GIS-gestützte Standortanalyse zur Differenzierung der Ablagerungseignung verschiedener Naturräume Unterfrankens gegenüber Müllverbrennungsschlacken

GIS-supported site analysis to differentiate the suitability of different natural areas of Lower Franconia for municipal solid waste incineration ash deposition

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-1180603
  • Die Müllverbrennung hat sich in der BRD als wichtiges Glied in der Entsorgungskette etabliert. Bei der thermischen Verwertung fällt als Restprodukt u. a. Müllverbrennungsschlacke (MV-Schlacke) an, die deponiert oder wiederverwertet wird. Eine vollständige Abtrennung umweltrelevanter Schadstoffe (vorwiegend Schwermetalle) kann mit dem Verfahren der Müllverbrennung jedoch nicht erreicht werden. Eine nachhaltig umweltbewußte Entsorgung der Schlacke setzt daher voraus, daß sich das Schlacke-Material nach Ablagerung weitestgehend neutral inDie Müllverbrennung hat sich in der BRD als wichtiges Glied in der Entsorgungskette etabliert. Bei der thermischen Verwertung fällt als Restprodukt u. a. Müllverbrennungsschlacke (MV-Schlacke) an, die deponiert oder wiederverwertet wird. Eine vollständige Abtrennung umweltrelevanter Schadstoffe (vorwiegend Schwermetalle) kann mit dem Verfahren der Müllverbrennung jedoch nicht erreicht werden. Eine nachhaltig umweltbewußte Entsorgung der Schlacke setzt daher voraus, daß sich das Schlacke-Material nach Ablagerung weitestgehend neutral in seiner natürlichen Umgebung verhält. Zahlreiche Untersuchungen verschiedener Autoren haben gezeigt, daß das Auslaugungsverhalten der Schlacke und damit auch das Freisetzen von Schadstoffen bei Ablagerung, sehr stark von den Umgebungsbedingungen abhängt. Wesentlich dabei sind vor allem der Wasserumsatz und die hydrogeochemischen Milieubedingungen im gesamten Ablagerungssystem. Geringe Wasserumsätze und spezielle pH-Bedingungen des Carbonatpufferbereichs bedingen besonders günstige und stabile Verhältnisse. Daraus ist abzuleiten, daß hauptsächlich dort gegenüber MV-Schlacken langfristig ablagerungsfreundliche Bedingungen herrschen, wo einerseits geringe Wasserumsätze und andererseits hohes Puffervermögen durch carbonatische Phasen und prinzipiell geringes Wasserleitvermögen vorausgesetzt werden können. Unter diesen Gesichtspunkten wurden relevante naturräumliche Standortfaktoren definiert, die im Rahmen einer modellhaften Standortanalyse für den Raum Unterfanken (Nordbayern) eingesetzt wurden. Die Haltung, Analyse und Bewertung der vielfältigen, raumbezogenen Daten zu den einzelnen Faktoren erfolgte dabei in einem Geoinformationssystem (GIS) mit Datenbankanbindung. In einer abschließenden Synthese wurden alle Faktoren zusammengeführt und hinsichtlich der Ablagerungsfreundlichkeit unterschiedlicher Naturräume Unterfrankens gegenüber MV-Schlacke bewertet. Im Modell Standortanalyse wurden Bewertungsansätze gewählt, die auf Grundlagen der FUZZY-Logik beruhen. Als wesentliches Ergebnis der Arbeit kann festgehalten werden, daß vorwiegend die Talräume als Ablagerungsstandorte langfristig ungeeignet erscheinen sowie die sandsteindominierten (Spessart, Südrhön, Odenwald) oder vorwiegend von Kristallingestein eingenommenen (Vorspessart) Gebiete mit vergleichsweise hohen Gesamtabflußraten, hohen Durchlässigkeiten sowie geringem Puffervermögen in den Deckschichten. Aufgrund der klimatisch günstigen Position und der geeigneten Deckschichtenverhältnisse erscheinen besonders weite Teile der Mainfränkischen Platten als ablagerungsfreundlich.show moreshow less
  • Waste incineration in the Federal Republic of Germany has become an important and environmental conscious link within the waste disposal systems. The thermal process generates a residue called municipal solid waste incineration ash, which has to be disposed or recycled. A complete separation of relevant pollutants (primarily heavy metals) trough the thermal waste treatment is impossible. A environmentally (sustainable) acceptable disposal requires that the incineration ash behaves vastly neutral in a it’s new depositional milieu. Leaching andWaste incineration in the Federal Republic of Germany has become an important and environmental conscious link within the waste disposal systems. The thermal process generates a residue called municipal solid waste incineration ash, which has to be disposed or recycled. A complete separation of relevant pollutants (primarily heavy metals) trough the thermal waste treatment is impossible. A environmentally (sustainable) acceptable disposal requires that the incineration ash behaves vastly neutral in a it’s new depositional milieu. Leaching and mobilization of pollutants from the incineration ash mainly depends on environmental conditions. Water budget and hydrogeochemical conditions in the entire depositional system are of fundamental importance. Low water budgets, pH-conditions of carbonate buffer systems and in principle lower hydraulic conductivity provide favorable and stable relations. Therefore, disposal of incineration ash is presumably advantageous where these conditions occur naturally within geological surface lithologies. Using relevant natural site parameters such as average annual runoff or surface carbonate content, several regions of Lower Franconia (Northern Bavaria) were analyzed. Assessment, management, and processing of the spatially diversified data was accomplished using a Geographic Information System (GIS) with database connection. Suitability modeling was achieved by incorporating FUZZY-LOGIC computations. The principle result of the investigation shows that valleys and areas with predominating sandstone lithologies (Spessart, Südrhön, Odenwald) or crystalline rocks (Vorspessart) of high run-off, low carbonate buffering capa-cities and high permeability are not suitable for incineration ash disposal. In contrast, the greater part of the Mainfränkische Platten are tends to be expedient for disposal due to promising surface geologies and clima.show moreshow less

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Metadaten
Author: Günter Kus
URN:urn:nbn:de:bvb:20-1180603
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Fakultät für Geowissenschaften (bis Sept. 2007)
Faculties:Fakultät für Geowissenschaften (bis Sept. 2007) / Institut für Geologie
Date of final exam:2001/12/20
Language:German
Year of Completion:2001
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
GND Keyword:Deponie; Müllverbrennungsschlacke; Naturraum; Umweltverträglichkeit; Unterfranken
Tag:Ablagerungseignung; Fuzzy-Logik; GIS; Müllverbrennungsschlacke; Unterfranken
Fuzzy-Logic; GIS; Lower Franconia; municipal solid waste incineration ash; suitability for deposition
Release Date:2002/10/01
Advisor:Prof. Dr. Peter Udluft