Seepage water and heavy metal transport in roadside soils

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					                          Reinigungsleistung von Banketten
                        BIRGIT KOCHER, Bundesanstalt für Straßenwesen
                   Brüderstraße 53, 51427 Bergisch Gladbach, kocher@bast.de


Einführung

Oft    werden    an    Außerortsstraßen   gesonderte,     oft   verhältnismäßig  flächen-    und
ressourcenverbrauchende Reinigungsanlagen für das Straßenablaufwasser gebaut. Grund dafür ist
oft die Lage der Straße in Wasserschutzgebieten, in Einschnitten oder auf Brücken, oder andere
Situationen, die eine freie Entwässerung über Bankett und Mulde nicht erlauben. Zunehmend
häufiger scheint aber auch die Einschätzung zu sein, dass das Sammeln und Reinigen des
Straßenabflusses in eigens dafür gebauten Anlagen zu einer besseren Reinigung und zur
Reduzierung der Wirkung von Straßenablaufwasser auf Grundwasser und Oberflächenwässer führen
würde. Aus diesem Grund soll hier die Reinigungsleistung von Banketten mit der anderer
Entwässerungsverfahren verglichen werden. Mit eigenen Daten und Literaturdaten aus zwei neueren,
sehr     gut   dokumentierten     Studien   wurde     die     Reinigungswirkung    verschiedener
Behandlungsmöglichkeiten, die an Außerortsstraßen in Deutschland vebreitet sind, verglichen. Für
Straßenrandböden, Bankettlysimeter (Dierkes / Geiger 1999) und zwei Typen von
Entwässerungsbecken (Lange et al. 2001) wurde der Eintrag und Austrag von Schwermetallen,
Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW) und polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)
verglichen.

Straßenabflusswasser zeigt gegenüber Niederschlagswasser erhöhte Konzentrationen an
Schwermetallen und verschiedenen organischen Schadstoffen. Die wichtigsten davon sind Pb, Zn,
Cd, Cu, Ni, Cr, Taustoffe wie NaCl, CaCl2, und organische Stoffe wie PAK, MKW, MTBE
(Legret/Pagotto 1999, Makepeace at al. 1995; Golwer 1999). Diese Stoffe werden durch
Straßenabfluss, Spritzwasser und luftgetragenen Transport zum angrenzenden Bankett und auf die
Böschung transportiert. Der stark betroffene Bereich umfasst ca. 1 m Entfernung von der Straße, da
hier ein großer Anteil des Straßenabflusses versickert (Lechner/Ludwig 1987, Kocher/Wessolek
2003). Wenn der Straßenabfluss stark befahrener Straßen dagegen gesammelt und in
Oberflächengewässer abgeleitet wird, kann das die Ursache relevanter Gewässerbelastung sein.

Zu den Besonderheiten straßennaher Böden gehören kontinuierlicher Schadstoffeintrag durch
luftgetragene Deposition und diskontinuierlicher Eintrag durch Straßenabfluss und Spritzwasser.
Dabei liefern, in 1 m Entfernung vom befestigten Fahrbahnrand gemessen, die mit dem
Straßenabfluss transportierten Stoffe meistens den höchsten Anteil am Stoffeintrag (Abb. 1).
Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass die Schadstoffkonzentrationen in straßennahen
Böden von der Verkehrsstärke der Straße und von der Entfernung der Beprobungspunkte vom
Straßenrand abhängen. Daraus kann wegen der Verschiedenheit der lokalen Bedingungen und der
Bankett- und Bodeneigenschaften aber kein allgemeiner Zusammenhang abgeleitet werden.
Trotzdem nehmen i.d.R. die Gesamtkonzentrationen der Schadstoffe mit zunehmender Entfernung
bis zum Hintergrundwert ab (Harrison/Johnston 1985; Lagerwerff/Specht 1970; Wheeler/Rolfe 1979;
Wigington et al. 1986). Nur von relativ wenigen Standorten sind Messungen von Konzentrationen im
Grundwasser (Granato et al., 1995; Mikkelsen et al., 1996; Golwer, 1973, 1999) oder im
Bodensickerwasser (Reinirkens 1996) veröffentlicht. Eine Zusammenstellung und Umweltbewertung
der tatsächlich genutzten Möglichkeiten zur Versickerung von Straßenablaufwasser wurde von Lange
(1996) anhand der Auswertung von Literaturdaten durchgeführt. Dort wird auch auf das hohe
Infiltrationsvermögen der untersuchten Bankette und Böschungen hingewiesen, das dazu führt, dass
Oberflächenabfluss nicht sehr häufig auftritt.
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B. Kocher, Skript zum VSVI-Seminar „Entwässerung von Straßen unter planerischen und betrieblichen Gesichtspunkten“, 20.06.07, Friedberg




