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Richtlinie für das Vorgehen bei physikalischen und chemischen Untersuchungen von Abfällen verunreinigten Böden und Materialien aus dem Altlastenbereich

Bestimmung des Gehaltes an Kohlenwasserstoffen in Abfällen
- Untersuchungs- und Analysenstrategie -
Kurzbezeichnung: KW/04

1. Veranlassung

Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) sind Destillationsprodukte von Erdöl oder Steinkohlenteer. Sie enthalten geradkettige, verzweigte und zyklische aliphatische sowie aromatische Kohlenwasserstoffe, daneben können auch polyzyklische Aromaten und Heterozyklen enthalten sein. Die Palette der MKW reicht von leichtflüchtigen, mobilen und gut abbaubaren Benzinkohlenwasserstoffen bis zu den wenig mobilen, schwer abbaubaren hochmolekularen Verbindungen aus Schmierfetten und -ölen. Mineralölkohlenwasserstoffe stellen aufgrund ihrer vielfältigen Verwendung und den damit verbundenen Kontaminationsmöglichkeiten einen gängigen Überwachungsparameter dar. Als Beispiele für ölverunreinigte Abfälle sind Bodenmaterial, Bohrschlämme, Baggergut, Bearbeitungsschlämme, Metallspäne, Öl- und Benzinabscheiderinhalte sowie Tankreinigungsrückstände zu nennen. Da neben den mineralölbürtigen Kohlenwasserstoffen auch andere, z.B. biogene Kohlenwasserstoffe analytisch miterfasst werden, wird im weiteren Verlauf allgemeiner von Kohlenwasserstoffen (KW) gesprochen.

Der Gehalt von Kohlenwasserstoffen (KW) in festen Abfällen wurde in der Vergangenheit mit einem infrarotspektrometrischen Verfahren (IR-Verfahren) gemäß LAGa KW/85 (Stand: 03/93) bzw. analog DIN 38409 H18 (Stand: 02/81) untersucht/überwacht und deckte die große stoffliche Bandbreite nur summarisch ab (leicht- und schwerflüchtige Mineralölprodukte). Voraussetzung für die Bestimmung der Kohlenwasserstoffe mittels Infrarotspektroskopie ist die Extraktion der Kohlenwasserstoffe aus der Probe mit 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (F113).

Gemäß Artikel 4 Abs. 1 der Verordnung (EG) Nr. 2037/2000 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29.06.2000 über Stoffe, die zum Abbau der Ozonschicht führen, ist die Verwendung von vollhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) verboten. Es war daher erforderlich, ein neues Verfahren für die Bestimmung von Kohlenwasserstoffen in Abfällen festzulegen.

2. Methodische Schwächen der LAGa KW/85

Das Verfahren der KW/85 zur Bestimmung des Gehaltes an KW war der Wasseranalytik (DEV H18) entlehnt und zeigte nachfolgend aufgelistete methodische Schwächen.

• 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (F113) ist für Feststoffe z.B. bindige Bodenmaterialien ein weniger geeignetes, schlecht "matrixdurchdringendes Extraktionsmittel", jedoch für die IR-Bestimmung unerlässlich. Die Ermittlung von Extraktionsausbeuten war nicht vorgeschrieben.
• Die Methode ist zwar grundsätzlich für den summarischen Nachweis von Mitteldestillaten oder schwerflüchtigen Mineralölprodukten geeignet. Die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens bei leichtflüchtigen Fraktionen (Nachweis von Otto-Kraftstoffen) wurde jedoch oftmals überschätzt, da die für die Aromaten typischen Banden im IR-Spektrum vergleichsweise schwach sind. Zusätzlich treten auch erhebliche Minderbefunde (ca. 85%) der toxikologisch relevanten Aromaten (z.B. BTEX) durch Probenvorbereitungsschritte und die Extraktreinigung über Aluminiumoxid auf.
• Längerkettige Kohlenwasserstoffe (> C₂₈) werden durch die Extraktreinigung mit Aluminiumoxid abgetrennt, so dass im Endeffekt bisher lediglich Alkananteile bis ca. C₂₈ bestimmt wurden. Höhersiedende Motor-, Schmier- und Trafoöle wurden somit nur teilweise erfasst bzw. stark diskriminiert.
• Bei hochkontaminierten Proben wird die Kapazität der zur Extraktreinigung verwendeten Säule häufig erschöpft, so dass störende Stoffe wie Fette etc. nicht ausreichend zurückgehalten werden.
• Der infrarotspektrometrisch bestimmte Summenparameter ermöglicht keine Differenzierung zwischen mineralölbürtigen (anthropogenen) und biogenen Kohlenwasserstoffen, so dass zum Teil Böden, Komposte und Klärschlämme mit hohen biogenen Kohlenwasserstoffanteilen als belastet eingestuft werden mussten, da eine weitgehende Differenzierung zwischen nativen und anthropogenen Kohlenwasserstoffanteilen nicht möglich war.
• Kohlenwasserstoffe besitzen je nach ihrer Struktur und Herkunft unterschiedliche Auswirkungen auf die Umwelt. Dem konnte bisher mit der summarischen Analytik nicht Rechnung getragen werden.

Ingesamt stellte der ermittelte KW-Wert eine summarische Kennzahl (Vergleichszahl) dar, bei dem häufig keine Aussage über die tatsächlichen Gehalte an Mineralölprodukten gemacht werden konnte.

Weitergehende Informationen über den Charakter von Ölverunreinigungen konnten mit diesem Verfahren nicht gewonnen werden, so dass Umweltauswirkungen nicht differenziert zu bewerten waren.

Bedingt durch den Charakter der summarischen Kenngröße lag also eine Art "Informationsdiskriminierung" hinsichtlich einiger organischer Kontaminanten vor.

3. Zielsetzung der Richtlinie

Die vorliegende Richtlinie soll die spezifischen Vorgaben bei der Untersuchung von Kohlenwasserstoffen in Abfällen, Materialien aus dem Altlastenbereich sowie Feststoffen, die dem Bereich schädlicher stofflicher Bodenveränderungen zuzuordnen sind, bündeln.

Als Rechtsgrundlage kann das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz