altlastenbearbeitung des vbs auf schiessplätzen · xrf messungen; hinweise • für korrelation...
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1armasuisse
Altlastenbearbeitung des VBS auf Schiessplätzen
KOMZ Boden, armasuisse Immobilien, Rolf Keiser Altlastenkurs Universität Bern 2016
2armasuisseKOMZ Boden Rolf KeiserArmasuisse Immobilien
Agenda
• Einführung• Altlastenkataster• Technische Untersuchung• Fehlerbetrachtung• Gefährdungsabschätzung• Bsp. Sanierung Schiessplatz Chur• Internationale Aktivitäten
3armasuisseRolf Keiser
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Einführung
Altlasten-verordnung
AltlV
Gewässerschutz-Verordnung
GSchV
Technisch Verord-nung über Abfälle
TVA
Verordnung über Belastungendes Bodens
VBBo
Verordnung überden Natur-
und HeimatschutzNHV
Bundes-verfassung
Umwelt-schutzgesetz
USG
Gewässer-schutzgesetz
GSchG
Bundesgesetz über denNatur- und Heimatschutz
NHG
4armasuisseRolf Keiser
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• Im Wald gibt es keine Sanierungswerte• 50 ppm Blei kann in vielen Fällen mit dem XRF schlecht kartiert
werden (Bestimmungsgrenze)• Für Kupfer ist der Prüfwert 150ppm und der Sanierungswert
1000ppm (VBBo/AltlV)
Einführung„Grenzwerte“ Blei
50 ppm 200 ppm
250 ppm T-Wert Aushubrichtlinie
300 ppm 1000 ppm 2000 ppm
Eintrag und Sanierung, VASA-Wegleitung
Werte Nutzungs-überprüfung VBBo
Sanierungswert nach VBBo
Gefährdungsabschätzung
5armasuisseRolf Keiser
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EinführungUnterschiedliche Waffensysteme
Minenwerfer Panzer
Artillerie Infanterie
6armasuisseRolf Keiser
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EinführungUnterschiedliche Munition
Minenwerfer Panzer
Artillerie Infanterie
7armasuisseRolf Keiser
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EinführungSchadstoffe
Auf allen mil. Schiessplätzen Total rund 10‘000 Tonnen Blei
Blei und Antimon
Kupfer
8armasuisseRolf Keiser
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Einführung Unterschied GP 11, GP 90
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
GP11 GP90
Bleieintrag in [kg] bei 1000 Schuss
8.4 kg Blei
3 kg Blei
9armasuisse
Historische UntersuchungWelche Fragen sind zu beantworten
• Wo wurde geschossen• Mit was wurde geschossen (Waffen + Munition)• Wie lange wurde geschossen• Wie intensiv wurde geschossen (Schusszahlen)• Schutzgüter• Eigentumsverhältnisse• Zugänglichkeit• Weitere Massnahmen à TU?• …
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10armasuisseRolf Keiser
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Historische UntersuchungSchiessplatz
• 1: Schiessplatz• 2: Zielgebiet• 3: Zielort• 4: Stellungsraum
11armasuisseRolf Keiser
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Historische UntersuchungBeispiele von Schiessplätzen
12armasuisseRolf Keiser
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Historische UntersuchungVorgehen und Stand Altlastenuntersuchung
Teilgebiet ohne Schiesstätigkeit
Teilgebiet mitstarker
Schiesstätigkeit
Teilgebiet mitgeringer
Schiesstätigkeit
Kein Eintragim Kataster
(keine weiterenMassnahmen)
Eintrag im KbSmit Unter-
suchungsbedarf
Historische Unter-
suchung
Belastungohne weiteren
Handlungsbedarf
Nutzungsein-schränkung
Sanierung[Bauprojekt]
TechnischeUntersuchung
Abgeschlossen für Schiessplätze
KOMZ Boden
In Bearbeitung
13armasuisseRolf Keiser
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Historische UntersuchungBeispiel Schiessplatz Guldental
www.kbs-vbs.ch
14armasuisseRolf Keiser
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• CH-weit einheitliche Vorgaben• Einfaches Verfahren zur
Untersuchung à XRF• Lösung für Belastungen ohne
direkte Gefährdung• Gefährdungsabschätzungen à
Nutzungseinschränkungen• Priorisierung der weiteren
Untersuchungen
Historische UntersuchungErgebnisse und weiteres Vorgehen
Untersuchungsbedürftige Fläche rund 11.8 mio m2
SchiessplatzkatasterTotal rund 1’040 km2 historisch
abgeklärt
NichtbelasteteFläche98.9%
Fläche1.1%
Untersuchte Spl FlächeUntersuchungs-bedürfigeFläche 1.1%
15armasuisse
Technische UntersuchungDetails
• Untersuchungsperimeter• Welche Flächen sind mit was wie stark belastet• Wie gross ist das Schadstoffpotential,