      100%



       80%



       60%



       40%


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       20%                                                                                                              gelöst im Abfluß
                                                                                                                        Feststoff im Abfluß

         0%
                      Cu               Zn                Cd               Pb               Na               Ca

Abb. 1:       Anteile der Pfade am Stoffeintrag im Bankett an der BAB 7 nördlich von
Hannover, Entfernung vom Fahrbahnrand 1 m, Sommer 2000 (Kocher/Wessolek 2003)

Im ersten Meter vom versiegelten Fahrbahnrand können dementsprechend ständig hohe
Bodenfeuchtegehalte und hohe Infiltrations- und Perkolationsraten, die gelegentlich auch bis in
größere Entfernung reichen, festgestellt werden (Speerschneider 1992; Kocher / Täumer / Wessolek
2003). Bisher sind jedoch keine Untersuchungen veröffentlicht worden, in denen die Wirksamkeit des
Schadstoffrückhaltes durch verschiedene Reinigungsmöglichkeiten für Straßenablaufwasser anhand
von Freilandmessungen verglichen wird.
Einfache und kostengünstige Behandlungsmöglichkeiten werden bevorzugt, aber sie müssen nicht
nur in Bezug auf den hydraulischen Rückhalt, sondern auch in Bezug auf die Wasserqualität wirksam
und effizient sein.
Der Vortrag zeigte deswegen einen Vergleich der Wirksamkeit verschiedener Behandlungen von
Straßenabflusswasser an Außerortsstraßen mit hoher Verkehrsstärke. Eigene Messergebnisse
(Kocher/Wessolek 2003) wurden Ergebnissen zweier neuerer Forschungsarbeiten (Lange et al. 2001,
Dierkes/Geiger 1999) gegenübergestellt, deren Methoden vergleichbar sind, die aber andere
Standorte bzw. andere Reinigungsmöglichkeiten für Straßenablaufwasser berücksichtigen. Die
Reinigungsleistung durch zwei verschiedene Entwässerungsbecken wird mit der Perkolation durch
zwei Gruppen von Böden verglichen. Die untersuchten Straßenrandböden sind sandig und weisen
niedrige pH-Werte auf, die Böden in den Bankettlysimetern wiesen neutrale pH-Werte auf und
enthielten z.T. große Anteile an kalkhaltigem Schotter. Eines der Entwässerungsbecken ist ein
Betonbecken, das andere ein gedichtetes Erdbecken mit vorgeschaltetem Absetzbecken. Der Eintrag
und Austrag von Schwermetallen, MKW und PAK wurden in den Straßenrandböden, in
Bankettlysimetern und in den Zu- und Abläufen der Entwässerungsbecken bestimmt, der Stoffrückhalt
wurde für jede Reinigungsmöglichkeit berechnet und verglichen.

