Bodenverschmutzung

Bodenverschmutzung, die Ablagerung von festen oder flüssigen Abfallstoffen auf dem Boden oder im Untergrund in einer Weise, die den Boden und das Grundwasser verunreinigen, die öffentliche Gesundheit gefährden und unansehnliche Zustände und Belästigungen verursachen kann.

Die Abfallstoffe, die eine Verschmutzung des Bodens verursachen, werden allgemein als feste Siedlungsabfälle (MSW), Bau- und Abbruchabfälle (C&D) oder Schutt und gefährliche Abfälle klassifiziert. Zu den Siedlungsabfällen gehören nicht gefährliche Abfälle, Müll und Abfälle aus Haushalten, Institutionen (z. B. Schulen), Gewerbebetrieben und Industrieanlagen. Müll enthält feuchte und zersetzbare (biologisch abbaubare) Lebensmittelabfälle (z. B. Fleisch- und Gemüsereste); Unrat umfasst überwiegend trockene Materialien wie Papier, Glas, Textilien und Kunststoffgegenstände; und Abfall umfasst sperrige Abfallmaterialien und Gegenstände, die nicht routinemäßig zur Entsorgung gesammelt werden (z. B. ausrangierte Matratzen, Geräte, Möbelstücke). C&D-Abfall (oder Schutt) umfasst Holz- und Metallgegenstände, Wandplatten, Betonschutt, Asphalt und andere inerte Materialien, die beim Bau, der Renovierung oder dem Abriss von Gebäuden anfallen. Zu den gefährlichen Abfällen gehören schädliche und gefährliche Substanzen, die vor allem in flüssiger Form, aber auch als Feststoffe, Schlämme oder Gase in verschiedenen chemischen Produktionsbetrieben, Erdölraffinerien, Papierfabriken, Schmelzhütten, Maschinenwerkstätten, chemischen Reinigungen, Autoreparaturwerkstätten und vielen anderen Industrien oder gewerblichen Einrichtungen anfallen. Neben der unsachgemäßen Entsorgung von Hausmüll, C&D-Abfall und Sondermüll können auch verunreinigte Abwässer aus der unterirdischen Abwasserentsorgung (z.B. aus Klärgruben) eine Ursache für Bodenverunreinigungen sein.

Die Durchlässigkeit der Bodenformationen, die unter einer Abfalldeponie liegen, ist von großer Bedeutung für die Bodenverunreinigung. Der Boden besteht aus einem Gemisch von nicht verfestigten Mineral- und Gesteinsbruchstücken (Kies, Sand, Schluff und Ton), die durch natürliche Verwitterungsprozesse entstanden sind. Kies- und Sandformationen sind porös und durchlässig und erlauben den freien Fluss von Wasser durch die Poren oder Räume zwischen den Partikeln. Schluff ist aufgrund seiner kleinen Partikel- und Porengrößen viel weniger durchlässig als Sand oder Kies, während Ton aufgrund seiner plattenartigen Form und seiner molekularen Kräfte für den Wasserfluss praktisch undurchlässig ist.

Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts wurden feste Abfälle in der Regel gesammelt und auf dem Boden in unkontrollierten „offenen Deponien“ abgelagert, die oft zu Brutstätten für Ratten, Mücken, Fliegen und andere Krankheitsüberträger wurden und Quellen von unangenehmen Gerüchen, vom Wind verwehtem Schutt und anderen Belästigungen waren. Deponien können das Grundwasser verunreinigen und nahe gelegene Bäche und Seen verschmutzen. Bei der Zersetzung von Müll und Niederschlägen entsteht eine hochgradig verunreinigte Flüssigkeit, das so genannte Sickerwasser, das durch das Volumen des Abfallmaterials nach unten infiltriert und versickert. Wenn Sickerwasser in das Grundwasser gelangt und sich mit diesem vermischt oder in nahe gelegene Oberflächengewässer sickert, sind die öffentliche Gesundheit und die Umweltqualität gefährdet. Methan, ein giftiges und explosives Gas, das leicht durch den Boden strömt, ist ein mögliches Nebenprodukt der anaeroben (in Abwesenheit von Sauerstoff) Zersetzung von verrottbarem festen Abfallmaterial. Die offene Deponierung von festen Abfällen ist in vielen Ländern nicht mehr erlaubt. Dennoch verursachen Sickerwasser und Methan aus alten Deponien in einigen Gebieten weiterhin Probleme mit der Bodenverschmutzung.

