Neue Erkenntnisse zur Emission und Oxidation von Methan aus Altdeponien

Gasemissionen aus Abfalldeponien zählen zu den größten anthropogenen Methanquellen und tragen damit signifikant zur globalen Erwärmung bei. Weiterhin können unkontrollierte Deponiegasaustritte zu Explosionsgefährdungen und Vegetationsschäden führen. Die wirksamste Maßnahme zur Verminderung von Methanemissionen aus Deponien stellt die Einrichtung eines Systems zur aktiven Deponiegasabsaugung mit anschließender Verbrennung mit oder ohne Energierückgewinnung dar. Allerdings ist der Betrieb von Gasmotoren oder Fackeln auf Deponien wegen der mit der Zeit abnehmenden Deponiegasqualität und -quantität nicht unbegrenzt möglich. Gleichwohl können die Restgasemissionen derartiger Deponien noch erheblich sein.

Eine Möglichkeit zur Reduzierung von Schwachgasemissionen stellt die biologische Methanoxidation beispielsweise in Deponieabdeckschichten dar. Hierbei wird das Methan durch Mikroorganismen zu Kohlendioxid abgebaut. Die Methanoxidationsraten variieren stark in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen und Eigenschaften der Abdeckschicht, wie z. B. Temperatur, Wassergehalt, sowie der Stabilität der organischen Substanz. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist das ausreichende Eindringen von Luftsauerstoff in den Boden.

Aus den bisherigen Labor- und Felduntersuchungen lassen sich eine Reihe von Erkenntnissen ableiten:

Altdeponien produzieren auch 30 bis 40 Jahre nach Ablagerungsende relevante Mengen an Deponiegas, die diffus über die unkontrolliert eingebrachte und in ihren Eigenschaften stark schwankende Abdeckschicht entweichen und/oder lateral in bebautes oder landwirtschaftlich genutztes Gebiet migrieren. Es besteht damit deutlicher Handlungsbedarf, diese Emissionen sowohl aus Gründen des Klimaschutzes als auch aus Gründen der Sicherheit zu behandeln.
Natürliche Böden sind unter bestimmten Randbedingungen grundsätzlich in der Lage, die in Altdeponien entstehenden Methanflüsse weitestgehend zu oxidieren. Voraussetzung ist eine gleichmäßige Verteilung der Methanfracht in der Fläche. Werden aus ökonomischen oder deponiepraktischen Erwägungen ungeeignete Substrate verwendet, kann das Gas konzentriert und ohne wesentliche Oxidation über präferenzielle Fließwege entweichen.
Der Gashaushalt (Transport, Oxidation, Emission) wird durch den Bodentemperatur- und Bodenwasser- bzw. Lufthaushalt beeinflusst und ist damit abhängig von Textur und Verdichtungsgrad. Bodengaszusammensetzung und Emissionen unterliegen einer starken saisonalen Variabilität, die jedoch durch eine kurzfristige Veränderung der Permeabilität der oberflächennahen Bodenschichten überprägt werden kann.
Emissionen aus Altdeponien entweichen meist über lokal eng begrenzte Bereiche, so genannte Hotspots. Ursächlich für die Ausprägung solcher Hotspots sind in den meisten Fällen die Ausprägung präferenzieller Fließwege in Form von Setzungs- und Schrumpfungsrissen oder eine ungleichmäßige Permeabilität der Abdeckschicht infolge unkontrollierten Einbaus unter-schiedlicher Substrate.

Copyright:	© Verlag Abfall aktuell
Quelle:	Band 35 - Deponietechnik 2010 (Februar 2010)
Seiten:	16
Preis:	€ 0,00
Autor:	Dr.-Ing. Jan Streese-Kleeberg Dr. Julia Gebert

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