Freisetzungspotential bzw. Gefährdungspotential• Schadstoffe neben Blei (Sb, Cu … )• Wie gross sind die Unsicherheiten (Probenahme,
Feldmessung, Labormessung …)• Welche Massnahmen sind nach der Untersuchung
nötig (Sanierung, Nutzungseinschränkung, keine)
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16armasuisse
Technische UntersuchungWie
• VBS eigene Wegleitung für die Untersuchung von Spl mit XRF (www.kbs-vbs.ch) • Punktraster über die zu untersuchende Fläche• Probeentnahme 0-20cm und Messung mit XRF
im Feld, plus Referenzproben zur Korrelation• An Einzelstandorten Tiefenprofile und falls
notwendig Entnahme von Wasserproben• Einbezug lokaler Gegebenheiten (Geologie,
Bodenmächtigkeit, …)
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17armasuisseRolf Keiser
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Technische UntersuchungBeispiel 1
18armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Technische UntersuchungBeispiel 2
19armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Technische Untersuchung Beispiel 3
20armasuisse
Technische UntersuchungXRF Messungen; zu beachten
• XRF misst nur die Oberfläche der Probe!• Einflussfaktoren
• Probenfeuchtigkeit• Zusammensetzung der Probe (org. Material,
Geochemie à sog. Matrixeffekte)• Gerätetyp • Kalibrierung• Partikelgrösse (Steine…)• Plastikbeutel• …
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21armasuisse
Technische UntersuchungXRF Messungen; Hinweise
• Für Korrelation gleiche Probe ins Labor wie im Feld gemessen
• Für Korrelation Proben mit unterschiedlichen Gehalten (Feldwerte) verwenden (200 – 2000ppm)
• Probenvorbereitung• „homogenisieren"• Verdichten, glattstreichen à homogene Oberfläche• Steine und Pflanzenreste entfernen• …
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22armasuisseRolf Keiser
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Technische UntersuchungMessraster
25armasuisse
• Für den Hauptschadstoff Blei sehr zuverlässig (misst auch weitere Metalle mit hoher Qualität)
• Militärische Schiessübungen führen zu einer unregelmässigen, punktuellen Schadstoffverteilung mit grossen Schwankungen der Schadstoffgehalte (z.B. Fixe Ziele einige 1000 ppm) à Hot Spots
• Für grosse Flächen geeignet• Mit vertretbarem zeitlichem und finanziellem
Aufwand realisierbar• Auch für Sanierung (Triage) anwendbar
Technische UntersuchungWarum XRF
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26armasuisse
Technische UntersuchungErfahrungen
• XRF bewährt sich (Belastungen werden gefunden)• Sowohl XRF wie auch Laboranalytik stösst bei
partikulärem Blei an Grenzen (à direkter Einschlagbereich)
• Die Genauigkeit der Messungen sinkt mit der Korngrösse (Probemenge, Bleipartikel …)
• Rahmenbedingungen wie Geologie, Hydrologie und Bodenart müssen in die Beurteilung einfliessen
• Für Gefährdungsabschätzung auch mögliche Nutzung wichtig
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27armasuisseRolf Keiser
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Technische UntersuchungenStatistik (Schiessplätze)
• Der grösste Flächenanteil liegt unter dem Prüfwert
• Rund 50 ha liegen über dem Sanierungswert
• Rund 120 ha zwischen Prüf-und Sanierungswert belastet à Gefährdungsabschätzung
• à harte Sanierung bis 300ppm ist nicht machbar
Konsequenzen aus diesen Resultaten (Hochrechnung)
85.5
4.4
3.4
2.44.2
Belastung <300ppm Pb
Belastung 300-500ppm Pb
Belastung 500-1000ppm Pb
Belastung 1000-2000ppm Pb
Belastung >2000ppm Pb
28armasuisseRolf Keiser
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FehlerbetrachtungFehlerquellen• Probenahme
• Heterogenität (ohne diese gäbe es keine Probenahmefehler!)• Zusammensetzung (Teilchengrösse)à
Probemasse/Volumen• räumliche Verteilung (hot spots) à
Raster/Mischproben• Kontamination (frühere Proben, Probengeräte)
• Probenaufbereitung• Trocknen, Mahlen, Teilen (Verlust, Querkontamination,
Probenalteration… (à Labor)• Analytik
• Eichung, Kalibrierung, Gerätefehler … (à Labor)
29armasuisseRolf Keiser
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FehlerbetrachtungFehler
• Mehr als 80% des Gesamtfehlers machen Probenahme und Prebenaufbereitung aus!
• Der analytische Fehler macht weniger als 10% aus
Probenahme bis 1000%Probenaufbereitung 100 – 300%Analytik 2 -20%
Winfried Rasemann, Industrial Waste Dumps, Sampling and Analysis, Encyclopedia of Analytical Chemistry, 2000
30armasuisseRolf Keiser
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FehlerbetrachtungProbenahme• Ziel: Repräsentative (reproduzierbare) ProbeHeterogenität ist fehlende Homogenität und bedingt repräsentative Probenahme.Repräsentativität gewährleistet die Erhaltung der (bestmöglichen) quantitativen und qualitativen Proportionalität von Bestandteilen entlang der gesamten Messkette.Heterogenität und Repräsentativität sind im Gegensatz zur Theorie in der realen Welt (Praxis) relative und keine absoluten Begriffe.
Ø Mischproben oder sehr viele EinzelprobenØ Genügend ProbenmengeØ Statistische Methoden
Theorie von Pierre Gy, Cannes Frankreich
31armasuisseRolf Keiser
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FehlerbetrachtungGenauigkeit
Hohe Präzisionaber nicht Richtig
Schlechte Präzision und nicht Richtig
Schlechte Präzision aber Richtig
Gute Präzision und Richtig
• Mehrfachmessungen mit XRF
• Kalibration XRF Gerät
• Korrelation mit Labormessung
• …
32armasuisseRolf Keiser
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FehlerbetrachtungGenauigkeit für TU Schiessplätze• Welche Aussagen muss ich Treffen
• Sanierungsbedürftig• Nutzungseinschränkungen• KbS-Eintrag• Keine relevanten Belastung
• Sanierung• Die Genauigkeit wird durch den Bagger bestimmt
• Analytik• XRF reicht aus
33armasuisse
FehlerbetrachtungBsp. (Verdichtung Raster, Nachvollziehbarkeit)
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34armasuisse
FehlerbetrachtungErfahrungen aus TU-Berichten
• Unsicherheiten werden ungenügend berücksichtigt• Es muss eine Beurteilung der möglichen Fehler
vorgenommen werden (Probenahme, Analytik …)• Verdichtung des Messrasters oft ungenügend• Gefährdungsabschätzung oft ungenügend (nur
Anwenden der Formel genügt nicht!)• GIS-Daten oft mangelhaft• Nachvollziehbarkeit oft nicht gewährleistet• Fehlende Qualitätskontrolle
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35armasuisseRolf Keiser
Armasuisse Immobilien
GefährdungsabschätzungFür militärische Schiessplätze
• Viele sanierungsbedürftige Schiessplätze liegen im voralpinen Gebiet à keine ganzjährige Nutzung
• Die Belastungen sind sehr heterogen verteilt à nur kleine Flächen haben hohe Belastungen
Handbuch Gefährdungsabschätzung sagt dazu, dass diesen Umständen Rechnung zu tragen ist!
