieser
Kunststoffe.
Unter
dem
Überbegriff
mechanische
Beanspruchung
können
kurzfristige
(wäh-
rend
der
Bauzeit,
während
des
Zeitraumes
bis
zur
Abdeckung
mit
Müll)
und
langfristige
Beeinflussungen
der
Dichtungsbahnen
unterschieden
werden.
Einen
grundsätzlichen
Überblick
zu
möglichen
mechanischen
Belastungen
der
Basisab-
dichtungen
zeigt
Abb.
16.
Zag
durch
Eigengewicht
(L)
DICHTUNGSBAHN
K
=
KURZZEITIG
L
=
LANGFRISTIG
Zug
durch
Biegung
(zyklisch)
durch
Wind
und
Temperaturunterschiede
(K)
punktartige
Beanspruchungen
(K)
<Schub
durch
Müllsetzung
(L)
77
P..
f r
s
MULL
2
Druck
durch
-
Druck,
1
Auflasten
(L)
Zugaus
Z
u
g
Schub
an
5eL
z
un
gs
-
Bau
,
werken
(L)
unterschieden
(L)
Abb.
16:
Verschiedenste
mechanische
Beanspruchungen
von
Kunststoffdichtungsbahnen
bei
der
Verwendung
als
Basis-
und
Flankenabdichtung
(nach
KNIPSCHILD,
F.
W.,
1985
a).
In
Abb.
17
sind
schematisch
alle
sonstigen
Beanspruchungen
der
Dichtungsbah-
nen,
die
allgemein
als
Alterungseinflüsse
bezeichnet
werden
können,
dargestellt.
Durch
diese
Einflüsse,
die
selbstverständlich
bei
der
Planung
berücksichtigt
werden
müssen,
können
die
mechanischen
Eigenschaften
der
Dichtungsbahnen
nachträglich
verändert
werden
(vgl.
KNIPSCHILD,
F.
W.,
1985
c).
Unter
chemischer
Beanspruchung
ist
die
Wechselwirkung
der
Kunststoffdich-
tung
mit
dem
Sickerwasser
zu
verstehen.
In
diesem
Zusammenhang
muß
betont
werden,
daß
auch
bei
fehlerfrei
erzeugten
und
verlegten
künstlichen
Sperrschichten
Transportvorgänge
durch
den
Kunststoff
möglich
und
auch
nachgewiesen
sind.
Der
Transport
einer
niedermolekularen
Substanz
vollzieht
sich
durch
Adsorption
an
der
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
245
DICHTUNGSBAHN
Temperatur
Feuchtigkeit
UV
-
Strahlung
_Deponiegas
Mikro.=
organi
rnen
MULL
Sicker=
wasser
konzentrierter
chem.
Angriff
Abb.
17:
Unterschiedlichste
Beanspruchungen
von
Dichtungsbahnen
bei
der
Verwendung
als
Deponieabdichtung
(nach
KNIPSCHILD,
F.
W.,
1985
c).
Kunststoffoberfläche,
Lösung
des
Permeenten
im
Kunststoff
(vorzugsweise
in
der
amorphen
Phase),
Transport
im
Inneren
des
Kunststoffes
und
Desorption
nach
Erreichen
der
unteren
Oberfläche.
Der
gesamte
Vorgang
wird
als
Lösungsdiffusion
bezeichnet
und
nur
diese
kommt
bei
Kunststoffen
in
Frage
(POSCHET,
G.,
1985,
S.
84).
Diese
Diffusion
ist
unabhängig
vom
hydrostatischen
Druck
und
bei
konstan-
ter
Temperatur
nur
abhängig
von
den
Lösungskonzentrationen
an
der
Ober-
bzw.
Unterseite
der
Abdichtungsschicht.
Es
sind
vor
allem
organische
Stoffe, die
durch
Lösungsdiffusion
aus
der
Deponie
austreten
können
(Abb.
18).
PE
weist
die
geringste
Permeationsrate
auf.
Sie
beträgt
aber
immerhin
3,4
ml
organischer
Stoffe/m
2
/Tag.
Dies
entspricht
den
Inhaltsstoffen
von
150
ml
Sickerwas-
ser.
Im
Vergleich
dazu
durchsickern
etwa
nur
100
ml
Sickerwasser
eine
mineralische
Dichtungsschicht
mit
einem
k
-Wert
von
10
-8
m/s
(PREGL,
0.,
1985,
5.
148).
Vor
Verlegung
der
Kunststoffbahnen,
die
meist
beim
Hersteller
auf
bestimmte
Größen
vorkonfektioniert
werden
können,
sollte
auf
den
glatt
abgewalzten
Unter-
grund
eine
ca.
20-30
cm
dicke
Schutzschicht
aus
Sand
(z.
B.
0/4
mm
Körnung)
(oder
ein
Kunststoffvlies)
aufgetragen,
verdichtet
(Setzungen!)
und
abgewalzt
wer-
den.
Dies
ist deshalb
notwendig,
weil
es
trotz
der
großen
Reißdehnung
der
Dich-
tungsbahnen
beim
Überfahren
mit
Planierraupen
(etwa
einer
Moorraupe,
die
einen
sehr
geringen
Flächendruck
von
35
kPa
ausübt)
zum
Durchstanzen
der
Folie
durch
kantige
Kieskörner
kommen
kann.
Beim
Verlegen
der
Kunststoffbahnen
ist
auf
eine
äußerst
sorgfältige
und
mate-
rialschonende
Arbeitsweise
zu
achten.
Während
der
Verlegearbeiten
spielen
auch
klimatische
Einflüsse
eine
nicht
zu
unterschätzende
Rolle.
Sicherlich
sind
diese
246
Christian
Milota
Ä
2000
Lin
g/m
2
2,n
)1500
E
1000
Tu
500
01
"
Tetrachlorethylen
Trichtorethylen
Toluol
Chlorbenzol
Xylol
Tetrahydrofuran
Aceton
i-Octan
Methanol
1&
4
je
11,1
Gew.-%
•<P
Ve
HOPE
t
o
m
„,
1
I
1
1
i
1
1
1
1 1
20
40
60
80
100
d
Permeationszeit
Abb.
18:
Permeation
eines
9
-Komponentengemisches
durch
eine
1
mm
-dicke
HDPE-Folie
(nach
AUGUST,
H.,
1985).
Parameter
nicht
zu
beeinflussen,
aufgrund
vorliegender
Erfahrungen
kann
man
aber,
sofern
überhaupt
möglich,
die
Einbauzeit
so
ansetzen,
daß
diese
Einflüsse
möglichst
gering
gehalten
werden.
