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Risikominimierung beim Einsatz von Wärmeträgerflüssigkeiten: Einfluss von Additiven auf Umweltverhalten und Abbaubarkeit im Untergrund

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Beschreibung

Mit steigender Anzahl an installierten Erdwärmesonden erhöht sich das Risiko einer Leckage und des eines Eintrags von Wärmeträgerflüssigkeit in den Grundwasserleiter. Einzelne in der Wärmeträgerflüssigkeit enthaltene Substanzen können eine potenzielle Gefahr für die Qualität des Grundwassers darstellen. Nur durch genaue Kenntnis ihrer Identität und ihres Umweltverhaltens kann bereits im Vorfeld entschieden werden, welche Substanzen hinsichtlich ihres Grundwassergefährdungspotentials unbedenklich sind.

Im Rahmen dieses Projektes wurde das Umweltverhalten ausgewählter Additive (Korrosionsinhibitoren) von Wärmeträgerflüssigkeiten untersucht.

Durch eine Datenerhebung bei Herstellern und/oder Vertreibern von Wärmeträgerflüssigkeiten wurde die chemische Identität der derzeit am Markt eingesetzten Additive ermittelt und anhand der Kriterien Verwendungshäufigkeit, Mobilität, biologische Abbaubarkeit und Ökotoxizität prioritäre Additive für weitere experimentelle Untersuchungen identifiziert. Als prioritär wurden die Korrosionsinhibitoren Benzotriazol, Tolyltriazol und 2-Ethylhexanoat eingestuft. In der zweiten Projektphase wurden Mikrokosmenexperimente zum mikrobiellen Abbau der ausgewählten Korrosionsinhibitoren unter verschiedenen umweltrelevanten Bedingungen durchgeführt. Darüber hinaus wurde der Einfluss von Benzotriazol und Tolyltriazol auf den mikrobiellen Abbau der Hauptkomponente Ethylenglykol untersucht. In den Mikrokosmenexperimenten wurde Sediment aus zwei verschiedenen Grundwasserleitern und einer Tiefe von 60 bis 70 Metern bei 12°C und bei Raumtemperatur inkubiert.

Die Experimente bestätigten, dass Benzotriazol und Tolyltriazol unter typischen Grundwasserbedingungen sehr persistent sind. Zudem wurde bereits für Konzentrationen von 50 µM in Abhängigkeit der vorliegenden Redoxbedingungen eine hemmende Wirkung der Triazole auf den mikrobiellen Abbau von Ethylenglykol beobachtet. Weitere Experimente zeigten, dass Benzotriazol nur in sehr geringem Ausmaß an einzelne Bodenkomponenten sorbiert. Daher muss im Falle einer Leckage von Erdwärmesonden mit einer ungebremsten Ausbreitung der Benzotriazole mit dem Grundwasserstrom und somit einer weitläufigen und längerfristigen Beeinträchtigung der Grundwasserqualität gerechnet werden.

Im Gegensatz dazu wurde 2-Ethylhexanoat innerhalb von zwei Monaten unter sulfat- und nitratreduzierenden Bedingungen vollständig abgebaut. Somit ist eine lang anhaltende Kontamination des Grundwassers mit 2-Ethylhexanoat nicht zu erwarten und die Verwendung dieser Substanz in Wärmeträgerflüssigkeiten wird als unproblematisch eingestuft.

Im Sinne des vorbeugenden Grundwasserschutzes wird generell empfohlen, das Spektrum der marktgängigen Additive auf umweltverträgliche und technisch zwingend erforderliche Komponenten einzuschränken und insbesondere den Einsatz von Additiven der Funktionsgruppen Duftstoffe, Farbstoffe und Biozide in Frage zu stellen.

Metadaten

TitelRisikominimierung beim Einsatz von Wärmeträgerflüssigkeiten: Einfluss von Additiven auf Umweltverhalten und Abbaubarkeit im Untergrund 
Stand 2012 
Seitenzahl54 
Förderkennzeichen ZO4E28006

 

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