Material und Methoden

Dierkes und Geiger (1999) untersuchten den Schadstoffrückhalt in Bankettböden. Dazu wurden an
fünf Autobahnstandorten Lysimeter mit freier Drainage in das Bankett eingebaut. Je Standort kamen
drei Lysimeter mit 0.4 m Durchmesser und 0.3 m Höhe aus rostfreiem Edelstahl zur Anwendung. Sie
wurden im Bankett in 1 m Entfernung von der befestigten Fahrbahnfläche installiert, indem je eine
ungestörte Bodensäule von 0 bis 0.3 m Tiefe durch Eindrücken der angeschärften Lysimeterwand




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gewonnen wurde. Um Randumläufigkeiten abzuschätzen, wurden Sickerwasser aus dem
Randbereich und dem Kernbereich der Lysimeter getrennt beprobt.
Die gewählten Autobahnen und Bundesstraßen hatten Verkehrsstärken (DTV) zwischen 35 000 und
90 000 Kfz pro Tag. Es wurden Standorte mit lehmigem und kalkhaltigem Bankettmaterial
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ausgewählt. Die Gehalte an organischem Kohlenstoff lagen bei 7-10 g*100g TrS, die pH-Werte bei
7.1 - 7.7. Die oberste Bodenschicht zeigte oft starke Bioturbation, so dass viele Grobporen vorhanden
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waren. Der Kalkgehalt der oberen Bodenschichten war 0.3-5.6 g*100g , der der unteren
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Bodenschichten und Frostschutzschichten 10 bis 70 g*100g .
Das Sickerwasser wurde in Trichtern und Schläuchen aus Hart-PVC aufgefangen und in braunen
Duranglasflaschen in einer nebenan vergrabenen Kiste gesammelt. Die Flaschen wurden alle zwei
Wochen gewechselt. Im Labor wurden die Schwermetallkonzentrationen mit ICP-AES bestimmt. Die
Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) wurden mit 1,1,2-Trichlor-trifluorethan extrahiert (DIN 38 409 Teil
18) und infrarotspektrometrisch bestimmt. Die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe
(PAK) wurden mit n-Hexan extrahiert und mit HPLC bestimmt (DIN 38407 Teil 8). Die
Schadstofffrachten im Sickerwasser wurden berechnet. Zusätzlich wurden drei ebensogroße Säulen
mit Bankettmaterial für Labortests entnommen. Diese wurden in gleichartigen Lysimetern mit echtem
Straßenablaufwasser beaufschlagt. Diese zusätzlichen Wassermengen und Schadstofffrachten
entsprachen etwa der Infiltrationsrate von 20 Jahren. Aus den Ergebnissen der Laborlysimeter
wurden die Schadstoffretentionsraten (Wirkungsgrade) berechnet.

Die Studie von Kocher und Wessolek (2003) befasst sich mit der Verlagerung von
straßenverkehrsbedingten Schadstoffen in straßennahen Böden. Dazu wurden die Konzentrationen
von Blei, Cadmium, Kupfer und Zink in Bodenfeststoff und Bodenlösung ermittelt. Es wurden
Standorte auf sandigen, kalkfreien Böden mit vergleichsweise niedrigen pH-Werten (3.5 bis 7.2 in
0.01M CaCl2, Mittelwert 5.6) an je vier Autobahnen und Bundesstraßen ausgewählt. Dabei wurde
darauf geachtet, dass die Standorte seit mindestens 10 Jahren nicht mehr baulich verändert worden
waren. Die Schicht von 0 bis 0.1 m Tiefe wies Gehalte an organischem Kohlenstoff von 0.9 bis 6.45
       -1                                                -1
g*100g , die tieferen Horizonte von 0.08 bis 6.98 g*100g auf. Die benachbarten natürlichen Böden
waren ab einer Entfernung von 3 bis 5 m vom befestigten Fahrbahnrand weitgehend ungestört. Es
handelte sich um Podsole, podsolige und pseudovergleyte Braunerden und sandig-schluffige Gleye.
Die Bankette waren aus anstehendem Bodenmaterial aufgeschüttet, meist feinsandiger Mittelsand
und mittelsandiger Feinsand. Die Standorte hatten Verkehrsstärken (DTV) zwischen 50 000 und 90
000 Kfz/Tag auf den Autobahnen und 15 000 bis 20 000 auf den Bundesstraßen.
An jedem Standort wurden 16 Saugkerzen (Al2O3-Sinterkeramik, mittlerer Porendurchmesser 0.45
µm) in den Entfernungen 1 m, 2.5 m, 5 m und 10 m vom Fahrbahnrand und, je nach Vegetation, in
1.0 oder 1.5 m Tiefe eingebaut. In jeder Entfernung wurden 4 Saugkerzen parallel betrieben, um eine
Mischprobe aus einem größeren Bodenvolumen und mehr Bodenlösung zu gewinnen. Von 1999 bis
2001 wurden alle drei bis vier Wochen Proben der Bodenlösung entnommen und in säuregespülten
Duranglasflaschen aufgefangen, nach der pH-Messung angesäuert und bis zur Analyse aufbewahrt.
Der Straßenabfluss wurde an einem der Autobahnstandorte mit einer direkt am Fahrbahnrand
angeschlossenen PVC-Rinne beprobt. Die Bodenproben wurden an jedem Standort aus Profilgruben
in 1, 2.5, 5 and 10 m Entfernung vom Fahrbahnrand entnommen. Von den Profilwänden wurde
jeweils die ganze durch einen Horizont gebildete Fläche für eine Mischprobe von 2 bis 2.5 kg
Bodenmaterial verwendet. Ein repräsentativer Anteil des luftgetrockneten Feinbodens (< 2 mm)
wurde mit Königswasser aufgeschlossen. Die Konzentrationen von Pb, Cd und Cu in Bodenlösung,
Straßenabfluss und aufgeschlossenen Bodenproben wurden mit Graphitrohr-AAS bestimmt, die
Konzentration von Zn mit Flammen-AAS. Die Extraktion der MKW und PAK erfolgte direkt aus den
eingewogenen 2-Liter-Braunglasflaschen. Es wurde zur MKW-Bestimmung ein GC-FID-Screening
des Hexanextraktes nach DIN 38409 (Entwurf) durchgeführt. Zur Bestimmung der PAK wurde
ebenfalls eine Extraktion durchgeführt, und die 16 PAK nach EPA aus dem Extrakt mit HPLC
Fluoreszenz-UV-Detektor bestimmt (EPA 610).
Mit Klimadaten aus dem Raum Hannover und den im Bankett ermittelten Randbedingungen wurden
Abflussmenge und Grundwasserneubildung berechnet. Die eingetragenen und ausgetragenen
Schadstofffrachten wurden aus den gemessenen Konzentrationen und transportierten
Wassermengen ermittelt.

Lange et al. (2001) untersuchten die Reinigungsleistung von zwei Entwässerungsbecken für
Straßenablaufwasser. Es wurde ein Betonbecken (RiStWag-Abscheider) und ein gedichtetes