So
können
etwa
durch
Wärmeausdehnung
Falten
entstehen:
Bis
zu
einer
bestimmten
Größe
können
sie
überdeckt,
größere
müssen
mit
Bändern
aus
demselben
Material
auf
die
Folie
wieder
angeheftet
werden
(Abb.
19).
Bei
der
Deponie
„Nassmatt"/Zürich
führte
der
nächtliche
Temperaturabfall
zu
einer
linea-
ren
Materialverkürzung
von
über
3
m!
Am
Tag
kam
es
zum
umgekehrten
Vorgang
durch
temperaturbedingte
Längenausdehnungen
mit
Wellenbildung
(PREGL,
0.,
1985,
S.
151).
Tolle
umgelegte
angeschweißtes
falte
<
PE-Bonei
KunststofFdichtung
Abb.
19:
Faltenbildung
an
Kunststoffdichtungsbahnen
infolge
thermischer
Beanspruchung
und
eine
mögliche
Sanierungsvariante
(nach
PREGL,
0.,
1985).
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
247
Bei
den
Verlegearbeiten
ist
darauf
zu
achten,
daß
die
einzelnen
Dichtungsbahnen
möglichst
spannungsfrei
in
das
gesamte
System
eingelegt
werden.
An
allen
Bau-
werksanschlüssen,
Rohrdurchführungen
u.
ä.
ist
eine
vor
Einbau
festzulegende
Materialvorgabe
notwendig,
um
die
Bahnen
bei
unterschiedlichen
Setzungsbeträgen
möglichst
spannungsfrei
zu
halten
(KOPP,
B.,
1985,
S.
175).
Vor
allem
im
Böschungsbereich
erfordert
das
Abdichten
mit
Kunststoffbahnen
wesentlich
differenziertere
konstruktive
Ausführungen
als
der
Einbau
von
minerali-
schen
Abdichtungen.
So
soll
die
vor
der
Verlegung
der
Dichtungsbahnen
genauso
sorgfältig
wie
die
Sohlfläche
aufbereitete
Böschung
einen
Neigungswert
von
N
=
1
:
2,5
im
allgemeinen
nicht
überschreiten.
An
Steilböschungen
über
28-30°
Neigung
müssen
zur
Erhöhung
der
Reibung
zwischen
Kunststoffbahn
und
Planum
geeignete
Gittergewebe
als
Unterlage
eingesetzt
werden.
Böschungen
mit
mehr
als
40
m
Länge
sollten
ohne
Zwischenverankerung
der
Dichtungsbahnen
vermieden
werden,
um
Überdehnungen
des
Materials
im
Einbauzustand,
aber
auch
eine
punktuelle
Überbeanspruchung
der
Schweißnähte
auszuschließen.
Außerdem
emp-
fiehlt
es
sich,
Zwischenbremen
anzulegen
und
mit
einer
Sickerwasserdrainage
für
die
darüber
befindliche
Hanglange
zu
versehen.
Der
Übergang
der
Böschung
am
Deponierand
ist
mit
einem
Ausrundungsradius
von
mindestens
3
m
zu
planen,
damit
die
Bahn
mit
genügend
starkem
Reibungswinkel
verankert
werden
kann.
Der
Aufhängegraben
wird
so
ausgehoben,
daß
sich
seine
Mittelachse
im
Abstand
von
Verh/Lung
soll
steinFrei
sein
5%
*.
its
fe
c
Böschungs-
Länge
--...
0
-
10m
10
-
35m
35
-
70m
0
>1.0m
>
1.5m
>
2.0m
b
0.5m
0.5m
0.5m
c
0.5m
0.75m
1.0m
Abb.
20:
Konstruktionsvorschlag
für
die
Befestigung
von
Kunststoffdichtungsbahnen
in
Form
eines
Einbindegrabens
(nach
SCHLÜTTER,
A.,
1985).
mehr
als
1
m
(Abb.
20)
parallel
zur
Böschungskante
befindet.
Auf
diese
Weise
wird
u.
a.
auch
verhindert,
daß
durchsickerndes
Tagewasser
hinter
die
Dichtungsbahn
treten
kann
(ScHLüTTER,
H.,
1985,
S.
42f.).
Auch
Steilwände
im
Deponiebereich
können
durch
spezielle
Konstruktionen
mit
Kunststoffbahnen
abgedichtet
werden
(Abb.
21).
Für
die
Verlegung
ist
ein
sorgfältig
ausgearbeitetes
Konzept
mit
entsprechendem
Verlegeplan
erforderlich.
Aus
diesem
Plan
muß
die
Lage
jeder
einzelnen
Bahn
und
jeder
Schweißnaht
ersichtlich
sein
und
der
Arbeitsfortschritt
ist
laufend
einzutragen.
248
Christian
Milota
Für
das
Zusammenfügen
der
einzelnen
Bahnen
kommen
je
nach
Material
und
Hersteller
verschiedene
Schweißtechniken
zur
Anwendung.
Zur
Zeit
werden
haupt-
sächlich
Warmgas-Überlappverfahren,
Heizkeil-Überlappverfahren,
Extrusions-
Überlappverfahren
und
Extrusions-Auftragverfahren
angewendet
(GLÜCK,
L.
et
al.,
1985).
/ /
z
Gebirge
Spritzbeton
Vlies
Abdichtung
/
/
Ronden
Scheibe
Stahlnagel
Abb.
21:
Vorsch
ag
zur
konstruktiven
Ausbildung
der
Abdichtung
von
Steilwänden
mittels
Kunststoffdichtungsbahnen
(nach
SCHLUTTER,
A.,
1985).
Die
Dimensionierung
der
Schweißnaht
muß
mindestens
5
cm
betragen
und
sehr
oft
(Überlapp
-Verfahren)
wird
sie
als
Doppelnaht
mit
dazwischenliegendem
Prüfka-
nal
ausgeführt
(Abb.
22).
Es
ist
notwendig,
ein
genaues
Schweißprotokoll
zu
führen,
worin
für
jede
Schweißnaht
die
für
das
jeweilige
Verfahren
maßgeblichen
Parameter,
wie
etwa
Temperatur
von
Bahnen,
Extrudat-
und/oder
Warmluft,
Schweißgeschwindigkeit
und
verschiedenste
Witterungsparameter
festzuhalten
sind.
*)
Im
allgemeinen
liegt
die
mittlere
Schweißgeschwindigkeit
auf
der
Baustelle
je
nach
Witterung
bei
2
m/min.
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
249
Um
die
Schweißnahtfestigkeit
zu
überprüfen,
wird
vor
Schweißbeginn
und
nach
Schweißende
eine
Probeschweißnaht
angefertigt,
die
vor
Ort
u.
a.
durch
manuelle
Schälversuche
an
daraus
entnommenen
Probekörpern
untersucht
werden
kann
(GLÜCK,
L.
et
al.,
1985,
S.
39).
Die
Prüfung
der
Nähte
soll
sowohl
deren
Dichtigkeit
als
auch
die mechanische
Festigkeit
nachweisen.
Auch
diese
Vorgänge
sind
ins
Schweißprotokoll
auch
die
getroffenen
Sanierungsmaßnahmen
einzutragen.
doppelte
Schweißnaht
Prüfkanal
Kunststoffbohnen
Verformunrn
des
PrüFkanaLs
infolge
von
Druckluftprüfung
Abb.
22:
Zusammenfügen
zweier
Kunststoffdichtungsbahnen
durch
eine
doppelte
Schweiß-
naht
mit
dazwischenliegendem
Prüfkanal
für
die
Druckluftprüfung
(nach
Kort>,
B.,
1985).
Für
die
Dichtigkeitsprüfung
wurden
verschiedene
materialspezifische
Prüfver-
fahren
entwickelt,
deren
Aussagewert
allerdings
sehr
unterschiedlich
ist.
Es
können
visuelle
Beurteilungen
der
Naht
und
des
Schweißwulstes,
Prüfungen
mit
Reißhaken,
Ultraschall,
elektrischer
Hochspannung,
Vakuumglocke
und
Druckluftprüfungen
an
Nähten
mit
Prüfkanal
durchgeführt
werden
(siehe
Abb.
22).
Diese
Methoden
liefern
insgesamt
keine
zuverlässigen
Aussagen
über
die
mechanische
Festigkeit.
Außerdem
muß
bei
der
Prüfung
sorgfältigst
vorgegangen
werden,
um
Beschädigun-
gen
der
Dichtungsbahn
oder
der
Schweißnähte
zu
vermeiden.
Bei
den
meisten
Projekten
konnte
festgestellt
werden,
daß
die
Prüfung
der
zu
Schweißbeginn
und
nach
Schweißende
angefertigten
Probeschweißungen
konstan-
te
Schweißbedingungen
vorausgesetzt
wertvolle
und
in
der
Regel
hinreichende
Informationen
über
die
Nahtgüte
der
Gesamtnaht
liefert
(GLÜCK,
L.
et
al.,
1985,
S.
40).
Nachdem
die
Verlegearbeiten
samt
Sanierungen
und
Überprüfungen
abgeschlos-
sen
sind,
erfolgt
vom
Bauherrn
die
Endabnahme
der
Deponieabdichtung.
Schließlich
soll
noch
angeführt
werden,
daß
auch
bituminöse
Heißmischbeläge
als
Abdichtungsmaterial
für
bestimmte
Deponien
verwendet
werden
(z.
B.
Schütt-
gutdeponie
Großlappen
Nord
bei
München).
Den
außerordentlich
günstigen
Eigen-
schaften
gegenüber
mechanischen,
klimatischen
und
biologischen
Einflüssen
muß
die
Empfindlichkeit
von
Bitumen
und
Teer
in
Hinblick
auf
organische
Stoffe
(etwa
250
Christian
Milota
Kohlenwasserstoffe)
und
Mikroben
entgegengehalten
werden.
Die
Verwendung
von
bituminösen
Dichtungsmaterialien
soll
daher
nur
bei
der
Errichtung
von
Deponien,
die
keine
organischen
Abfälle
aufnehmen
müssen,
in
Erwägung
gezogen
werden
(vgl.
PREGL,
0.,
1985,
S.
155).
Es
ist
ratsam,
vor
Aufbringung
der
Drainageschicht
eine
Schutzschicht
anzu-
schütten,
die
insbesondere
die
mechanische
Beschädigung
der
Kunststoffbahnen
verhindern
soll.
Diese
Sandschicht
(0/10
oder
2/10
Körnungen)
muß
mindestens
20,
wenn
möglich
30
cm
dick
sein.
Um
einen
größeren
Sickerwassereinstau,
hervorgeru-
fen
durch
den
Einbau
dieser
Schicht,
zu
vermeiden,
können
gegebenenfalls
einige
Drainagerohre
in
Mulden
direkt
auf
der
Dichtungsfolie
verlegt
und
mit
Grobkies
verfüllt
werden
(Abb.
23).
Das
direkte
Aufschütten
eines
als
Drainage
vorgesehenen
Kiesfilters
auf
die
Dichtungsbahnen
hat
fallweise
zu
mechanischen
Beschädigungen
beim
Befahren
einer
in
Bau
befindlichen
Schweizer
Deponie
geführt
(ScHLüTTER,
A.,
1985,
S.
43).
Anstelle
von
Sand
können
auch
Geotextilien
verwendet
werden
(Flächendrainung),
die
die
Stärke
der
Schutzschicht
wohl
verringern
(mehr
Deponie-
volumen),
bei
denen
aber
auch
die
Mehrkosten
zu
berücksichtigen
sind.
Rterschicht/Drainage
2tz*.P.2•
-
1%
1
4-%
SchuEzschichL
.DrainaqeleiLung
KUNSTSTOFF-
DiCHTUNG
Abb.
23:
Verlegung
einzelner
Drainagerohre
direkt
auf
der
Kunststoffdichtung
bei
Anbrin-
gung
einer
Schutzschicht
zur
Verminderung
eines
hohen
Sickerwassereinstaues
(nach
PREGL,
0.,
1985).
KRITISCHE
BEMERKUNGEN
In
den
vergangenen
zwei
Jahrzehnten
wurden
die
Kenntnisse
über
das
mechani-
sche
Verhalten
der
Kunststoffe
bei
Langzeitbeanspruchung
und
unter
Einwirkung
verschiedenster
Umgebungseinflüsse
so
vervollständigt
und
in
allgemeingültige
Rechenregeln
gefaßt,
daß
man
heute
in
der
Lage
ist,
mit
Kunststoffen
ebenso
sicher
und
exakt
zu
konstruieren
und
zu
dimensionieren
wie
mit
konventionellen
Werks-
stoffen
(TAPROGGE,
R.,
1985,
S.
61).
Von
der
Formmasse
bis
zum
Produkt
ist
schon
bei
der
Herstellung
eine
umfassende
Qualitätssicherung
möglich.
Da
Kunststoff-
dichtungen
praktisch
wasserdicht
sind,
wirkt
sich
diese
Eigenschaft
günstig
in
Hinblick
auf
ein
gut
funktionierendes
Drainagesystem
aus.
Ein
weiterer
Vorteil
besteht
in
der
platzsparenden
Dimensionierung
der
Dichtungsschicht
bei
Verwen-
Die
geordnete
Mülldeponie
-
eine
Illusion?