Eine moderne Technik zur Entsorgung fester Abfälle auf dem Land umfasst den Bau und den täglichen Betrieb und die Kontrolle von sogenannten Sanitärdeponien. Sanitärdeponien sind keine Müllkippen, sondern sorgfältig geplante und konstruierte Anlagen, die darauf ausgelegt sind, Sickerwasser und Methan zu kontrollieren und das Risiko der Landverschmutzung durch die Entsorgung fester Abfälle zu minimieren. Sanitärdeponien werden sorgfältig ausgewählt und mit undurchlässigen Bodenabdichtungen vorbereitet, um Sickerwasser aufzufangen und eine Verunreinigung des Grundwassers zu verhindern. Bodenabdichtungen bestehen in der Regel aus flexiblen Kunststoffmembranen und einer Schicht aus verdichtetem Ton. Das Abfallmaterial – MSW und C&D-Schutt – wird ausgebreitet, mit schweren Maschinen verdichtet und täglich mit einer Schicht verdichteten Bodens bedeckt. Das Sickerwasser wird in einem Netz von perforierten Rohren am Boden der Deponie gesammelt und zu einer Kläranlage auf dem Gelände oder zum nahegelegenen öffentlichen Abwassersystem gepumpt. Methan wird ebenfalls in der Deponie gesammelt und sicher in die Atmosphäre abgeleitet oder für die Verwendung als Brennstoff, bekannt als Biogas oder Deponiegas, zurückgewonnen. Um den ordnungsgemäßen Betrieb der Deponie zu gewährleisten, müssen rund um die Deponie Grundwasserüberwachungsbrunnen angelegt und regelmäßig beprobt werden. Abgeschlossene Deponien werden mit einer Schicht aus Ton oder einer undurchlässigen Membran abgedeckt, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Eine Schicht Mutterboden und verschiedene Formen von Vegetation werden als endgültige Abdeckung aufgebracht. Abgeschlossene Deponien werden oft als öffentliche Parks oder Spielplätze genutzt.

Gefahrgutabfälle unterscheiden sich von Hausmüll und C&D-Schutt in Form und Verhalten. Seine Entsorgung erfordert besondere Aufmerksamkeit, da er schwere Krankheiten oder Verletzungen verursachen und eine unmittelbare und erhebliche Bedrohung für die Umweltqualität darstellen kann. Zu den Hauptmerkmalen von Sondermüll gehören Toxizität, Reaktivität, Entzündbarkeit und Korrosivität. Darüber hinaus werden auch Abfallprodukte, die infektiös oder radioaktiv sein können, als gefährlicher Abfall eingestuft. Obwohl die Entsorgung von Sonderabfällen an Land nicht immer die beste Option ist, können feste oder in Containern gelagerte Sonderabfälle durch Vergraben in „sicheren Deponien“ entsorgt werden, während flüssige Sonderabfälle bei geeigneten geologischen Bedingungen unterirdisch in Tiefbrunnen-Injektionssystemen entsorgt werden können. Einige gefährliche Abfälle wie Dioxine, PCBs, Zyanide, halogenierte organische Stoffe und starke Säuren sind in den USA von der Deponierung ausgeschlossen, es sei denn, sie werden zuvor behandelt oder stabilisiert oder erfüllen bestimmte Konzentrationsgrenzen. Sichere Deponien müssen einen Mindestabstand von 3 Metern zwischen dem Boden der Deponie und dem darunter liegenden Felsgestein oder Grundwasserspiegel aufweisen (doppelt so hoch wie bei kommunalen Feststoffdeponien), eine abschließende undurchlässige Abdeckung nach Fertigstellung und eine doppelte undurchlässige Bodenauskleidung für erhöhte Sicherheit. Unterirdische Injektionsbrunnen (in die flüssige Abfälle unter hohem Druck gepumpt werden) müssen die Flüssigkeit in einer durchlässigen Gesteinsschicht deponieren, die zwischen undurchlässigen Gesteins- oder Tonschichten eingebettet ist. Die Bohrungen müssen außerdem mit drei konzentrischen Rohren ummantelt und abgedichtet werden und zur zusätzlichen Sicherheit mindestens 400 Meter von der Trinkwasserversorgung entfernt sein.

Bevor moderne Techniken zur Entsorgung gefährlicher Abfälle gesetzlich vorgeschrieben und in die Praxis umgesetzt wurden, wurden die Abfälle im Allgemeinen in oberirdischen Halden, Lagunen, Teichen oder unbefestigten Deponien entsorgt oder gelagert. Tausende dieser Mülldeponien existieren noch immer, sind aber inzwischen veraltet und verlassen. Auch die illegale, aber häufige Praxis der „Mitternachtsverklappung“ von gefährlichen Abfällen sowie versehentliche Verschüttungen haben Tausende von Industriegrundstücken kontaminiert und stellen weiterhin eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit und die Umweltqualität dar. Die Bemühungen, solche Standorte zu sanieren oder zu säubern, werden noch jahrelang andauern. Im Jahr 1980 rief der US-Kongress das Superfund-Programm ins Leben und bewilligte Milliarden von Dollar für die Sanierung von Standorten; heute stehen noch etwa 1.300 Standorte auf der Superfund-Liste, die saniert werden müssen. Die erste gelistete Superfund-Site – Love Canal in Niagara Falls, N.Y. – wurde erst 2004 von der Liste gestrichen.

Siehe auch Abfallwirtschaft, Sonderabfallwirtschaft.