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Erdbecken mit vorgeschaltetem Absetzbecken ausgewählt. Beide Becken erhalten den größten Teil
ihres Zuflusses von Autobahnen, die DTV-Werte von etwa 70 000 Kfz/Tag aufweisen. Der
Straßenabfluss wird in Regenwasserkanälen und gepflasterten Gräben gesammelt; eine Vorreinigung
des Wassers durch Sedimentation auf grasbedeckten Banketten oder Gräben findet nur bei sehr
starken Regenereignissen statt, da nur dann grasbedeckte Flächen überströmt werden. Beide
Becken liegen in der Nähe von Köln, etwa 5 km voneinander entfernt. So kann davon ausgegangen
werden, dass die klimatischen Bedingungen vergleichbar sind.
Das Betonbecken hat ein Einzugsgebiet von 7.6 ha. Davon sind 88% versiegelte Fläche (Autobahn
und gepflasterte Gräben) und 12% grasbedeckte Bankette und Böschungen. Die Höhe des
Dauerstaus im Becken beträgt im Mittel 1.5 m, das Dauerstauvolumen 275 m³. Die maximal
einstaubare zusätzliche Wassermenge beträgt 790 m³. Der Auslass führt unter einer Betontauchwand
hindurch. Das Becken arbeitet als Leichtstoffabschscheider und Absetzbecken und hat nur einen
geringen hydraulischen Retentionseffekt. Das spezifische Speichervolumen beträgt 118 m³/ha.
Das Erdbecken hat ein Einzugsgebiet von 5.13 ha. Davon sind 69% versiegelt (Autobahn und
gepflasterte Gräben), und 31% grasbedeckte Bankette und Böschungen. Die Höhe des Dauerstaus
im Becken beträgt im Mittel 0.8 m, das Dauerstauvolumen 720 m³ und die Wasseroberfläche bei
dieser Einstauhöhe 910 m². Das Becken ist ziemlich dicht mit Schilf und Rohrkolben bewachsen
(Phragmites australis, Typha latifolia), nur wenig freie Wasserfläche ist übrig. Die maximal
einstaubare zusätzliche Wassermenge beträgt 1130 m³ und das spezifische Speichervolumen
318 m³/ha.
Die Konzentrationen von Pb, Cd, Cu, Zn, PAK und MKW wurden im Straßenablaufwasser und im
Beckenablauf gemessen. Die Schwermetallkonzentrationen wurden direkt aus der Wasserphase der
Proben und für Sediment und abfiltrierbare Substanz nach Aufschluss mit H 202 / HNO3 bestimmt. Die
PAK wurden nach DIN 38 407-F18 (E), die MKW nach DIN 38 409 H18 extrahiert und analysiert. Die
zu- und ablaufenden Wassermengen wurden ermittelt, um die Frachten berechnen zu können. An
jedem Becken wurden zwei Autosampler eingesetzt, jeweils am Zulauf und Ablauf. Die Steuerung
erfolgte während der Niederschlags-Abflussereignisse durch Durchflussmesser im Zulaufkanal.
Sowohl volumenproportionale als auch zeitproportionale Beprobung war möglich. Das hydraulische
Messkonzept bestand aus der Zulaufmessung im Zulaufkanal mit einem Ultraschall-Doppler-
Durchflussmessgerät und der Wasserspiegelmessung. Diese wurde im Betonbecken mittels Echolot,
im Erdbecken mit Drucksensor durchgeführt. Der Ablauf wurde aus der Wasserstands-
Durchflussbeziehung berechnet. Diese wurde zu Beginn der Messungen durch einen Versuch
ermittelt.

Ergebnisse und Diskussion

In Tabellen 1 und 2 sind die Konzentrationen der Messungen aller drei Studien vergleichend
ausgewertet. Es ist für alle untersuchten Stoffe der Anteil der Konzentrationsmesswerte eingetragen,
der unterhalb des Prüfwertes für den entsprechenden Stoff liegt. Dieser kann als Wirkungsgrad für
das Einhalten niedriger Konzentrationen in den Abflüssen der Becken bzw. Sickerwässern der
Bankettschichten betrachtet werden.
Außerdem sind in Tab. 1 der pH-Wert-Bereich der Wasserproben und in Tab. 2 das Alter der
Standorte im Sinne einer Standzeit angegeben. Es kann davon ausgegangen werden, dass an den
meisten Straßenstandorten seit dem Bau der Straße Veränderungen im Bankett- oder
Böschungsbreich stattgefunden haben. Dabei wurde das Bodenmaterial aber möglicherweise nur
umgelagert, so dass die Standzeit wahrscheinlich höher ist als die seit der letzten Baumaßnahme
verstrichene Zeit. Für das Erdbecken kann davon ausgegangen werden, dass seit dem Bau kein
wesentlicher Sedimentaustrag stattgefunden hat, so dass die Standzeit des Sedimentmaterials im
Becken der Zeit seit dem Bau etwa gleichzusetzen ist. Am Erdbecken zeigte sich im Lauf der
zweijährigen Untersuchungszeit, dass das Sediment aus dem Becken bei sehr starken
Regenereignissen teilweise oder ganz ausgeräumt wurde, so dass die “Standzeit” mit unter zwei
Jahren anzusetzen ist.
Die Abbildungen 2 und 3 zeigen vergleichend den Fracht-Wirkungsgrad der verschiedenen Verfahren
für die untersuchten Schadstoffe.




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Tab. 1:                Alter der Standorte und Konzentrationsbereiche der MKW und PAK im
                       Vergleich zu Prüfwerten; n.b. = nicht bestimmt

             Konzentrationen im:                                Alter des                      MKW                        PAK (16 / EPA)
                                                               Standortes                 Werte unter dem                 Werte unter dem
                                                                 (Jahre)                     Prüfwert                        Prüfwert
Straßenabfluss                                                        -                            10%                             0%
Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat                       Mindestens 20,                        97%                            97%
sandig, kalkfrei, 1 m Entfernung vom                            bis < 70
Fahrbahnrand
Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat                       mindestens 20,                        97%                            97%
sandig, kalkfrei, 2.5 m Entfernung vom                          bis < 70
Fahrbahnrand
Bodenpassage Laborlysimeter, 0.3 m                             24 + "20 "                          n.b.                           n.b.
Mächtigkeit, kalkhaltig, 1 m Entfernung                        zusätzliche
vom Fahrbahnrand                                             Jahresfrachten
Bodenpassage Freilandlysimeter, 0.3 m                                24                  0.1 mg/L (bis 0.8,                       n.b.
Mächtigkeit, kalkhaltig, 1 m Entfernung                                                analytische Probleme)
vom Fahrbahnrand
Ablauf Betonbecken                                                ?, < 2                           40%                             0%
Ablauf Erdbecken                                             Mehrere Jahre                         97%                            80%
Prüfwert Sickerwasser (BBodSchV)                                                                0.2 mg/L                       0.2 µg/L

Tab. 2:                Konzentrationsbereiche der Schwermetalle und pH-Werte

             Konzentrationen im:                           pH-Wert          Cadmium             Kupfer             Blei               Zink
                                                             (-)             (µg/L)             (µg/L)            (µg/L)             (µg/L)
Straßenabfluss                                             7.2 - 8.5          0.5 - 2.4         62 - 98            11 - 27        812 - 1832
Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat                     7.1 - 7.6       < 0.1 - 0.33        3.6 - 32        < 0.5 - 1.56        < 50 - 142
sandig, kalkfrei, 1 m Entfernung vom
Fahrbahnrand
Bodenlösung in 1-1.5 m Tiefe, Substrat                     5.5 - 7.7       < 0.1 - 0.33        4.4 - 29        < 0.5 - 1.53         < 50 - 73
sandig, kalkfrei, 2.5 m Entfernung vom
Fahrbahnrand
Bodenpassage Laborlysimeter, 0.3 m                         7.4 - 7.7           < 0.4            31 - 50          < 5 - 11           44 - 274
Mächtigkeit, kalkhaltig, 1 m Entfernung
vom Fahrbahnrand
Bodenpassage Freilandlysimeter, 0.3 m                      7.4 - 8.0          0.5 - 0.9         26 - 52           <4-5             160 - 490
Mächtigkeit, kalkhaltig, 1 m Entfernung
vom Fahrbahnrand
Ablauf Betonbecken                                         6.6 - 7.9       Meist < 0.2            100                39                   380
Ablauf Erdbecken                                           6.3 - 7.9       Meist < 0.2             27                21                   87
Prüfwert Sickerwasser (BBodSchV)                                                  5                50                25                   500



Es zeigt sich, dass sogar an Standorten mit sandigen kalkfreien Böden mit niedrigen pH-Werten die
breitflächige Versickerung über das Bankett effektiver für den Rückhalt der Schwermetalle Pb, Cd und
Zn ist als beide Beckentypen. Das gilt sowohl für die Konzentrationsbereiche der Zu- und Abläufe
(Tab. 2) als auch für die Frachten dieser Stoffe (Abb. 3). Für Cu ist dagegen die Reinigungsleistung




                                                                          5
                                                                                                                                          6


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des Erdbeckens höher als die der Bodenpassage, insbesondere verglichen mit der Passage durch
die kalkfreien Sandböden (Abb. 3).