251
dung
von
Kunststoffbahnen
es
bleibt
mehr
Deponievolumen
vorhanden
als
bei
Verwendung
von
mineralischen
Abdichtungen.
Leider
fehlen
in
Verbindung
mit
dem
Gesamtsystem
„künstliche
Deponiedich-
tung"
Konstruktionsrichtlinien
und
Festlegungen
für
Schweißgeräte,
ausführendes
Personal
und
Prüfverfahren.
Produktionsbedingte
Unsicherheiten
bei
Kunststoffbahnen
gibt
es
auch
noch
im
mechanischen
Bereich
der
Lastannahme
(KNIPSCHILD,
F.
W.,
1985
c,
S.
59).
Die
beschriebene
Lösungsdiffusion,
vor
allem
von
KW,
CKW
u.
ä.
organischen
Substanzen,
kann
etwa
das
biaxiale
Dehnungsvermögen
verringern
und
das
Verhal-
ten
von
Kunststoffbahnen
gegenüber
Setzungen
negativ
beeinflussen.
Im
Gegensatz
zu
natürlichen
Abdichtungen,
die
die
Fähigkeit
zur
„Selbstheilung"
haben,
ist
dies
bei
Kunststoffbahnen
nach
erfolgter
Beschädigung
nicht
möglich.
Zusätzliche
Unsicherheitsfaktoren
hinsichtlich
der
Beschädigung
von
Folien
lie-
gen
in
den
Bereichen
Verladung,
Transport,
Bahnenverlegung,
Fügetechnik
und
Uberprüfung.
Nachträglich
erfolgte
Beschädigungen
sind
praktisch
nicht
mehr
erfaßbar.
Letztlich
wird
im
Vergleich
natürliche/künstliche
Deponieabdichtung
auch
die
Kostenfrage
eine
entscheidende
Rolle
spielen.
2.1.2.3.
Mehrfach-
und
Kombinationsdichtungssysteme
Wie
schon
aus
der
Bezeichnung
ersichtlich,
handelt
es
sich
bei
Mehrfachdichtun-
gen
um
Systeme,
bei
denen
mehrere
(meist
zwei)
künstliche
oder
natürliche
Dich-
tungsschichten,
oft
auch
im
Zusammenhang
mit
mehreren
Drainagelagen,
zur
-
reu
,
-•••./
30cm
0.2
30
o.2
obere
Drainschicht
Ce
Roh
lamm
le15
-
Wellt
Mgyme
l
eg
Kunststoffdichtungen
untere
1rainschicht
Feinplanum
Abb.
24:
Doppeltes
Dichtungssystem
mit
zwei
Kunststoffdichtungsbahnen
(nach
Kopp,
B.,
1985).
252
Christian
Milota
Müll
Schutzschicht
Drainschicht
Kunststoffdichtung
w
$
/
StützschichL
/
CC
minaral.
Dichtung
CC
Rohplanum
ZZ
BE
rrr
//
Ale
/7
Müll
Drainschicht
e
Aief
//7/
W
Cl
-t.
M.
Schutzschicht
Kunststorfdichtung
W
mineral.
Dichtung
j
cc
Rohplanu
m
Abb.
25:
Doppeltes
Dichtungssystem
mit
Kunststoffdichtung
und
mineralischer
Dichtung
(nach
Kopp,
B.,
1985).
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
253
Müll
. .
. .
de
.
.
obere
Trainschicht
uniere
Kunststoffdichtungen
minerot.
Dichtung
417
/
///iWiew
zew
RohpLanum
Abb.
26:
Mehrfaches,
kombiniertes
Dichtungssystem
(nach
KoPP,
B.,
1985).
Inertisierung
von
Abfallstoffen
herangezogen
werden.
Denselben
Aufbau
besitzen
auch
die
Kombinationsdichtungen,
wobei
bei
dieser
Art
der
Abdichtung
die
Kombi-
nation
von
künstlichen
und
natürlichen
Dichtungsmaterialien
vorgesehen
ist.
Diese
Kombination
von
verschiedenen
Dichtungsmaterialien
wird
nicht
nur
beim
Einbau
von
Basis-
oder
Böschungsabdichtungen,
sondern
auch
bei
der
Errich-
tung
von
Senkrechtabdichtungen
angewendet.
Obwohl
die
Kombinationsdichtungen
erst
in
jüngerer
Zeit
zur
Anwendung
kommen,
sind
sie
in
den
USA,
möglicherweise
zukünftig
auch
in
der
BRD,
als
Deponieabdichtung
zwingend
vorgeschrieben.
Den
großen
Vorteil
in
Hinblick
auf
ungleich
größere
Sicherheit
gegenüber
Ein-
fachdichtungen
muß
man
die
ungleich
höheren
Kosten
und
den
Verlust
an
Deponie-
volumen
bei
Anwendung
dieser
Systeme
gegenüberstellen.
Daher
sind
diese
Abdich-
tungsmaßnahmen
eigentlich
nur
für
die
Lagerung
von
Problemstoffen,
die
eine
potentielle
und
lang
andauernde
Gefahr
für
das
Grundwasser
darstellen,
sinnvoll.
Einschränkend
muß
darauf
hingewiesen
werden,
daß
zur
Zeit
vor
allem
das
Verhalten
von
Kombina-
tionsdichtungen
und
dabei
die
möglichen
Wechselwirkungen
zwischen
Ton
und
Folie
noch
nicht
restlos
geklärt
sind.
Das
Problem
liegt
im
direkten
Kontakt
zwischen
mineralischer
und
künstlicher
Dichtung,
der
in
allen
Fällen
stabil
bleiben
soll
sowohl
mechanisch
als
auch
chemisch.
Denkbar
wäre
aber,
daß
bei
einer
direkten
Lager
un
g
ei
n
er
K
un
st
s
toffdicht
un
g
a
u
f
e
i
ner
To
nsc
hi
c
ht
beim
Austrocknen
des
Tones
unter
der
Folie
ein
reduzierendes
Milieu
entsteht.
Das
Fe'
im
Ton
wird
zu
Fe"
reduziert,
der
Ton
„beginnt
zu
arbeiten",
sich
auszudehnen
und
schafft
somit
äußerst
ungünstige
Verhältnisse
bezüglich
Stabilität
und
Dichtigkeit
des
gesamten
Systemes
(KÖHLER,
E.
E.,
1986;
siehe
Abb.
28).
254
Christian
Milota
Kunststoffdichtung
Bentonit
4:1
Grundwasser-
zone
Einbinde
-
Länge
Ton
Lehm
MÜLL
r
'
ch.
11
.
Abb.
27:
Kombinierte
Senkrechtabdichtung
(nach
Kopp,
B.,
1985).
?
KONTAKT
TON/
FOLIE
ENTSTEHUNG
EINES
REDUZIERENDEN
MILIEUS
TON
fi
RBEITET
11
f0
31.
RED.
MILIEU
.r4.1411.
•I•11•1
41
>
*K•ZOI111
Fe'
Abb.
28:
Mögliche
Reaktion
bei
direktem
Kontakt
von
Kunststoffdichtungen
mit
minerali-
schen
Abdichtungen
(nach
KOHLER,
E.
E.,
1986).
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
255
2.1.3.
Drainagesysteme
Wird
eine
Deponie
mit
Hilfe
von
natürlichen
oder
künstlichen
Materialien
abgedichtet,
so
ist
der
Einbau
von
Drainagesystemen
zur
Fassung
und
Ableitung
von
Sickerwasser
und
Deponiegas
notwendig.
Nur
in
ganz
speziellen
Fällen,
wie
etwa
bei
der
Verwendung
von
Behälterdeponien
mit
Abdeckung
oder
bei
der
Schüttung
von
Material,
das
keine
grundwassergefährdenden
oder
organisch
abbau-
baren
Stoffe
beinhaltet
(z.
B.
ausschließlich
Sperrmüll
oder
Abbruchmaterial),
kann
auf
ein
Drainagesystem
verzichtet
werden.
SICKERWASSERDRAINAGEN
Das
Drainagesystem,
bestehend
aus
Drainageschicht
und
Rohrleitungen,
hat
die
Aufgabe,
das
anfallende
Sickerwasser
so
schnell
als
möglich
abzuführen,
damit
ein
Einstau
an
der
Basisabdichtung
möglichst
verhindert
wird.
Dieser
kann
negative
Folgen
für
die
Abbauvorgänge
in
der
Deponie
haben,
die
Standsicherheit
von
Haldendeponien
kann
verschlechtert
werden
und
die
Abfälle
werden
im
allgemeinen
stärker
ausgelaugt.
mit
Kiesfilter
cf
c;
,
Basisabdichtung
mit
Drainageschicht
(Rachenfilter
(verringert,gemeinsom
mit
optimalen
ran-
rohran,
den
notwendigen
Sickarwasserainstau)
.r?
-5
-cieg5
-2>
09
,
0
,k
(
-
)z
)
0
-44
jeweils
notwendiger
Sickerwassereinsbau
(abhängig
vanDrainung
und
verwendeten
Drainrohren)
7
2
1,
.
7-(
Z)-
/
(2:r
<9
00
GP
Droinrohr
'Rohrbettung
Abb.
29:
Anordnungsmöglichkeiten
von
Drainagerohren
und
konstruktive
Ausbildung
des
,
Drainagesystems
(nach
STIEF,
K.,
1979).
Es
gibt
verschiedene
Möglichkeiten,
das
Drainagesystem
zu
konstruieren
ent-
scheidend
werden
in
jedem
Fall
die
örtlichen
Gegebenheiten
sein.
Wichtig
ist,
daß
die
unter
dem
Drainagesystem
angeschütteten
Abdichtungsschichten
bzw.
auch
schon
das
Rohplanum
mit
einem
Gefälle
zwischen
3
und
5%
(PREGL,
0.,
1985,
S.
105)
in
Richtung
der
später
zu
verlegenden
Drainrohre
versehen
werden.
Um
auch
in
diesen
Rohren
den
Abfluß
des
Sickerwassers
zu
gewährleisten,
muß
in
Längsrichtung
ebenfalls
ein
Gefälle
vorgegeben
werden.
256
Christian
Milota
Die
Drainage
kann
entweder
als
Flächenfilter,
oder
als
Ummantelung
im
Bereich
der
Drainagerohre,
bei
der
etwa
1
m
3
Kies/1
m
Rohrlänge
(HOSTETTLER,
Ch.,
1985,
S.
22)
verwendet
wird,
ausgeführt
werden.
Die
Drainageschicht
besteht
aus
abge-
rundeten
Kiesen,
z.
B.
Flußkies
(häufig
verwendete
Körnungen:
16/32,
50-80),
wobei
auf
einen
möglichst
geringen
Feinkornanteil
zu
achten
ist,
um
Abdichtungen
oder
Verstopfungen
zu
verhindern.
Da
die
Mächtigkeit
der
Drainageschicht
direkt
proportional
zur
Leistung
als
Filter
steht,
wird
empfohlen,
diese
Schicht
mit
einer
Dicke
von
mindestens
30
cm,
besser
1
m,
zu
schütten.
Eine
gewisse
Problematik
hinsichtlich
der
Stabilität
dieser
Kiesschichten
kann
im
Bereich
steiler
Böschungen
auftreten
vor
allem,
wenn
Folien
zur
Abdichtung
verwendet
wurden.
Hier
kann
entweder
Drainageschotter
mit
einem
höheren
Feinkornanteil
und
kantigerem
Mate-
rial
zur
Erhöhung
der
inneren
Reibung
geschüttet
werden,
oder
es
werden
vollflächig
Autoreifen
aufgelegt,
die
gleichzeitig
auch
die
Dichtungsbahnen
schützen
(HOSTETTLER,
Ch.,
1985,
S.
90,
Bild
3).
Die
Zwischenräume
und
eine
15-20
cm
starke
Schicht
über
den
Reifen
werden
mit
Rundkies
aufgefüllt,
der
nun
auch
an
den
steilen
Böschungen
nicht
abrutscht.
Als
Ergänzung
zu
Kiesdrainagen
stehen
auch
Geotextilien
(Geogitter)
zur
Verfü-
gung.
Sie
werden
entweder
zur
Ummantelung
der
Drainagerohre
oder
als
zusätzli-
che
Schutz-
und
Drainageschicht
an
der
Oberfläche
der
Kiesschüttung
verlegt.
Diese
Geogitter
sollen
das
Eindringen
von
Feststoffen
verhindern
und
werden,
nicht
zuletzt
wegen
der
zusätzlichen
Kosten,
vorwiegend
bei
Drainagesystemen
für
Sondermülldeponien
verwendet.
Allerdings
kann
eine
Umhüllung
der
Rohre
infolge
der
Abfilterung
von
organischen
Stoffen
auch
zur
einer
Verstopfung
führen.
Wenn
man
damit
rechnen
muß,
daß
das
Entwässerungssystem
auf
der
Deponie
-
sohle
versagen
kann,
dann
ist
es
zweckmäßig,
ein
weiteres
System
einzubauen.
Das
kann
durch
Anlegung
von
Etagendrainagen
oder
durch
den
Bau
von
Vertikaldraina-
gen
geschehen
(WEITZEL,
H.
et
al.,
1985,
S.
193).
An
der
Basis
jeder
Drainageschicht
können
zur
Abfuhr
des
Sickerwassers
Rohre
(Sauger)
mit
einer
Neigung
zwischen
1
und
3,5%
verlegt
werden,
die
entweder
geschlitzt
oder
gelocht
ausgeführt
sind.
Bei
der
Auswahl
dieser
Rohre
ist
darauf
zu
achten,
wie
die
Öffnungen
angebracht
sind
(vgl.
Abb.
29).
So
werden
auch
Rohre
angeboten,
die
nur
im
oberen
Drittel
(bezogen
auf
den
Querschnitt)
mit
Öffnungen
versehen
sind.
Im
Gegensatz
zu
rundum
geschlitzten
entsteht
bei
den
erwähnten
Rohren
ein
wesentlich
höherer
Sickerwassereinstau.
Das
Material,
aus
dem
die
Entwässerungsleitungen
aufgebaut
sind,
muß
korro-
sionsfest
gegen
Sickerwasser
sein
und
den
hohen
statischen
Beanspruchungen
unter
Deponien
standhalten.
Die
mechanische
Stabilität
der
Rohre
muß
auch
allfällige
Hochdruckspülungen
ermöglichen.
Sehr
oft
werden
geschlitzte
PVC-Rohre
mit
ca.
13
mm
Wandstärke
verwendet,
die
mit
einem
Durchmesser
von
200
mm
(besser
250
mm)
spül-
und
fräsbar
sind.
Auch
der
Einsatz
von
Fernsehsonden
zur
Kontrolle
ist
bei
solchen
Rohren
möglich.
Allerdings
muß
schon
bei
der
Planung
und
beim
Verlegen
der
Drainageleitungen
auf
diese
Reinigungs-
und
Überprüfungs-
tätigkeiten
Rücksicht
genommen
werden.
Der
Abstand
der
Drainageleitungen
soll
nicht
größer
als
20
m
voneinander
sein.
Auftretende
Setzungen
können
insofern
berücksichtigt
werden,
indem
man
die
einzelnen
Rohre
durch
die
Anbringung
von
sogenannten
Deformationsschichten
(vgl.
ONORM
B5012)
über
dem
Scheitel
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
257
schützt.
Die
Funktionsfähigkeit
der
Drainagerohre
kann
durch
Einschlämmen
von
Feinstteilen,
Anwachsen
von
Bakterienschleim,
Zusammenbrechen
der
Rohre
durch
die
Last
des
darüberliegenden
Mülls
und
durch
Überfahren
während
des
Einbaues
bei
nur
geringer
Überdeckung,
Abscherungen
oder
Versetzen
der
Rohre
durch
örtliche
Setzungen
und
Auskristallisation
in
Zwischenräumen,
an
den
Schlitzen
oder
in
den
Rohren
beeinflußt
bzw.
gänzlich
zum
Erliegen
gebracht
werden
(WEITZEL,
H.
et
al.,
1985,
S.
195).
Was
kann
man
tun,
um
diese
Verstopfungen
zu
vermeiden?
Verdunstung
und
Gasaustausch
kann
leicht
durch
Tauchung
der
Drainrohraus-
mündungen
und
Verschließen
der
Spülöffnungen
verhindert
werden.
Da
auch
der
CO
2
-Austausch
gegen
Luft
durch
die
Tauchung
verhindert
wird,
ist
auch
die
Kalkkristallisation
geringer.
Gänzlich
zu
vermeiden
ist
die
Kalkkristallisation
aber
nicht,
da
verschiedenste
Druckänderungen
im
Dränsystem
nicht
verhindert
werden
können.
Ebensowenig
können
die
Temperaturänderungen,
die
großen
Einfluß
auf
die
Gipskristallisation
haben,
beeinflußt
werden.
Treten
solche
Kristallisationen
auf,
so
müssen
sie
durch
regelmäßige
Hochdruckspülung
entfernt
werden.
Diese
Spülun-
gen
haben
jedoch
nur
den
gewünschten
Erfolg,
wenn
nicht
schon
der
gesamte
Rohrquerschnitt
zukristallisiert
ist.
Zur
Entfernung
von
Kalziumkarbonat-
und
Kalziumsulfat-Verkrustungen
werden
Spülungen
mit
Salzsäure
durchgeführt,
wobei
die
dabei
auftretende
Gasentwicklung
besonders
berücksichtigt
werden
muß
(WEITZEL,
H.
et
al.,
1985,
S.
197).
Bei
Hang-
und
Haldendeponien
kann
die
Entwässerung
meist
ohne
Pumpvorgang
bewerkstelligt
werden.
In
Grubendeponien
allerdings
müssen
die
mittels
Sammellei-
tungen
zu
einem
oder
mehreren
Schächten
geführten
Sickerwässer
an
die
Oberfläche
gepumpt
werden
(Pumpensumpf),
um
sie
in
der
Folge
weiterbehandeln
zu
können
(Abb.
30).
Wasserpumpe
Betonringe
7
8
0
21
• o
i:
,)
,0
0
0
0
°
0
• 0
o
0
Als
Abb.
30:
Konstruktionsmöglichkeit
eines
Sickerwasserschachtes
mit
Pumpensumpf:
1
Kunststoffabdichtung;
2
Kunststoffabdichtung
(Verstärkung,
2.
Lage);
3
Schutzlage
(Kunststoffvlies);
4
Betonsauberkeitsschicht,
d
10
cm;
5
Schutz-
beton;
6
Drainagekies;
7
Drain-
und
Schutzschicht;
8
Filtervlies
(nach
ScHLtiTrER,
A.,
1985).
17
Mitteilungen
der
Österr.
Geol.
Ges.,
Bd.
79
258
Christian
Milota
GASDRAINAGEN
In
Deponien,
in
denen
auch
organische
Abfälle
zur
Ablagerung
gelangen,
entsteht
Deponiegas
(siehe
Kap.
2.1.3.2.),
das
mittels
eines
geeigneten
Drainagesystems
geordnet
abgeführt
werden
muß.
Die
kontrollierte
Entgasung
eines
Müllkörpers
ist
in
der
Praxis
aber
nicht
so
einfach
zu
realisieren,
wie
dies
auf
den
ersten
Blick
erscheinen
mag.
Anlagen
zur
Entgasung
von
Deponien
können
als
horizontale
und/oder
vertikale
Systeme
ausgebildet
werden.
Besonderes
Augenmerk
ist
darauf
zu
legen,
daß
das
Gas,
welches
wegen
der
Schichtanisotropie
des
Deponiekörpers
bevorzugt
in
hori-
zontaler
Richtung
wandert,
sicher
erfaßt
werden
kann
(LAGA
6,
1983,
S.