à VBS erstellt eigene Vorgabe (Zusammenarbeit mit BAFU und Kantonen)
36armasuisseRolf Keiser
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GefährdungsabschätzungFür militärische Schiessplätze• Quantifizierung der Nutzungsdauer erfolgt über die
potentielle Vegetationsdauer (analog landwirtschaftliche Entschädigungen)
37armasuisseRolf Keiser
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GefährdungsabschätzungMassen, Flächenbilanzen
Belastete Fläche %
Belastete Fläche m2
Belastungsklasse
BelastungAnnahme
Menge Blei (kg)
Menge Blei (%)
4.2 420 >2000 5000 2100 65
2.4 240 1000-2000 1500 360 11
3.4 340 500-1000 750 255 8
4.4 440 300-500 400 176 5
85.6 8560 0-300 40 342 11
Annahmen:• Fläche 1ha (10‘000m2)• Pro m2 eine Tonne belastetes Material• Natürlicher Bleigehalt in Böden 20mg/kg
38armasuisseRolf Keiser
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SanierungenAblauf
HU TU Sanierungs-konzept
Sanierungs-projekt
Ausführung/Schlussdokumentation
Sanierungs-aufforderung
MPV Anhörung
(BAFU, Kantone …)
MPV Entscheid
Genehmigung GS VBS
MPV Bewilligung
Vereinfacht nach: Altlastensanierung von Schiessplätzen und Schiessanlagen des VBS, Erarbeitung des Sanierungsprojekts, 30.10.2013
39armasuisseRolf Keiser
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SanierungenRahmenbedingungen und Planung
• Zugänglichkeit der Schiessplätze oft schlecht
• Oft in Gebieten mit Naturgefahren (Rutschungen…)
• Oft im oder am Rand von touristisch genutzten Räumen
• Häufig in Gebieten mit hohen Naturwerten (TWW, Moore, BLN …)
• Planung mit verschiedenen Varianten erfordert viel Sachkenntnis
• Rekultivierung ist genau so anspruchsvoll wie die Sanierung selber
• Verfahrensablauf anders als bei 300m Anlagen
40armasuisseRolf Keiser
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SanierungenAusführung
41armasuisseRolf Keiser
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SanierungenAusführung
• Gute Voruntersuchung ist elementar!!
• Eine seriöse Baubegleitung ist zwingend
• Ein militärischer Schiessplatz ist nicht zu vergleichen mit einer 300m Anlage
• Die Rahmenbedingungen stellen hohe Anforderungen an das Personal
• Die Kosten für die Entsorgung des belasteten Materials sind hoch
• Es muss mit Überraschungen gerechnet werden
42armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Spl Rossboden, ChurTU à Belastungsplan Chur
Ca. 40m
Grundwasser-schutzzone S1
Grundwasser-fassung für
die Stadt Chur
Kugelfang 300m Anlage der Stadt Chur
43armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Spl Rossboden, ChurAushub der belasteten Flächen
44armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Spl Rossboden, Chur„Waschen“ des Aushubmaterials
45armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Spl Rossboden, ChurEinbau künstlicher Kugelfangsysteme
46armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Spl Rossboden, ChurAbgedichtete Kugelfangwälle
47armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Spl Rossboden, ChurSanierungskosten• Vorbereitung, Abbruch 0.1 mio• Bauarbeiten + Kugelfänge 3.4 mio• Baubegleitung durch Experten 0.5 mio• Entsorgung Material 6.3 mio• Kosten Total 10.3 mio
Deckt sich mit Erfahrungen BAFU.
48armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Internationale AktivitätenKünstliche Kugelfänge
49armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Internationale AktivitätenSprengstoffrückstände
Pictures: US Army Corps of Engineers;
CRREL
50armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Internationale AktivitätenVerbrennung von Pulverrückständen
Pictures: US Army Corps of Engineers;
CRREL
51armasuisseKOMZ Boden, Rolf Keiser
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Internationale AktivitätenSanierung von belasteten Standorten
Standort: MMR, Cap Cod Massachusetts
Schiessplatz der seit dem zweiten Weltkrieg von allen Truppengattungen genutzt wird (Luftwaffe, Navy, Heer).Belastung mit Schwermetallen, Treibstoffen, Lösungsmitteln und Sprengstoffen
52armasuisse
Fragen?
53armasuisseRolf Keiser
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• Altlastenverordnung
• VBBo• Gewässerschutzverordnung• VVEA• Wegleitung Bodenprobenahme
• Wegeleitung Probenahme bei belasteten Standorten
Dokumente
54armasuisseRolf Keiser
Armasuisse Immobilien
• http://www.kbs-vbs.ch/
• http://www.vbs.admin.ch/internet/vbs/de/home/documentation/publication/umwelt/ruckst/uebersicht.html
• http://www.erdc.usace.army.mil/
• http://www.crrel.usace.army.mil/• http://www.ffi.no/en/Sider/default.aspx• http://www.drdc-rddc.gc.ca/
Weblinks