                                               100
       Rückhalt (% der eingetragenen Fracht)




                                                              MKW
                                                80
                                                              PAK (16, EPA)

                                                60


                                                40


                                                20


                                                 0
                                                              Betonbecken                    Erdbecken


Abb. 2:                                                Vergleich der Fracht-Wirkungsgrade - Rückhalt von MKW und PAK in den zwei
                                                       Entwässerungsbecken




                                                     Zink                      Erdbecken
                                                     Blei
                                                     Kupfer
                                                                              Betonbecken
                                                     Cadmium

                                                 Bodenpassage Laborlysimeter,
                                                0.3 m Mächtigkeit, kalkhaltig,
                                                         1 m Entfernung

                                                Bodenpassage Sandboden,
                                                1 m / 1.5 m Mächtigkeit , kalkfrei,
                                                           1 m Entfernung

                                                                                           0      20    40     60     80    100
                                                                                          Retention (% der eingetragenen Fracht)

Abb. 3:                                                Vergleich der Fracht-Wirkungsgrade - Rückhalt von Schwermetallen in Böden
                                                       und Entwässerungsbecken




                                                                                      6
                                                                                                                                          7


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Für die organischen Schadstoffe ist das Ergebnis vergleichbar – MKW und PAK werden ebenfalls im
Boden am besten zurückgehalten oder entfernt, im Erdbecken jedoch fast genausogut (Tab. 1). Zum
Vergleich der Frachtwirkungsgrade waren für die Bodenpassage nicht genug Daten verfügbar, so
dass nur die deutlich höhere Rückhaltefähigkeit des Erdbeckens für MKW und PAK hervorgehoben
werden kann (Abb. 2). Das Betonbecken hatte gravierende Probleme, weil während des
Versuchszeitraumes zwei Starkregenereignisse die vorher abgelagerten Sedimente mobilisiert und
ausgetragen wurden. Das ist eine Hauptursache für den geringen Wirkungsgrad des Betonbeckens in
dieser Untersuchung. Durch eine Umgestaltung des Einlaufes und ggf. der Tauchwände kann aber
ein wesentlich besserer Schadstoffrückhalt erreicht werden (Grotehusmann/ Kasting/ Kunze 2006).