47).
Zur
Entgasung
können
künstliche
und/oder
natürliche
Entgasungsdrainagen
ver-
wendet
werden.
Künstliche
Systeme
sind
ähnlich
wie
Sickerwasserdrainagen
aufgebaut:
In
einem
oder
mehreren
Stockwerken
im
Deponiekörper
werden
horizontale
Drainageleitun-
Behandlung
2%
••
2%
0
150cm
111,
•••
1_
Müll
Oberboden
bindige
Abdeckung
Kies
Drainrohr
Abb.
31:
Abfuhr
von
Deponiegas
durch
Flächendraining
mit
Drainrohren
(nach
LAGA
6,
1983).
gen
verlegt
(meist
geschlitzte
PVC-Rohre
mit
etwa
100
mm
0)
und
mit
grobkörni-
gem,
kalkarmen
Material
ummantelt.
Es
darf
kein
Karbonatgestein
verwendet
werden,
da
dies
vom
Deponiegas
zersetzt
wird
und
Verschlämmungen
nach
sich
zieht.
Die
Leitungen
müssen
mit
entsprechender
Neigung
eingebaut
werden,
um
den
Abfluß
von
Kondenz-
und
teilweise
eindringendem
Sickerwasser
zu
gewährlei-
sten.
Von
Nachteil
ist,
daß
diese
im
Müllkörper
verlegten
Rohre
gegenüber
Setzun-
gen
sehr
empfindlich
reagieren
und
es
durch
unterschiedliche
Setzungsraten
zu
Brüchen
kommen
kann.
Wird
an
eine
Nutzung
des
Deponiegases
gedacht,
so
muß
berücksichtigt
werden,
daß
tiefliegende
Kollektoren,
nahe
der
Deponiesohle
oder
in
der
mittleren
Höhe
des
Deponiekörpers,
in
der
Regel
ein
Gas
mit
hohem
Heizwert
und
geringem
Stickstoff-
anteil
fördern.
Sie
können
aber
kaum
Gasaustritte
aus
den
Seiten
oder
aus
der
Oberfläche
der
Deponie
verhindern.
Oberflächennahe,
engmaschig
verlegte
Gaskol-
lektoren
verhindern,
in
Verbindung
mit
einer
Oberflächenabdichtung,
weitgehend
Die
geordnete
Mülldeponie
eine
Illusion?
259
Gasaustritte
aus
der
Deponieoberfläche,
genauso
wie
Gasdrainagen
am
Deponierand
einen
Schutz
vor
Migrationen
in
die
unmittelbare
Umgebung
der
Deponie
bieten.
Nach
amerikanischen
Beobachtungen
beläuft
sich
etwa
im
ungestörten
alluvialen
Boden
die
Geschwin-
digkeit
der
Gasdiffusion
in
Vertikalschichten
auf
7-20
cm/Tag,
in
horizontal
gelagerten
Schichten
auf
7-43
cm/Tag.
In
Festgesteinen
wurde
das
Abwandern
von
Deponiegas,
vor
allem
über
Klüfte
und
Schichtflächen,
bis
über
1000
m
Entfernung
von
der
Deponie
nachgewiesen.
Es
ist
daher
keine
Seltenheit,
daß
in
einer
Entfernung
von
200
m
und
mehr
vom
Deponieort
eine
Methangaskonzentration
von
mehr
als
10%
zu
messen
ist.
Da
in
beiden
Fällen
häufig
viel
Luft
mit
angesaugt
wird,
ist
der
Heizwert
meist
gering.
Um
einen
weitgehenden
Gasschutz
zu
erhalten,
ist
eine
Kombination
der
verschiedenen
Systeme
vorteilhaft
(NEuPER,
K.,
1984,
S.
66).
Gefälle
Behandlung
cd.
Verwertung
-
,
.
N
Oberboden
(-0.3m)
Abdeckschicht
(
-
1,2m)
1
gelochte
Betonringe
1000
-1500mm
(Kiesfüllung)
Dränung
Betonfundament
gedichtete
Sohle
Abb.
32:
Entgasungsschacht
(nach
LAGA
6,
1983).
Vertikale
Einrichtungen
zur
Deponieentgasung,
sogenannte
Entgasungsschäch-
te,
werden
an
ihrer
Basis
mit
der
Sickerwasserdrainage
verbunden,
da
durch
solche
Schächte
meist
die
Ableitung
von
Sickerwasser
aus
Stauhorizonten
erfolgt.
In
der
Regel
werden
die
aus
gelochten
Betonschachtringen
mit
einem
Durchmesser
von
1-1,5
m
entsprechend
dem
Deponiefortschritt
erhöhten
Schächte
mit
kalkfreiem
Kies
verfüllt.
In
Hinblick
auf
eine
spätere
Nutzung
sollte
in
den
Schacht
ein
gelochtes
Zentralrohr
eingebaut
werden.
Die
Wirksamkeit
von
Entgasungsschächten
erstreckt
sich
auf
einen
Radius
von
25-40
m.
In
den
meisten
Fällen
werden
aber
vertikale
und
horizontale
Gasdrainagen
kombiniert
angewendet,
um
eine
optimale
Entgasung
zu
erzielen.
17*
260
Christian
Milota
Im
Gegensatz
zu
den
beschriebenen
starren
Drainagesystemen
aus
Rohren
bzw.
Betonschächten
bieten
Gasdrainagen
in
Form
von
Kiesschüttungen
die
großen
Vorteile,
unterschiedliche
Setzungen
ohne
große
Zerstörung
zu
überstehen
und
bei
weitem
nicht
so
kostenintensiv
zu
sein.
Die
Flächendrainagen
werden
in
verschiede-
nen
horizontalen
Niveaus
des
Deponiekörpers,
an
dessen
Flanken
und
unter
der
Oberfläche
in
entsprechender
Mächtigkeit
geschüttet
und
bilden,
in
Verbindung
mit
vertikal
anzubringenden
Gaskaminen
-
die an
der
Bais
mit
der
Sickerwasserdrainage
verbunden
sind
-
ausgezeichnete Wegsamkeiten
für
Gase
und
Sickerwasser.
Nach
Abschluß
und
Abdichtung
der
Deponie
können
die
einzelnen
Gaskamine
an
eine
aktive
Entgasung
angeschlossen
werden.
GOK
Kieslagen
und
Kamine
als
Gasdrainagen
Behandlung
od.Verwertung
-
\I
---\__
0.
4....
0.
2
Är
f
deo,
g
eo
v
e
°
0
0.
°
gdovegfoco)gebo,Aepewyee:00.084:8
,,
,
2
4
Ze.
d.
olio.
