Evaluierung der Bewertungsverfahren im Kontext mit der Verwertung mineralischer Abfälle in/auf Böden, Teil I: Stofffreisetzungsverhalten mineralischer Abfälle

Auf Basis der Ergebnisse aus dem Verbundprojekt "Sickerwasserprognose" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurde in den Jahren 2005 bis 2011 durch das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen und das Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen im Rahmen von UBA-Vorhaben ein Konzept zur Ableitung von medienschutzbasierten Einbauwerten (ME) für den Einsatz von mineralischen Ersatzbaustoffen (MEB) in technischen Bauweisen entwickelt. Dieses bildet die fachliche Grundlage für den 2. Arbeitsentwurf der Ersatzbaustoffverordnung (EBV) in Artikel zwei der Mantelverordnung (MantelV) des BMU vom 6. Januar 2011. Seitdem wurden die Fachgrundlagen weiterentwickelt. Die Ableitungssystematik basiert auf einer antizipierenden Sickerwasserprognose: Für die Quelltermprognose (Emissionsteil) wurden das Stoffabklingverhalten von leichtlöslichen Salzen, eine konstante Stofffreisetzung von Schwermetallen und Organika und die Infiltration und Durchströmung der technischen Bauwerke berücksichtigt.

Für die Transportprognose wurden der reaktive Stofftransport mit dem Sickerwasser und die Stoffanreicherung über ein Meter ungesättigte Bodenzone betrachtet. Ergebnis sind über bauwerksspezifische Zeiträume von zehn bis 50 Jahren gemittelte, maximal zulässige Quelltermkonzentrationen, sogenannte medienschutzbasierte Einbauwerte. Als Referenzverfahren für die Bestimmung der bewertungsrelevanten Konzentrationen in Eluaten von MEB bei einem Wasser- zu Feststoffverhältnis von zwei Liter pro Kilogramm (WF 2) wurde ein Säulenversuch als ausführlicher Test zur Bestimmung des Freisetzungsverhaltens und als Kurztest zur Bestimmung der WF 2-Konzentration validiert (DIN 19528, 2009). Für weitere Arbeitsentwürfe der MantelV und die nun vorliegende durch die Bundesregierung abgestimmte Kabinettsfassung vom 3. Mai 2017 gibt es Neuerungen: Für Ziegel- und Kupferhüttenmaterialien wurde ein charakteristisches Abklingen von Schwermetallen nachgewiesen, modelliert und in die EBV übernommen. Neue Erkenntnisse zum Sorptionsverhalten von Arsen und Vanadium wurden bereits im Referentenentwurf berücksichtigt. Ein viel diskutiertes Thema sind unterschiedliche Vorgaben nach der Deponieverordnung (DepV) und der MantelV bezüglich der Eluatfraktion zur Feststellung der Grenzwerte bei WF zwei oder WF zehn, die zu aufwändigen Doppelbestimmungen in der Praxis führen können. Darüber hinaus stellt sich die Frage nach den Einflüssen der unterschiedlichen Probenvorbereitung für Säulen- bzw. Schüttelversuche nach DIN-Normen (MantelV) und für Deponiematerialien nach der europäischen Vornorm (DepV, EU-Landfill-Directive) und der unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten in Säulenversuchen. Vergleichbare Fragen stellen sich aktuell auch für die unter der EU-Bauproduktenrichtlinie entwickelten Vornorm eines Säulenversuches zur Beurteilung der Stofffreisetzung aus Bauprodukten. Diese muss voraussichtlich in das deutsche Recht übernommen werden. Vor diesem Hintergrund ergab sich für das BMUB/UBA die Notwendigkeit, die Bewertungsverfahren und die Weiterentwicklungen transparent nutzbar zu machen und die methodischen Einflüsse systematisch zu untersuchen. Dazu wurden von August 2013 bis April 2016 folgende Arbeiten durchgeführt:

• Säulenversuche zum Einfluss der Probenvorbereitung (Brechen, Sieben, Korngrößenverteilung, Größtkorn) und Fließgeschwindigkeiten auf Konzentrationen in Säuleneluaten,
• Säulenversuche zur Verifizierung der methodischen Einflüsse für den Materialstrom Recyclingbaustoffe mit zehn repräsentativen Proben, Vorversuche für drei Hausmüllverbrennungsaschen, 
• Entwicklung eines Konzepts zur Bewertung der Regelungsrelevanz methodischer Einflüsse bei bewertungsrelevanten WF, zur Klärung der Frage, ob das gleiche Material, bewertet nach DIN beziehungsweise CEN-Säulenversuchen, zu unterschiedlichen Zuordnungen für die Verwertung nach EBV und Bundes-BodenschutzV. oder für die Beseitigung nach DepV führen – Verifizierung für den Materialstrom Recyclingbaustoffe, Anwendung für 3 Hausmüllverbrennungsaschen,
• Ergänzende Säulenversuche zum Abklingverhalten, Weiterentwicklung des Modells, Handlungsanweisung zur Auswertung des Abklingverhaltens/Umsetzung in EBV für weitere MEB,
• Aufbereitung der Ableitungssystematik und Neuerungen für die EBV als Inputkatalog für die Implementierung in ein Datenbank-basiertes Anwendungstool "BEmEb".