Fazit

Es zeigt sich, dass die Passage von nicht gesammeltem Strassenablaufwasser durch bewachsenen
Bankettboden, selbst wenn dieser aus kalkfreiem Sand besteht, zu besserem Rückhalt und
niedrigeren Schadstoffkonzentrationen im Sickerwasser führt, als es die hier untersuchten
Entwässerungsbecken in ihrem Ablauf erreichen konnten.
Eine umfangreiche und langjährige Untersuchung in einer Lysimeteranlage an einer Kreisstraße bei
Augsburg zum Test verschiedener platzsparender Versickerungsvarianten für Straßenablaufwasser
(Nadler A., Meißner E. 2004) sowie eine sehr detaillierte Untersuchung von Straßenbanketten auf
Schadstoffeinträge und ihren Schadstoffrückhalt (Boller et al. 2005) belegen beide ebenfalls die
langjährig sehr gute Reinigungsleistung von Banketten.
Für Cu kann die beste Reinigungsleistung mit dem Erdbecken und durch den bewachsenen
kalkhaltigen Boden erreicht werden. Bei MKW zeigen sowohl die Passage durch bewachsenen
Boden als auch das Erdbecken gute Reinigungsleistung, wesentlich besser als das Betonbecken.
Auch für den PAK-Rückhalt sind Bodenpassage und Erdbecken sehr viel wirkungsvoller als das
Betonbecken. Für die Problematik der Ausräumung des Betonbeckens durch Starkregenereignisse
wurden durch Grotehusmann/ Kasting/ Kunze (2006) Lösungsvorschläge erarbeitet und geprüft.
Durch die breitflächige Entwässerung über das Bankett oder ggf. den Bau von Erdbecken kann diese
Problematik ebenfalls vermieden werden.
Die die hier zusammengefassten Studien belegen, dass schon die oberen 30 cm eines bewachsenen,
kalkhaltigen Banketts eine sehr hohe Reinigungsleistung erbringen, ebenso ein Bankett aus einer 1 m
mächtigen Schicht aus kalkfreiem Sand mit bewachsenem humosem Oberboden. Die breitflächige
Verteilung des Strassenabflusses über das Bankett und die Versickerung in Bankett und Böschung
durch den bewachsenen Oberboden stellte sich als das wirksamste Reinigungsverfahren heraus,
auch nach jahrzehntelanger Standzeit der Bankette. Diese Standardmethode zur Behandlung von
Strassenablaufwasser ist in den meisten Ländern auch bei stark befahrenen Autobahnen
gebräuchlich. Bankette und Böschungen dienen dabei nicht nur der Standfestigkeit des
Straßenbauwerkes. Auch ihre Wirkung als hydraulischer Zwischenspeicher für Straßenabfluss und
Filter- und Puffermedium für die eingetragenen Schadstoffe sollte mehr ins Bewusstsein rücken. Als
Ergebnis des Rückhalts von Schwermetallen und organischen Schadstoffen stellen sich jedoch aus
der Literatur gut bekannte Anreicherungen dieser Stoffe in den oberen Schichten von Bankett und
straßennahen Böden ein. Im Bereich der obersten straßennahen Schichten kann es zu
Überschreitungen der Vorsorgewerte der Bodenschutzverordnung kommen. Wenn solches Material
aus dem Zuständigkeitsbereich der Straßenbauverwaltung entfernt wird, muss es nach dem
Bundesbodenschutzgesetz untersucht und müssen Vorgaben für die zukünftige Verwendung
beachtet werden.
Die in den Entwässerungsbecken akkumulierten Sedimente müssen gelegentlich entfernt werden, um
die Wirksamkeit der Becken zu gewährleisten.
Da die Verminderung der indirekten Emissionen aus dem Straßenverkehr nur langsam vorankommt,
scheint der Rückhalt der Schadstoffe in Bankett und Böschung zur Zeit die beste Möglichkeit zu sein,
da auch durch vollständige Fassung der Straßenabflüsse die Stoffeinträge in den Straßenseitenraum
nur vermindert, aber nicht unterbunden werden könnten. Es ist dabei zu beachten, ob die Filter- und
Sorptionskapazität von Banketten und Böschungen für die Lebensdauer der Straße ausreicht, oder
ggf. verbessert werden muss. Zur Zeit findet auch bei der Passage durch kalkfreie sandige Böden mit
langer Standzeit ein sehr guter Rückhalt für Schwermetalle und organische Schadstoffe statt.
Prognosen aus den o.g. Forschungsarbeiten für 10 bis 50 Jahre ergeben dieselbe Tendenz. Bei
Prognosen über 100 und mehr Jahre oder bei ungünstigen Bedingungen (z.B. grobkörnige
Fugenfüllungen) sagen Modellrechnungen (Dierkes/Geiger 2002, Kocher/Wessolek 2003) jedoch




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Überschreitungen der Prüfwerte der Bodenschutzverordnung für Sickerwasser an der unteren Grenze
der untersuchten Schichten voraus. Die Minderung der Stoffeinträge ist also auch aus Gründen des
Gewässer- und Grundwasserschutzes von Bedeutung.

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