*%Yr. :O
Z °
.:
-
?2
,
c
i
*WAMS
I
°
4.72.4
0
Rbclichtung
.
°9.1309202.43%.
jedDA
4
Abb.
33:
Anlage
von
horizontalen
und
vertikalen
Kieslagen
im
Deponiekörper
als
Gasdrai-
nage.
Einbau
des
Rohres
2.
Nachziehen
des
Rohres
''
goß
n
-.
k,7
Stahlzylinder
aög
'
.r.-
(00,812m)
°0°..g.
Kiesfüllung
0
b
-
(
.
s,
'
\jv
(-S
n.
oo
3.
RbschLuß
3/A24
7
c
.
,
,
7-
(2
-
o9c
f
.
r
75
-f
,;
eofk
7;
227
0
3
042
Abb.
34:
Schottersäule
(und
deren
Anbringung)
zur
Entgasung
(nach
LAGA
6,
1983).
Die
geordnete
Mülldeponie
-
eine
Illusion?
261
Letztlich
wird
es
aber
in
allen
Fällen
vom
jeweiligen
Deponiekonzept,
vom
Standort
und
von
wirtschaftlichen
Überlegungen
abhängen,
welche
Art
der
Depo-
nieentgasung
gewählt
wird.
Ergänzend
dazu
soll
angeführt
werden,
daß
die
erwähn-
ten
Gasdrainagesysteme
bei
weitem
nicht
die
einzigen
sind.
So
werden
unter
anderem
auch
Schottersäulen
(Abb.
34)
oder
Gasbrunnen,
vor
allem
zur
Entgasung
von
Altlasten,
verwendet.
Um
die
Notwendigkeit
der
geordneten
Abfuhr
von
Sickerwasser
und
Deponiegas
zu
unterstreichen,
sollen
im
folgenden
diese
für
mögliche
Umweltbelastungen
hauptverantwortlichen
Parameter
charakterisiert
und
beschrieben
werden.
2.1.3.1.
Sickerwasser
(vgl.
Tab.
2)
Sickerwasser
fällt
dann
an,
wenn
mehr
Wasser
im
Deponiekörper
vorhanden
ist,
als
seiner
Wasserhaltefähigkeit
im
Rahmen
des
gesamten
Wasserhaushaltes
einer
Deponie
entspricht
(Abb.
35).
v
Endgültige
Deponieoberfläche
_
_Jt
.12
(2-*
rt
U
1;
°
9
-
T
WZ.
Dichtung
Sohlentwässerung
5=
N
-A.
-V±13
*WW
5-
Sickerwasser
V=
Verdunstung
>I
Niederschlag
B=Bodenspeic_herung
A.•
oberirdischer
W-
Wasserüberschuß
Abfluß
aus
nassen
Abfällen
U•
Wasser
aus
Umsetzungs-
vorgängen
Abb.
35:
Wasserhaushalt
einer
abgedichteten
Deponie
(nach
LAGA
10,
1985).
Der
Wasserüberschuß
aus
Abfällen
fällt,
außer
bei
der
Ablagerung
von
Naß-
schlamm,
selten
in
nennenswerten
Mengen
an.
Hausmüll
wird
meist
mit
20-30
Gew.
%
Eigenfeuchte
angeliefert.
Da
die
Wasserhaltefähigkeit
des
verdichte-
ten
Deponiekörpers
im
Mittel
etwa
50-70
Gew.
%
beträgt,
kommt
es
nur
im
geringen
Maße
zum
Übergang
von
Überschußwasser
in
der
Sickerwasser
(etwa
bei
der
Verdichtung
des
Mülls
als
sogenanntes
Preßwasser).
Die
Sickerwassermenge
aus
Umsetzungsvorgängen
im
abgelagerten
Müll
ist
unbe-
deutend
sie
ist
aber
stark
mit
Belastungsstoffen
beladen
(LAGA
10,
1985,
S.
7).
262
Christian
Milota
Entscheidend
für
die
Entstehung
des
Sickerwassers
ist
daher
der
örtliche
Nieder-
schlag.
Die
Menge
des
anfallenden
Sickerwassers
ist
vom
mittleren
Jahresnieder-
schlag,
von
der
Betriebsorganisation
der
Deponie
(Einteilung
der
Schüttabschnitte),
von
der
Art
und
der
Verdichtung
des
Mülls,
vom
Einbau
von
Zwischenabdeckungen
und
bei
aufgefüllten
Deponien
von
der
Ausbildung
der
Oberflächendichtung
abhängig
(PREGL,
0.,
1985,
S.
99).
Üblicherweise
liegt
der
Sickerwasseranfall
bei
guter
Verdichtung
zwischen
20
und
40%,
bei
groben
Abfällen
zwischen
40
und
60%
des
mittleren
Jahresniederschlages.
Durch
verschiedenste
Maßnahmen
können
Menge
und
Beschaffenheit
des
Sicker-
wassers
beeinflußt
werden:
So
wird
man
etwa
Deponiestandorte
bevorzugen,
die
bei
möglichst
hohen
Ver-
dunstungsraten
geringe
Niederschlagswerte
aufweisen.
Weiters
ist
die
Eigenfeuchte
der
abzulagernden
Stoffe
in
bestimmten
Grenzen
zu
halten.
So
ergeben
etwa
20
m
3
Naßschlamm
von
95%
Wassergehalt
ebensoviel
Sickerwasser,
wie
es
bei
einer
mit
Hausmüll
beschickten
Deponiefläche
von
etwa
3-4
ha
im
Tagesmittel
anfällt.
VERREGNUNG
.
.
2
Belüftung
Entwässerung
AW
-
07
-
7
Speicher
Pumpe
Abb.
36:
Kreislaufführung
von
Sickerwasser
durch
Verregnung
(nach
LAGA
10,
1985).
Als
besondere
Betriebsmaßnahme
zur
Beeinflussung
der
Sickerwasserzusammen-
setzung
und
zur
Reduzierung
der
Menge
kann
die
Kreislaufführung
von
Sickerwas-
ser
angewendet
werden
(Abb.
36).
Dabei
sind
Geruchsprobleme
und
arbeitsmedizi-
nische
Belange
zu
berücksichtigen.
Unter
günstigen
Witterungsbedingungen
lassen
sich
beträchtliche
Sickerwasseranteile
durch
Verdunstung
auf
der
Deponieoberfläche
beseitigen.
Die
intensive
Durchfeuchtung
kann
in
dem
als
anaeroben
Festbettreaktor
wirkenden
Deponiekörper
einen
schnelleren
Abbau
der
organischen
Substanzen
und
eine
raschere
Auswaschung
der
Salze
bewirken,